RU11312U1 - PISTON DETANDER - Google Patents
PISTON DETANDER Download PDFInfo
- Publication number
- RU11312U1 RU11312U1 RU98123891/20U RU98123891U RU11312U1 RU 11312 U1 RU11312 U1 RU 11312U1 RU 98123891/20 U RU98123891/20 U RU 98123891/20U RU 98123891 U RU98123891 U RU 98123891U RU 11312 U1 RU11312 U1 RU 11312U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- expander
- cylinder
- inlet fitting
- cylinder cover
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
1. Поршневой детандер, содержащий цилиндр с выпускными окнами, поршень, крышку цилиндра, в которой размещены нормально открытый клапан с запорным элементом в виде подпружиненного кольца с ограничителем, впускной штуцер, отличающийся тем, что ограничитель установлен с возможностью перемещения относительно впускного штуцера и крышки цилиндра.2. Поршневой детандер по п.1, отличающийся тем, что в крышке цилиндра, впускном штуцере и ограничителе выполнена резьба. 1. A piston expander containing a cylinder with outlet windows, a piston, a cylinder cover, in which a normally open valve with a locking element in the form of a spring-loaded ring with a stopper is placed, an inlet fitting, characterized in that the stopper is movable relative to the inlet fitting and the cylinder cover .2. The piston expander according to claim 1, characterized in that a thread is made in the cylinder cover, inlet fitting and restrictor.
Description
ПОРШНЕВОЙ ДЕТАНДЕРPISTON DETANDER
Полезная модель относится к области машиностроения машинам объемного действия, в частности, норшневым детандерам и может быть использована в холодильной технике, напри мер, в возддшных холодильных установках, установках кондиционирования воздуха.The utility model relates to the field of mechanical engineering for volumetric machines, in particular, norsh expanders and can be used in refrigeration, for example, in air refrigeration units, air conditioning units.
Известны поршневые детандеры, имешщие цилиндр с движущимся в нем поршнем, систему нринудительного газораспределения, в которой открытие впускного и выпускного клапанов осуществляется от поршня детандера ( детандеры с внутренним приводом клапанов) СП, стр.128-130, 192-194, 21, стр.82-89. Регулирование момента закрытия впускного клапана в таких детандерах производится путем изменения усилия пружины регулировочным винтом, расположенным в крышке цилиндра детандера.Known piston expanders having a cylinder with a piston moving in it, a low-pressure gas distribution system in which the inlet and outlet valves are opened from the expander piston (expanders with internal valve drive) SP, pp. 128-130, 192-194, 21, p. 82-89. The timing of the closing of the inlet valve in such expanders is controlled by changing the spring force with the adjusting screw located in the cylinder cover of the expander.
Недостатком детандеров с внутренним приводом клапанов является достаточно сложная система газораспределения и в связи с этим - высокая трудоемкость изготовления и невысокая эксплуатационная надежность. Кроме того, такие детандеры имешт увеличенный мертвый объем, что снижает эффективность рабочего процесса детандера.The disadvantage of expanders with an internal valve drive is a rather complicated gas distribution system and, in connection with this, the high complexity of manufacturing and low operational reliability. In addition, such expanders have an increased dead volume, which reduces the efficiency of the expander workflow.
Известны поршневые детандеры, имеющие цилиндр с поршнем и систему газораспределения - с впуском и выпуском газа через систему каналов в цилиндре и поршне (бесклапанные детандеры) i, стр. 128-130, 196-199, 21, стр.81-82.Known piston expanders having a cylinder with a piston and a gas distribution system with gas inlet and outlet through a channel system in the cylinder and piston (valveless expanders) i, pages 128-130, 196-199, 21, pages 81-82.
Однако, такие детандеры имеют низкию эффективность особенно при работе на режимах, отличных от номинального.However, such expanders have low efficiency, especially when operating in modes other than nominal.
Известен другой тип детандера, имеющий цилиндр с поршнем и систему газораспределения с нормально-открытым самодействующим впускным клапаном 31. В этом детандере устранены недостатки, обусловленные сложностью и трудоемкостью системы газораспределения.Another type of expander is known having a cylinder with a piston and a gas distribution system with a normally-open, self-acting inlet valve 31. Disadvantages due to the complexity and complexity of the gas distribution system are eliminated in this expander.
Недостатком указанной конструкции детандера является снижение эффективности работы на режимах, отличных от номинального, в связи с тем, что высота подъема запорного элемента нормально-открытого клапана имеет фиксированное значение, расчитанное на закрытие клапана в определенный момент времени, определяемый требуемой температурой газа на выходе из детандера и холодопроизводительностью. В таком детандере оптимальный закон газораспределения, соответствующий более высокой эффективности работы детандера, выполняется при строго ограниченных параметрах газа на входе (давления и расхода).The disadvantage of this design of the expander is a decrease in operating efficiency in modes other than the nominal, due to the fact that the lift height of the shut-off element of a normally-open valve has a fixed value, calculated to close the valve at a certain point in time, determined by the required gas temperature at the outlet of the expander and cooling capacity. In such an expander, the optimal gas distribution law, corresponding to a higher efficiency of the expander, is performed with strictly limited inlet gas parameters (pressure and flow).
Задачей настоящей полезной модели является устранение указанного недостатка, а именно, повышение эффективности работы детандера на режимах работы, отличных от номинального.The objective of this utility model is to eliminate this drawback, namely, increasing the efficiency of the expander in operating modes other than the nominal one.
Оказанная задача решена за счет того, что в известном поршневом детандере, содержащем цилиндр с выпускными окнами, поршень, крышку цилиндра, в которой размещены нормально-открытый клапан с запорным элементом в виде подпружиненного кольца, ограничитель, впускной штуцер, ограничитель установлен с возможностью перемещения относительно впускного штицера и крышки цилиндра. Для обеспечения возможности такого перемещения в крышке цилиндра, впускном штуцере и ограничителе выполнена резьба.This problem is solved due to the fact that in the known piston expander containing a cylinder with outlet windows, a piston, a cylinder cover in which a normally-open valve with a locking element in the form of a spring-loaded ring are placed, a stopper, an inlet fitting, a stopper is mounted with the possibility of movement relative to inlet fitting and cylinder cover. To ensure the possibility of such movement in the cylinder cover, inlet fitting and restrictor, a thread is made.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез детандера с нормально-открытым клапаном и выпускными окнами, а на фиг.2 приведены индикаторные диаграммы рабочих процессов детандера при различных режимах работы.The essence of the utility model is illustrated by the drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of an expander with a normally-open valve and outlet windows, and Fig. 2 shows indicator diagrams of the working processes of the expander in various operating modes.
Поршневой детандер содержит цилиндр 1, соосно которому размещен поршень 2, связанный с кривошипно-шатунным механизмом. Цилиндр 1 имеет выпускные окна 3, размещенные равномерно по окружности цилиндра, выполненные, например, в виде круглых отверстий. В крышке 4, состоящей из верхней и нижней частей, располагается нормально-открытый клапан с запорным элементом 5 в виде подпружиненного цилиндрической пружиной 6 кольца. Нижняя часть крышки 4 со специально обработанной поверхностью служит седлом для запорного элемента 5. В седле выполнены отверстия 8 для прохода газа. В ограничитель 9 ввернут впускной штуцер 10. Для предотвращения смещения запорного элемента 5 в радиальном направлении, в нем выполнена цилиндрическая проточка li, в которую оперт верхний торец пружины 6, установленной в глухом отверстии 12 нижней части крышки 4.The piston expander comprises a cylinder 1, coaxially to which a piston 2 is placed, connected with a crank mechanism. The cylinder 1 has outlet windows 3 arranged uniformly around the circumference of the cylinder, made, for example, in the form of round holes. In the cover 4, consisting of upper and lower parts, there is a normally open valve with a locking element 5 in the form of a ring spring-loaded with a coil spring 6. The lower part of the cover 4 with a specially machined surface serves as a saddle for the locking element 5. In the saddle holes 8 for gas passage are made. An inlet fitting 10 is screwed into the stop 9. To prevent the locking element 5 from moving in the radial direction, a cylindrical groove li is made in it, into which the upper end of the spring 6 mounted in the blind hole 12 of the lower part of the cover 4 is supported.
Детандер работает следующим образом. Сжатый воздух через штуцер 9 поступает в цилиндр 1 через нормально-открытый клапан. Поршень 2 при этом находится в верхней мертвой точкеThe expander works as follows. Compressed air through the nozzle 9 enters the cylinder 1 through a normally open valve. The piston 2 is at the top dead center
и выпдскные окна 3 перекрыты. При истечении воздиха в зазоре междц седлом 7 и запорным элементом 5 происходит нарастание перепада давлений над запорным элементом 5 и под ним (процесс наполнения 1-2 на фиг.2). Клапан, преодолевая упругие силы пружины 6, закрывается (точка 2 на фиг.2а) перекрывая истечение сжатого воздуха в цилиндр 1. Попавшая в цилиндр порция воздуха оказывает давление на поршень 2 и при его перемещении расширяется (процесс 2-3 на фиг.2) с понижением температуры и совершением внешней работы. При открытии поршнем 2 в нижней мертвой точке выпускных окон 3 расширившийся охлажденный воздух выталкивается (процессы 3-4 и 4-5 на фиг.2) в магистраль низкого давления и направляется потребителю. По мере приближения поршня к верхней мертвой точке, давление в цилиндре растет за счет сжатия остаточного воздуха (процесс 5-1 на фиг.2). При достижении величины давления в цилиндре равной давлению на входе в детандер, клапан впуска, под действием пружины 5 открывается, цикл повторяется. При изменении режима работы детандера, например, при понижении давления на входе в детандер, силы давления газа может оказаться недостаточно для закрытия клапана в нужный момент (примерно на половине хода поршня), в результате чего клапан закрывается с запаздыванием (точка 2 на фиг.26), что приводит к неполноте расширения воздуха и повышению температуры на выходе из детандера. При повышении давления на входе в детандер, сила давления газа оказывается больше расчетного значения, и клапан закрывается преждевременно (точка 2 на фиг.2в), что приводит к уменьшению расхода газа через детандер и снижениш холодопроизводительности. Регулирование режимов работы детандера осдществляется перемещением ограничителя относительно впускного штуцера и крышки цилиндра по резьбе, в результате чего достигается установление требуемой температуры и холодопроизводительности.and exit windows 3 are closed. With the expiration of air in the gap between the saddle 7 and the locking element 5, an increase in the pressure drop above the locking element 5 and below it occurs (filling process 1-2 in figure 2). The valve, overcoming the elastic forces of the spring 6, closes (point 2 in FIG. 2a), blocking the flow of compressed air into the cylinder 1. The portion of air that has entered the cylinder puts pressure on the piston 2 and expands when it moves (process 2-3 in FIG. 2) with a decrease in temperature and the performance of external work. When the piston 2 opens at the bottom dead center of the exhaust windows 3, the expanded cooled air is pushed out (processes 3-4 and 4-5 in FIG. 2) into the low-pressure line and sent to the consumer. As the piston approaches the top dead center, the pressure in the cylinder increases due to compression of the residual air (process 5-1 in figure 2). When the pressure in the cylinder is equal to the pressure at the inlet to the expander, the intake valve opens by the action of the spring 5, the cycle repeats. When the operating mode of the expander changes, for example, when the pressure at the inlet of the expander decreases, the gas pressure force may not be enough to close the valve at the right time (about half the piston stroke), as a result of which the valve closes with a delay (point 2 in Fig. 26 ), which leads to incomplete expansion of the air and an increase in temperature at the outlet of the expander. With increasing pressure at the inlet to the expander, the gas pressure force is greater than the calculated value, and the valve closes prematurely (point 2 in FIG. 2c), which leads to a decrease in gas flow through the expander and a decrease in cooling capacity. The operation modes of the expander are regulated by moving the limiter relative to the inlet fitting and the cylinder cover along the threads, as a result of which the required temperature and cooling capacity are established.
Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность работы детандера на режимах, отличных от номинального.The proposed technical solution allows to increase the efficiency of the expander in modes other than nominal.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:SOURCES OF INFORMATION:
1.Криогенные поршневые детандеры. Нод ред. A.M.Архарова. М., Машиностроение, 1974.1. Cryogenic piston expanders. Nod red. A.M. Arkharova. M., Mechanical Engineering, 1974.
2.Бумагин Г.И. Поршневые детандеры. Омск. 1981,2.Bumagin G.I. Piston expanders. Omsk 1981,
3.Поршневой детандер. Патент N 2029911, МКИ F 25 В 1/02. Прилуцкий И.К., Антонов Н.М., Исаков В.П., Мовчан Е.П., Деньгин В.Г., Меркель Н.Д., Прилуцкий А.К.3.Piston expander. Patent N 2029911, MKI F 25 V 1/02. Prilutsky I.K., Antonov N.M., Isakov V.P., Movchan E.P., Dengin V.G., Merkel N.D., Prilutsky A.K.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123891/20U RU11312U1 (en) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | PISTON DETANDER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123891/20U RU11312U1 (en) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | PISTON DETANDER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU11312U1 true RU11312U1 (en) | 1999-09-16 |
Family
ID=48272818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123891/20U RU11312U1 (en) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | PISTON DETANDER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU11312U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9336542B2 (en) | 2004-06-29 | 2016-05-10 | Textura Corporation | Construction payment management system and method with automatic notification workflow features |
-
1998
- 1998-12-31 RU RU98123891/20U patent/RU11312U1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9336542B2 (en) | 2004-06-29 | 2016-05-10 | Textura Corporation | Construction payment management system and method with automatic notification workflow features |
US10621566B2 (en) | 2004-06-29 | 2020-04-14 | Textura Corporation | Construction payment management system and method with automatic notification workflow features |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1423611B1 (en) | Fully-controlled, free-piston engine | |
US7331767B2 (en) | Method of stepless capacity control of a reciprocating piston compressor and piston compressor with such control | |
US8448440B2 (en) | Method and apparatus for achieving higher thermal efficiency in a steam engine or steam expander | |
US20030168618A1 (en) | Passive valve assembly | |
CN101305229A (en) | System and method for operating a compressor | |
RU11312U1 (en) | PISTON DETANDER | |
US2772831A (en) | Air compressor | |
US2160860A (en) | Compressor | |
CN100359167C (en) | Free piston type expansion-compression unit | |
RU2206791C2 (en) | Piston-type expansion machine | |
EP3901426B1 (en) | Valve train and engine | |
RU2796290C1 (en) | Refrigerator compressor | |
US6341585B1 (en) | Variable inlet valve damper for an internal combustion engine | |
JPS59206606A (en) | Exhaust valve driving device of internal-combustion engine | |
RU2029911C1 (en) | Piston gas-expansion machine | |
RU2151302C1 (en) | Piston gas expanding machine | |
RU13060U1 (en) | PISTON EXPANSION MACHINE | |
CN210861775U (en) | CO2 heat pump system adopting electromagnetic compression and expansion all-in-one machine | |
SU1423872A1 (en) | Piston-type gas-expansion machine | |
RU10423U1 (en) | PISTON AIR MOTOR | |
RU16379U1 (en) | PISTON EXPANSION MACHINE | |
RU1834978C (en) | Method of engine operation | |
SU1323831A1 (en) | Microcooler | |
RU23669U1 (en) | EXPANDING COMPRESSOR UNIT | |
JPS6160347B2 (en) |