Воздухоотделители, фильтры, осушители

В систему воздух попадает через неплотности в местах соединения трубопроводов или в сальнике компрессора при работе на вакуум, при ремонте аппаратов, а также остается после монтажа при плохом вакуумировании. Если в системе присутствует воздух, повышается давление конденсации, ухудшается теплопередача теплообменных аппаратов, увеличивается расход энергии на работу компрессора. Поэтому воздух из системы удаляют. Для этого в схему включают воздухоотделитель.

Принцип работы аппарата основан на том, что из смеси паров холодильного агента и воздуха путем ее охлаждения – конденсацией – выделяется холодильный агент и возвращается в систему, а воздух выпускают наружу. Отбор воздушно-аммиачной смеси производится из линейного ресивера или конденсатора.

Двухтрубный воздухоотделитель. Этот прибор имеет наиболее простую конструкцию и уста­навливается непосредственно над ресивером.

По внутренней трубе проходит жидкий холодильный агент, по­даваемый через РВ, с низким давлением и температурой кипения, а в межтрубном пространстве находится воздушно-аммиачная смесь. Аммиак конденсируется, и жидкость стекает в ресивер, а воздух выпускается в сосуд с водой. Часть жидкости во внутренней трубе пре­вращается в пар, и парожидкостная смесь отводится в испаритель.

Кожухозмеевиковый воздухоотделитель (рис. 4.8). Он состоит из змеевика, по которому проходит жидкий аммиак после дросселирования в РВ, и кожуха, в околотрубном пространстве которого охлаждается воздушно-аммиачная смесь.

 

Рисунок 4.8 – Воздухоохладитель кожухозмеевиковый

 

Кожухотрубный и кожухозмеевиковый воздухоотде­лители не обеспечивают достаточно полного удаления воздуха из системы.

Автоматический воздухоотделитель (рисунок 4.9).

Это наиболее совершенная и эффективная конструкция воздухоотделителя. Он состоит из двух ци­линдрических концентрично расположенных сосудов 4 и 12. Во внутреннем сосуде 4 расположен змеевик 6, который своим нижним концом соединен с наружным сосудом 12. В змеевик через вентиль 17 подают воздуш­но-аммиачную смесь, которая охлаждается окружающей змеевик жидкостью с давлением ро, подаваемой по тру­бе 7 из коллектора регулирующей станции через поплав­ковый регулятор 3.

Пар, образовавшийся в сосуде, отсасывается по тру­бе 18. Конденсат, полученный в змеевике 6, вместе с неконденсированной смесью сливается в наружный со­суд 12.

Барботируя через жидкость, воздушно-аммиачная смесь поднимается, соприкасается с холодной стенкой внутреннего сосуда, дополнительно охлаждается, и пары аммиака конденсируются, а оставшаяся богатая возду­хом смесь из кольцевого пространства между сосудами по трубке 13, а затем по змеевику 5 (показанному пунктиром) вновь поступает во внутренний сосуд для повторного охлаждения. Полученный в змеевике кон­денсат сливается вниз и по трубке 13 поступает в на­ружный сосуд 12, а воздух поднимается по змеевику и подходит к клапану выпуска воздуха 15.

 

Рисунок 4.9 — Автоматический воздухоохладитель АВ-4

При накапливании воздуха в аппарате давление в змеевике и наружном сосуде повышается, приближаясь к давлению конденсации, в результате чего уровень жидкого аммиака в кольцевом пространстве между со­судами опускается вместе с поплавком регулятора 10. Жидкий аммиак из воздухоотделителя отводится через камеру поплавкового регулятора 10 в коллектор регу­лирующей станции или в линейный ресивер. Соединенный с поплавковым механизмом стержень 14 также переме­щается вниз, он перестает оказывать давление на кла­пан 15, и клапан под действием пружины открывается, пропуская воздух через вентиль 16 к мембранному кла­пану 1. Противоположная сторона мембранного клапа­на соединена с линией всасывания. Если температура кипения холодильного агента и давление во внутреннем сосуде 4 понизятся до заданного значения, то пружина отожмет мембрану, открывая проход для воздуха, и по трубе 2 воздух проходит в сосуд с водой. В результате этого давление в змеевике 5, трубке 13 и наружном со­суде становится ниже давления конденсации, жидкость с давлением конденсации из коллектора регулирующей станции поступает в камеру поплавкового регулятора 10, вызывая подъем поплавка и стержня 14. Стержень, нажимая на иглу, закрывает «лапан 15, и выпуск возду­ха прекращается. Патрубок 11 с вентилем 8 служат для продувки кольцевого пространства между сосудами, вентиль 9 — для продувки полости внутреннего сосуда.

Фильтры. Они бывают паровые и жидкостные.

Паровой фильтр, или грязеуловитель. Его устанавливают на всасывающей стороне компрессо­ра для очистки пара, поступающего в цилиндр, от меха­нических загрязнений — окалины, ржавчины и др. Гря­зеуловитель состоит из корпуса, крышки и двойной или тройной сетки на каркасе, которая может быть вынута из корпуса для очистки. В аммиачных установках сет­ка стальная с размерами ячеек 0,4 мм, во фреоновых — латунная с размерами ячеек 0,2 мм.

Жидкостный фильтр. Он расположен перед ре­гулирующим вентилем, во избежание засорения проход­ного сечения автоматических приборов регулирования подачи жидкого холодильного агента в испаритель.

Жидкий хладон перед приборами автоматики фильтру­ют через ткани: асбестовую АТ-2, фетр, фильтрмиткаль или спекшиеся бронзовые шарики диаметром 0,2— 0,3 мм. Фильтры могут быть выполнены со стаканами, изготовленными из пористой керамики.

Осушители (рис. 4.10). Они предназначены для осу­шения хладона перед регулирующим вентилем, чтобы влага, содержащаяся в холодильном агенте, не замер­зала в проходном сечении регулирующего вентиля и не образовала пробки.

Рисунок 4.10 - Осушитель фреоновый

1- стакан с силикогелем; 2 - фильтрующая ткань; 3 - сетчатый каркас; 4 -пружина

 

В малых установках осушители включают только в период заполнения системы холодильным агентом. В ка­честве абсорбента (вещества, поглощающего влагу) ис­пользуют гранулированный силикагель марки КСМ с размером зерен 3—5 мм или алюмогель. Сетка, преду­смотренная в конструкции осушителя для задержания силикагеля, унесенного жидким хладоном, пропускает мелкие частицы его, поэтому после осушителя ставят жидкостный фильтр. Фильтрующая ткань может быть поставлена в самом корпусе осушителя. Регенерацию силикагеля производят путем прокаливания его горя­чим воздухом или азотом, температура которого около 200 °С, или вакуумированием при температуре 100 - 120°С.

 

Арматура и трубопроводы

Арматура. На холодильных установках она включа­ет запорные и регулирующие вентили холодильного агента, предохранительные и обратные клапаны, задвижки воды и рассола.

Запорные вентили бывают проходные и угловые.

Запорная арматура (рис. 4.11). Ее конструкция зависит от холодильного агента и диаметра условного прохода, но в каждом вентиле имеются корпус, крыш­ка, клапан, шпиндель, маховик; все вентили, кроме мембранных, включают сальник.

Рисунок 4.11 — Запорные вентили

 

а - фреоновый угловой: 1 - корпус; 2 - шпиндель с клапаном; 3 - сальнико­вая набивка; 4 - гайка сальника; 5 - прокладка; 6 - колпачок; 7 - накидная гайка; 8 - тройник; 9 - патрубок;

б - аммиачный: 1 - клапан; 2 - корпус; 3 - крышка; 4  - сальниковая набив­ка; 5 - нажимная втулка; 6 - шпиндель; 7 - маховик

 

Фреоновые вентили над шпинделем имеют колпачок для предупреждения утечек холодильного агента через сальник. Вентиль должен быть установлен на трубопроводе так, чтобы холодиль­ный агент поступал под клапан во избежание его обры­ва. На корпусе вентиля обычно ставят стрелку, указы­вающую направление холодильного агента.

Регулирующий вентиль (рис. 4.12). Он отличается от запорного мелкой резьбой на шпинделе и спе­циальной формой клапана, обеспечивающей плавное ре­гулирование количества проходящей жидкости.

Предохранительные клапаны (рис. 4.13). Их устанавливают на всех аппаратах, работающих под давлением. При повышении давления в аппарате выше установленного (на которое отрегулирована пружина предохранительного клапана) клапан открывается и вы­пускает часть холодильного агента в атмосферу, в воду или на сторону низкого давления.

Для переключения предохранительных клапанов, ус­танавливаемых попарно на холодильных аппаратах, применяют специальный трехходовой вентиль (рис. 4.14). Вентиль состоит из сварного корпуса 5, который флан­цем 1 соединен с аппаратом, а штуцерами 2 и 6 — с предохранительными клапанами. На шпинделе 4 за­креплен клапан 3. При любом крайнем положении кла­пана 3 один из предохранительных клапанов всегда включен, при среднем положении включены оба предо­хранительные клапана. Переключающий клапан позво­ляет производить периодические проверки предохрани­тельных клапанов, их ремонт или замену.

Рисунок 4.12 – Регулирующий вентиль 1 – корпус; 2 – клапан; 3 – накидная гайка; 4 – маховик; 5 – шпиндель; 6 – сальник; 7 – крышка

Рисунок 4.13 – Предохранительный                                клапан 1 – направляющая; 2 – клапан с резиновым уплотнением; 3 – стакан; 4 – корпус; 5 – пружина; 6 – нажимная гайка; 7 – крышка8 – колпачок; 9 – шпиндель

 

 

Рисунок 4.14 — Трехходовой вентиль

для переключения предохранительных клапанов

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Для чего с систему холодильной установки включают маслоотделители и их место в схеме?

2. Какую функцию выполняют отделители жидкости и их место в схеме?

3. Какие фильтры применяются в схеме холодильной установки и их место в схеме?

4. Требования, применяемые к запорной арматуре холодильных установок и трубопроводам.

 

Литература: [1], [2]