пульсационный охладитель газа

Формула изобретения

1. Пульсационный охладитель газа, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, расположенный в корпусе газораспределитель с соплами, встроенные в корпус приемные трубки, противоположные концы которых сообщены с концевой полостью, отличающийся тем, что охладитель снабжен стаканом с отверстиями и щелевыми окнами на боковой поверхности, концевым уплотнением и патрубком линии низкого давления, причем стакан размещен в корпусе с зазором, составляющим 0,0006 0,003 диаметра стакана, или снабжен кольцевыми уплотнениями, установленными в зазоре с обеспечением совпадения отверстий стакана и приемных трубок, при этом концевое уплотнение расположено между нижней частью стакана и дном корпуса с образованием двух изолированных полостей, одна из которых сообщена с приемными трубками и отводящим патрубком, а другая соединена с линией низкого давления или атмосферой.

2. Охладитель по п.1, отличающийся тем, что снабжен цилиндрическим кольцом, размещенным внутри корпуса, в которое встроены приемные трубки, при этом кольцо делит полость низкого давления на две части, сообщающиеся между собой через сквозные отверстия, выполненные в кольце.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится преимущественно к холодильной технике и энергетике, предназначено для производства холода и тепла и может быть использовано во многих областях народного хозяйства в системах хладоснабжения, кондиционирования, отопления, газовом хозяйстве.

Известен пульсационный охладитель газа, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, встроенные в корпус приемные трубки, расположенные радиально в одной плоскости, а также газораспределитель с соплами, размещенными в плоскости трубок, причем последние выполнены разной длины, самая короткая из которых имеет длины, составляющую 0,7 0,9 длины самой длинной [1]

Недостатком такой конструкции является низкая эффективность работы устройства вследствие переточек газа в газораспределительной камере.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является пульсационный охладитель газа, у которого вращающийся распределитель инжекционного типа [2] имеет по обе стороны от инжекционного отверстия (сопла) переднюю и задние кромки, расположенные под углом так, что они могут открывать и закрывать отверстие приемной трубки. Кромки образованы утолщениями торцевых частей ротационного инжектора (газораспределителя). Угол задней кромки больше передней, передняя кромка равна ширине приемной трубы. Ширина сопла больше ширины приемной трубы. Единственный рабочий зазор, обеспечивающий вращение ротора образован между передними и задними кромками ротора, а также отверстием в нем с одной стороны и неподвижной стенкой корпуса с встроенными в него приемными трубками с другой стороны. Между неподвижной и вращающейся частью могут быть установлены уплотнения.

Недостатком этого устройства является то, что, хотя наличие уплотнений и позволяет снизить перетечки холодного и теплого потоков газа, однако теплый газ, перетекающий через уплотнения смешивается с холодным газом, что снижает эффективность работы устройства.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы пульсационного охладителя газа.

Этот технический результат достигается тем, что в пульсационном охладителе газа, содержащем корпус с подводящим и отводящим патрубками, расположенный в корпусе газораспределитель с соплами, встроенные в корпус приемные трубки, противоположные концы которых сообщены с концевой полостью или заглушены, охладитель снабжен стаканом с отверстиями и щелевыми окнами на боковой поверхности, концевым уплотнением и патрубком линии низкого давления, причем стакан размещен в корпусе с зазором, составляющим от 0,0006 до 0,003 диаметра стакана, или снабжен уплотнениями, установленными в зазоре с обеспечением совпадения отверстий стакана и приемных трубок, при этом концевое уплотнение расположено между нижней частью стакана и дном корпуса с образованием двух изолированных полостей, одна из которых сообщена с приемными трубками и отводящим патрубком, а другая соединена с линией низкого давления или атмосферой.

Охладитель может быть снабжен цилиндрическим кольцом, размещенным внутри корпуса, в которое встроены приемные трубки, при этом кольцо делит полость низкого давления на две части, сообщающиеся между собой через сквозные отверстия, выполненные в кольце.

На чертеже показан пульсационный охладитель газа.

Охладитель содержит корпус 1, с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, газораспределитель 4 с соплами 5, приемные трубки 6, концы которых объеденены в концевую полость 7. Газораспределитель снабжен стаканом 8, в стенке которого сделаны отверстия 9 и щелевые окна 10. Уплотнения 11 установлены в зазоре между корпусом и стаканом с обеспечением совпадения отверстий стакана и приемных трубок. Уплотнения размещены по всему периметру стакана по обе стороны от плоскости расположения отверстий и щелевых окон. В газораспределительной камере установлено концевое уплотнение 12, которое расположено между нижней частью стакана и дном корпуса с образованием двух изолированных полостей, одна из которых 13 сообщена с приемными трубками и отводящим патрубком, а другая 14 соединена с линией низкого давления или атмосферой. Цилиндрическое кольцо 16, в которое встроены приемные трубки, делит полость низкого давления на две части 17 и 18, сообщающиеся между собой через сквозные отверстия 19, выполненные в кольце.

Охладитель работает следующим образом.

Газ, подлежащий охлаждению, по патрубку 2 направляется к соплам 5 газораспределителя 4, где часть внутренней энергии сжатого газа преобразуется в кинетическую энергию. В результате вращения газораспределителя осуществляется периодическая подача газа в приемные трубки 6. Поступающий газ совершает работу по сжатию газа, находящегося в приемных трубках и концевой полости 7. Тепло, выделяемое при сжатии, отводится в окружающую среду через стенки приемных трубок и концевой полости. Охлажденный газ, вытекающий из отверстия приемных трубок, через щелевые окна 10 в стакане поступает в полость 13 и отводится через отводящий патрубок 3. Протечки теплого газа через уплотнения 11 поступают в полость 14, которая отделена от полости холодного потока 13 концевым уплотнением 12, и далее выводятся в линию низкого давления 15. Протечки из части 17 полости 14 выводятся через отверстия 19.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым при его использовании техническим результатом состоит в следующем. Поскольку протечки теплого газа поступают в полость, изолированную от полости холодного потока с помощью концевого уплотнения 12, не происходит смешения холодного потока и теплых протечек. Размещение же уплотнений 11 на поверхности стакана приводит к снижению величины протечек по сравнению с прототипом, где уплотняется не весь периметр ротора, а лишь сравнительно небольшая его часть, занятая передней и задней кромками. Оба эти Фактора приводят к существенному росту эффективности процесса охлаждения. В том случае, если роль уплотнений 11 выполняет щелевой зазор между стаканом и корпусом, заявляемая относительная величина зазора обеспечивает тот минимум протечек, при котором исключено заклинивание вращающихся деталей при их охлаждении. Наличие цилиндрического кольца 16 позволяет перенести входные отверстия приемных каналов на меньший диаметр, что приводит с одной стороны к их сближению и способствует уменьшению протечек, а с другой стороны уменьшает диаметр уплотнений, что также снижает протечки и приводит к росту эффективности процесса.

Источники информации

1. А.с. СССР N 1020723, кл. F 25 В 9/00, 1983.

2. Патент США N 3 828 574, кл. F 25 В 9/00, F 16 К 11/00, 1974.