PL B1. ATLAS COPCO AIRPOWER N.V,Wilrijk,BE ,BE,2000/0409. Willy Joseph Rosa Bodart,Wilrijk,BE Bart Anton Lode Talboom,Kontich,BE

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. F04C 29/04 ( ) F04C 29/00 ( ) F04C 18/16 ( ) (54) Instalacja sprężająca z co najmniej jedną pojemnościową sprężarką wtryskującą wodę (30) Pierwszeństwo: ,BE,2000/0409 (73) Uprawniony z patentu: ATLAS COPCO AIRPOWER N.V,Wilrijk,BE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 01/02 (72) Twórca(y) wynalazku: Willy Joseph Rosa Bodart,Wilrijk,BE Bart Anton Lode Talboom,Kontich,BE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/08 (74) Pełnomocnik: Karcz Katarzyna, Rzecznik Patentowy, PATPOL Sp. z o.o. PL B1 (57) Wynalazek dotyczy instalacji sprężającej ze sprężarką, wtryskującą wodę (1), posiadającej obieg wody (6) oraz urządzenie, doprowadzające wodę (15) dla zasilania obiegu (6) w wodę, składające się z przewodu, zasilającego w wodę (16) z zaworem regulacyjnym (18) i filtra odwróconej osmozy (17). Do obiegu wody podłączone jest obejście (21), w którym znajdują się wymiennik jonitowy (22) i zawór regulacyjny (23), przy czym zawór (18) na przewodzie, zasilającym w wodę (16) jest sterowany przez urządzenie (20) do pomiaru ilości wody w obiegu (6), a zawór (23) na obejściu (21) jest sterowany przez urządzenie (24) do pomiaru przewodnictwa wody.

2 2 PL B1 Opis wynalazku Niniejszy wynalazek dotyczy instalacji sprężarki z przynajmniej jedną pojemnościową sprężarką wtryskującą wodę, zaopatrzoną w przewód ssący oraz przewód sprężonego powietrza, zasilające sprężarkę. Obieg wody, w którym umieszczona jest sprężarka zawiera separator wody zamontowany na przewodzie sprężonego powietrza oraz przewód powrotny dla odseparowanej wody łączący dolną stronę separatora, i wewnętrzną przestrzeń sprężarki, urządzenie doprowadzające wodę do obiegu, zawierające przewód tłoczny wody z zaworem sterującym i filtrem odwróconej osmozy oraz urządzenie mierzące przewodnictwo wody w obiegu. W takiej instalacji sprężarki woda jest wtryskiwana na elementy sprężające sprężarki w celu chłodzenia i smarowania ich oraz wypełniania wzajemnych szczelin pomiędzy elementami sprężarki a także szczelin pomiędzy sprężającymi elementami, a obudową sprężarki. Każda sprężarka może, w zależności od temperatury i wilgotności zasysanego powietrza, pochłaniać lub skraplać wodę, dlatego też sprężarkę wyposażono w urządzenie doprowadzające wodę, które, jeżeli zachodzi taka potrzeba, dostarcza wodę do obiegu zazwyczaj poprzez przewód wlotowy sprężarki. Doprowadzana woda musi być czysta o dostatecznie niskiej zawartości minerałów, aby zapobiec osadowi na uszczelkach, zaworach itp. Jakkolwiek zawartość minerałów nie powinna być zbyt niska ponieważ woda może wtedy powodować korozję, na przykład kwas węglowy z powietrza nie będzie już dłużej absorbowany przez wodę i będzie obecny w wodzie jako uwolniony kwas węglowy, na skutek czego spadnie ph. Korozjotwórczy charakter wody może być określany na podstawie jej przewodnictwa. Aby woda nie była korozjotwórcza jej przewodnictwo powinno wynosić od 10 do 20 us/cm przy 25 C. Woda destylowana jest droga. Dlatego też dostarczana woda jest zazwyczaj uzdatniana na miejscu, to znaczy jest demineralizowana w urządzeniu do demineralizacji. Instalacja sprężarki z urządzeniem do demineralizacji została opisana w WO-A-99/ Taka instalacja sprężarki posiada pojedyncze urządzenie do demineralizacji, którym może być filtr odwróconej osmozy lub wymiennik jonitowy. Urządzenie do demineralizacji jest połączone z resztą instalacji sprężarki poprzez przewody z zaworami w taki sposób, aby to samo urządzenie mogło pracować na przewodzie zasilającym w wodę lub też na obejściu skracającym obieg wody. Jakość napływającej wody ma niewielki wpływ na żywotność filtra odwróconej osmozy, ale ma duży wpływ na zysk jaki on przynosi. Kiedy jakość jest zła produkcja użytecznego wypełnienia spadnie, a produkcja koncentratu, który ma być usunięty wzrośnie. Filtr odwróconej osmozy nie jest szczególnie odpowiedni do redukcji przewodnictwa wody w obiegu. Większa część obiegu musi zostać wydalona jako koncentrat i w związku z tym zastąpiona przez świeżą wodę, jeszcze nie uzdatnioną, której przewodnictwo musi zostać zredukowane w filtrze odwróconej osmozy. Zastąpienie filtra odwróconej osmozy, jako urządzenia do demineralizacji, wymiennikiem jonitowym nie jest dużo lepszym rozwiązaniem. Wymiennik jonitowy jest bardzo odpowiedni do redukowania przewodnictwa wody w obiegu, jeżeli jest ono wyjściowo niskie. Lecz jego żywotność może zostać silnie zmniejszona, kiedy woda, która ma być uzdatniana jest niskiej jakości, a co za tym idzie ma wysoki stopień przewodnictwa. Celem wynalazku jest taka instalacja sprężarki, która nie posiada wad wymienionych powyżej. Cel ten został osiągnięty, według wynalazku, poprzez podłączenie obejścia do obiegu wody, w którym zamontowane są wymiennik jonitowy i zawór regulacyjny. Zawór na przewodzie zasilającym w wodę jest sterowany przez urządzenie do pomiaru ilości wody w obiegu, a zawór na obejściu jest sterowany przez urządzenie do pomiaru przewodnictwa wody. Instalacja sprężarki ma więc oddzielne urządzenie do demineralizacji dla świeżej wody dostarczanej do obiegu oraz do redukowania przewodnictwa wody w obiegu, tak aby oba urządzenia do demineralizacji mogły funkcjonować optymalnie i mieć długą żywotność. Obejście może omijać sprężarkę i łączyć przewód powrotny z przewodem ssącym. Preferowanym miejscem umieszczenia urządzenia do pomiaru przewodnictwa jest przewód powrotny. Urządzenie doprowadzające wodę może być podłączone do przewodu ssącego. Urządzeniem do pomiaru ilości wody w obiegu może być hipsometr umieszczony w lub na separatorze wody.

3 PL B1 3 Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym instalację sprężającą z co najmniej jedną pojemnościową sprężarką wtryskującą wodę. Instalacja sprężająca pokazana na rysunku zawiera 1 sprężarkę pojemnościową z wtryskiem wody, na przykład sprężarkę śrubową, wyposażoną w przewód ssący 2 zawierający filtr powietrza 3 i przewód sprężonego powietrza 4, napęd, który stanowi silnik 5 dla sprężarki 1 i obieg wody 6, w którym zamontowana jest sprężarka 1, a który dalej składa się z separatora wody 7 umieszczonego na przewodzie sprężonego powietrza 3, który z kolei w opisywanym przykładzie tworzy odbiornik powietrza. Część przewodu sprężonego powietrza 3 pomiędzy sprężarką i wspomnianym separatorem wody 7 oraz przewód powrotny 8 dla odseparowanej wody wychodzą z dolnej części separatora wody 7. Wyloty wtrysku wody skierowane są do wnętrza sprężarki. Na przewodzie powrotnym 8 umieszczono chłodnicę wody 9. W dół od separatora wody 7 umieszczono chłodnicę 10 i drugi mniejszy separator wody 11 na przewodzie sprężonego powietrza 4. Drugi przewód powrotny 12 łączy dolną część separatora 11 i przewód ssący 2. W zależności od warunków atmosferycznych powietrza zasysanego przez przewód ssący 2, sprężarka może pochłaniać lub wytwarzać wodę. Do obiegu wody 6 podłączony jest przewód odprowadzający, z jednej strony podłączony do dolnej części separatora wody 7 i wyposażony w zawór regulacyjny 14. Oczywiście możliwe jest podłączenie przewodu odprowadzającego w innym miejscu obiegu wody 6, na przykład pomiędzy chłodnicą wody 9 i sprężarką 1. Aby dostarczyć wodę do obiegu wody 6, instalacja sprężarki zawiera urządzenie doprowadzające wodę 15, składające się z przewodu zasilającego w wodę 16, który nie jest bezpośrednio podłączony do obiegu wody 6, ale do przewodu ssącego 2. Przewód zasilający w wodę 16 posiada filtr odwróconej osmozy 17 oraz zawór dwudrogowy 18. Koncentrat odprowadzany jest z filtra odwróconej osmozy 17 poprzez przewód koncentratu 19. Użyteczne wypełnienie płynie przez przewód ssący 2. Urządzenie doprowadzające wodę 15 zawiera urządzenie pomiarowe 20 do pomiaru ilości wody obecnej w obiegu wody 6, które steruje zaworami 14 i 18. Ilość wody może być określana poprzez pomiar ilości wody w pierwszym separatorze 7, dokonywany poprzez pomiar poziomu wody. Określenie pomiar" jest tutaj rozumiane w szerszym sensie ponieważ nie ma potrzeby określenia dokładnie ilości wody. Przez pomiar" będziemy rozumieli określenie kiedy poziom spada poniżej pewnej minimalnej wartości. Urządzenie pomiarowe może również regulować zaworem 14, kiedy wspomniany poziom podniesie się powyżej pewnego określonego wysokiego poziomu. W podanym przykładzie urządzenie pomiarowe składa się z przynajmniej jednego lub kilku czujników poziomu. Sprężarka 1 posiada obejście 21, które jest podłączone do przewodu powrotnego 8 pomiędzy sprężarką 1 i chłodnicą wody 9 z jednej strony i do przewodu ssącego 2 z drugiej strony. W tym obejściu 21 zamontowano wymiennik jonitowy 22 i zawór regulacyjny 23. Zawór 23 jest sterowany poprzez urządzenie 24, do pomiaru przewodnictwa wody, zamontowane na przewodzie powrotnym 8. Kiedy urządzenie 20, do pomiaru ilości wody w obiegu wody 6 wykryje zbyt małą ilość wody, lub mówiąc innymi słowy wykryje, że poziom wody w separatorze 7 spadł poniżej minimum, spowoduje otwarcie zaworu 18, aż do momentu kiedy odpowiednia ilość wody zostanie dostarczona do obiegu 6 poprzez przewód zasilający 16. Dostarczana woda została już oczyszczona w filtrze odwróconej osmozy 17. Kiedy urządzenie 24 do pomiaru przewodnictwa wskaże zbyt wysoki odczyt spowoduje otwarcie zaworu 23, skutkiem czego woda popłynie z przewodu powrotnego 8 poprzez obejście 21, następnie przez wymiennik jonitowy 22 do przewodu tłocznego 2. Niniejszym nie ma strat wody w obiegu. Kiedy przewodnictwo wody w obiegu jest już relatywnie niskie i niższe niż przewodnictwo świeżej wody wymiennik jonitowy 22 będzie musiał tylko dalej redukować przewodnictwo wody z obiegu, uzdatnionej już w ograniczonym stopniu, co oznacza, długą żywotność wymiennika jonitowego i niezbyt częstą konieczność jego wymiany.

4 4 PL B1 Aby nie skracać żywotności wymiennika jonitowego 22 filtr odwróconej osmozy 17 przejmuje oczyszczanie wody dostarczanej. Ten ostatni będzie musiał funkcjonować optymalnie w każdych warunkach. W tym wariancie, urządzenie doprowadzające wodę 15 może zawierać pompę 25, która jest umieszczona przed filtrem odwróconej osmozy 17 na przewodzie zasilającym w wodę 16, aby dodatkowo podnosić ciśnienie wody. Osiągnięcie ciśnienia osmotycznego zależy od stężenia soli rozpuszczonych w wodzie. Dodatkowy wzrost ciśnienia zapewni właściwe działanie membrany, kiedy przewód zasilający w wodę 16 jest podłączony do publicznej sieci wodociągowej i ciśnienie wody zasilającej jest niewystarczające. W innym wariancie na przewodzie zasilającym w wodę 16 umieszczono odwapniacz 26, przed filtrem odwróconej osmozy 17. Jeżeli dostarczana woda charakteryzuje się wysokim przewodnictwem, to w 80% jest to spowodowane obecnością soli wapnia i magnezu. Mogą one być usunięte dzięki odwapniaczowi 26, co w znaczącym stopniu poprawi działanie membrany osmotycznej filtra odwróconej osmozy 17. Jak to pokazano na rysunku, odwapniacz 26 może być zamontowany na przewodzie zasilającym w wodę 16 razem z pompą 25, a w szczególności przed nią. Sprężarka pojemnościowa 1 nie musi być sprężarką śrubową. Może być również sprężarką typu zębatego, sprężarką spiralną lub jedno-śrubową sprężarką. Wynalazek w żaden sposób nie ogranicza się do opisanych wyżej zastosowań, pokazanych na załączonych rysunkach, przeciwnie taka instalacja sprężarki może być wykonana we wszystkich wariantach, wciąż pozostając w ramach wynalazku, jak to wyszczególniono w następujących zastrzeżeniach. Zastrzeżenia patentowe 1. Instalacja sprężająca z co najmniej jedną pojemnościową sprężarką z wtryskającą wodę, zaopatrzoną w przewód ssący i przewód sprężonego powietrza, napęd dla tej sprężarki, obieg wody, w którym umieszczona jest sprężarka, zawierający separator wody umieszczony na przewodzie sprężonego powietrza i przewód powrotny dla odseparowanej wody łączący dolną część wspomnianego separatora wody i wewnętrzną część sprężarki, a także urządzenie doprowadzające wodę dla doprowadzenia wody do obiegu zawierające przewód zasilający w wodę z zaworem regulacyjnym i filtrem odwróconej osmozy, urządzenie do pomiaru ilości wody we wspomnianym obiegu, znamienna tym, że obejście (21) jest podłączone do obiegu wody (6), w którym znajdują się wymiennik jonitowy (22) i zawór regulacyjny (23), przy czym zawór (18) na przewodzie zasilającym w wodę (16) jest sterowany przez urządzenie (20) do pomiaru ilości wody w obiegu (6), a zawór (23) na obejściu (21) jest sterowany przez urządzenie (24) do pomiaru przewodnictwa wody. 2. Instalacja, według zastrz. 1, znamienna tym, że obejściem (21) mostkuje sprężarkę (1) i wówczas rozciąga się pomiędzy przewodem powrotnym (8) a przewodem ssącym (2). 3. Instalacja, według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że urządzenie (24) do pomiaru przewodnictwa jest zaopatrzone w przewód powrotny (8). 4. Instalacja, według zastrz. 2, znamienna tym, że do przewodu ssącego (2) jest podłączone urządzenie dostarczające wodę (15). 5. Instalacja według zastrz. 1 albo 2, albo 4, znamienna tym, że urządzeniem (20) do pomiaru ilości wody w obiegu (6) jest hipsometr zamontowany w lub na separatorze wody (7). 6. Instalacja, według zastrz. 4, znamienna tym, że jest zamontowana na przewodzie zasilającym w wodę (16), przed filtrem odwróconej osmozy (17). 7. Instalacja według zastrz. 6, znamienna tym, że urządzenie doprowadzające wodę (15) zawiera odwapniacz (26), który jest zamontowany na przewodzie zasilającym w wodę (16), przed filtrem odwróconej osmozy (17). 8. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że do obiegu wody (6) jest podłączony przewód odprowadzający (13), który jest wyposażony w zawór (14), sterowany przez urządzenie (20) do pomiaru ilości wody w obiegu (6). 9. Instalacja według zastrz. 8, znamienna tym, że przewód odprowadzający (13) jest podłączony do separatora wody (7).

5 PL B1 5 Rysunek

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.