RU2320941C1 - Cold production device - Google Patents
Cold production device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320941C1 RU2320941C1 RU2006128555/06A RU2006128555A RU2320941C1 RU 2320941 C1 RU2320941 C1 RU 2320941C1 RU 2006128555/06 A RU2006128555/06 A RU 2006128555/06A RU 2006128555 A RU2006128555 A RU 2006128555A RU 2320941 C1 RU2320941 C1 RU 2320941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- expander
- cavity
- variable
- volume
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам для получения холода, которые находят широкое применение, особенно в криогенной технике, и может быть использовано в медицине, для сжижения газов и в других областях техники, где требуются надежные и эффективные источники холода, а также при создании газовых криогенных машин по роторно-лопастной схеме.The invention relates to refrigeration, and in particular to devices for producing cold, which are widely used, especially in cryogenic technology, and can be used in medicine, for liquefying gases and in other areas of technology that require reliable and efficient sources of cold, as well as when creating gas cryogenic machines according to the rotor-blade scheme.
Известна поршневая система с совершающими возвратно-поворотное движение поршнями (патент RU 2193089 С2, F01C 9/00, F04C 9/00, F02B 53/00), включающая в себя цилиндр, имеющий кольцеобразное и полое внутреннее пространство, множество поршней, из которых образованы первая и вторая группы, подлежащие попеременному размещению по одной и той же внутренней окружности цилиндра, при этом первая и вторая группы поршней совершают возвратно-поворотное движение вдоль заданной дуги с одинаковой скоростью и в противоположных направлениях по отношению друг к другу, множество впускных клапанов, установленных в каждой точке цилиндра, где сходятся два соседних поршня, и предназначенных для регулирования потока текучей среды, вводимой в них снаружи, и множество выпускных клапанов, установленных в каждой точке цилиндра, где сходятся два соседних поршня, и предназначенных для регулирования потока текучей среды, вытесняемой изнутри наружу.A known piston system with reciprocating pistons (patent RU 2193089 C2,
Недостатками такой системы является сложность конструкции, наличие впускных и выпускных клапанов, создающих дополнительный мертвый объем и ограничивающих ресурс и надежность устройства. Кроме того, для подобной системы требуется громоздкий привод с кривошипно-шатунным механизмом, создающий высокий уровень вибраций.The disadvantages of this system are the design complexity, the presence of intake and exhaust valves, creating additional dead volume and limiting the resource and reliability of the device. In addition, such a system requires a bulky drive with a crank mechanism, creating a high level of vibration.
Известна криогенная газовая машина (патент RU 2013717 C1, F25B 9/00), содержащая цилиндр, установленный в нем при помощи упругих элементов полый вытеснительный поршень, разделяющий внутренний объем цилиндра на две полости - теплую и холодную, связанные между собой через последовательно соединенные регенератор и теплообменник нагрузки, и узел сжатия, подсоединенный к теплой полости, инерционный элемент внутри полого вытеснительного поршня, связанный через упругий элемент с торцевой поверхностью поршня.Known cryogenic gas machine (patent RU 2013717 C1, F25B 9/00), containing a cylinder, a hollow displacement piston installed in it using elastic elements, dividing the internal volume of the cylinder into two cavities - warm and cold, interconnected through series-connected regenerator and load heat exchanger, and a compression unit connected to a warm cavity, an inertial element inside a hollow displacement piston connected through an elastic element to the end surface of the piston.
Известна криогенная газовая машина типа ПП (В.Н.Новотельнов и др. Криогенные машины, СПб: "Политехника", 1991, с.192), состоящая из двух поршневых узлов. Один из них выполняет функцию компрессора и включает цилиндр, поршень, аппарат внешнего теплообмена (АВТ) для отвода тепла в окружающую среду, часть регенератора. Другой узел выполняет функцию детандера и включает цилиндр, поршень, АВТ для подвода тепла в цикл (теплообменник нагрузки) для охлаждаемого устройства, часть регенератора.Known cryogenic gas machine type PP (V.N. Novotelnov and others. Cryogenic machines, St. Petersburg: "Polytechnic", 1991, p.192), consisting of two piston assemblies. One of them performs the function of a compressor and includes a cylinder, a piston, an external heat exchange apparatus (ABT) for heat removal to the environment, and a part of the regenerator. Another node performs the function of an expander and includes a cylinder, piston, AWT for supplying heat to the cycle (load heat exchanger) for the cooled device, part of the regenerator.
Недостатками известной, а также вышеописанной машины являются высокий уровень вибраций, износ поршня о стенку цилиндра, что приводит к перетеканию рабочего тела через зазоры кольцевой полости между поршнем и цилиндром, засорению рабочего тела продуктами износа и снижает ресурс и надежность этих машин.The disadvantages of the known and also the above-described machines are a high level of vibration, piston wear on the cylinder wall, which leads to the flow of the working fluid through the gaps of the annular cavity between the piston and the cylinder, clogging of the working fluid by wear products and reduces the life and reliability of these machines.
Целью изобретения являются повышение ресурса и надежности устройства для получения холода.The aim of the invention is to increase the resource and reliability of the device for producing cold.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для получения холода, содержащее компрессор, приводимый в действие приводом, аппарат внешнего теплообмена (АВТ), магистраль, содержащая трубопроводы и регенератор и соединяющая полость переменного объема компрессора с полостью переменного объема детандера, теплообменник нагрузки, соединенный с полостью переменного объема детандера, причем в полости переменного объема детандера фаза изменения переменного объема смещена на заданный угол относительно фазы изменения переменного объема соединенной с ней полостью компрессора, компрессор и детандер выполнены по роторно-лопастной схеме, входные валы которых посредством передаточных механизмов с круглыми и некруглыми шестернями соединены с противоположными концами выходного вала привода, причем компрессор, детандер, передаточные механизмы, привод размещены на одной оси, компрессор и детандер содержат не менее одной дополнительной полости переменного объема каждый, каждая дополнительная полость переменного объема компрессора соединена дополнительной магистралью, содержащей трубопроводы и регенератор, не менее, чем с одной полостью переменного объема детандера, по крайней мере, одна из полостей переменного объема детандера соединена с теплообменником нагрузки, АВТ размещен на корпусе компрессора.This goal is achieved by the fact that in the device for producing cold, containing a compressor driven by a drive, an external heat exchange apparatus (ABT), a line containing pipelines and a regenerator and connecting a cavity of variable volume of the compressor with a cavity of variable volume of the expander, a heat exchanger connected to the cavity of the variable volume of the expander, and in the cavity of the variable volume of the expander the phase of the change of the variable volume is shifted by a predetermined angle relative to the phase of the change of the variable volume the compressor cavity that is integrated with it, the compressor and the expander are made according to the rotor-blade scheme, the input shafts of which are connected to the opposite ends of the drive output shaft by means of gears with round and non-circular gears, the compressor, expander, gears, the drive placed on one axis, the compressor and the expander contain at least one additional cavity of variable volume each, each additional cavity of variable volume of the compressor is connected by an additional line, containing aschey regenerator and piping, at least one cavity with variable volume expander, at least one of the cavities of variable volume expander connected to a load heat exchanger, AVT placed on the compressor casing.
Сущность изобретения поясняется графически на примере устройства для получения холода (УПХ) роторно-лопастной схемы.The invention is illustrated graphically on the example of a device for producing cold (UPH) of a rotor-blade scheme.
На фиг.1 изображено УПХ, продольный вертикальный разрез главного вида.Figure 1 shows the UPH, a longitudinal vertical section of the main view.
На фиг.2 изображен компрессор, передаточный механизм компрессора и привод УПХ.Figure 2 shows the compressor, the transmission gear of the compressor and the drive UPH.
На фиг.3 изображен детандер и передаточный механизм детандера.Figure 3 shows the expander and the transmission mechanism of the expander.
На фиг.4 изображена кинематическая схема УПХ.Figure 4 shows the kinematic diagram of the UPH.
На фиг.5 изображена схема работы УПХ (фаза 1).Figure 5 shows the operation of the UPH (phase 1).
На фиг.6 изображена схема работы устройства УПХ (фаза 2).Figure 6 shows the operation diagram of the UPX device (phase 2).
На фиг.7 изображена схема работы УПХ (фаза 3).Figure 7 shows the operation of the UPH (phase 3).
На фиг.8 изображена схема работы УПХ (фаза 4).On Fig shows a diagram of the UPH (phase 4).
Устройство для получения холода содержит компрессор 1 и детандер 2 (Фиг.1), выполненные по роторно-лопастной схеме, две магистрали 3 и 4 (Фиг.5), соединяющие пары диаметрально-противоположных полостей переменного объема (ППО) 5, 6 и 7, 8 (Фиг.5-8) компрессора 1 (Фиг.1) с соответствующими диаметрально-противоположными парами ППО 9, 10 и 11, 12 (Фиг.5-8) детандера 2 (Фиг.1), передаточный механизм компрессора (ПМК) 13 (Фиг.1) и передаточный механизм детандера (ПМД) 14 (Фиг.1), привод 15 (например, электродвигатель) (Фиг.1). ПМК 13 (Фиг.1) содержит вал-шестерню 16 (Фиг.1, 2, 4), установленную на выходном валу 17 (Фиг.1, 2) привода 15 (Фиг.1) со стороны компрессора 1 (Фиг.1), водило 18 (Фиг.2, 4), корпус 19 (Фиг.2), некруглое зубчатое колесо 20 (Фиг.1, 2, 4) ПМК 13 (Фиг.1), жестко установленное на внешнем входном валу 21 (Фиг.2) компрессора 1 (Фиг.1), некруглое зубчатое колесо 22 (Фиг.1, 4) ПМК 13 (Фиг.1), жестко установленное на внутреннем входном валу 23 (Фиг.1, 2) компрессора 1 (Фиг.1).A device for producing cold contains a compressor 1 and expander 2 (Figure 1), made according to a rotor-blade scheme, two
В водиле 18 (Фиг.2, 4) со стороны привода 15 диаметрально-противоположно установлены два круглых зубчатых колеса - сателлиты 24 (Фиг.2, 4) и 25 (Фиг.2) с возможностью вращения вокруг своих осей, а со стороны компрессора 1 (Фиг.1) диаметрально-противоположно установлены два блока шестерен 26 (Фиг.1, 4) и 27 (Фиг.1) с возможностью вращения вокруг своих осей.In the carrier 18 (FIGS. 2, 4), from the
В корпусе 19 установлены центральное неподвижное зубчатое колесо с внутренним зацеплением 28 (Фиг.2, 4) и неподвижное центральное круглое зубчатое колесо с внешним зацеплением 29 (Фиг.2, 4).In the
Сателлиты 24 (Фиг.2) и 25 (Фиг.2, 4) сопряжены с центральным неподвижным зубчатым колесом с внутренним зацеплением 28 (Фиг.2, 4).Satellites 24 (FIG. 2) and 25 (FIGS. 2, 4) are interfaced with a central fixed gear with internal gear 28 (FIGS. 2, 4).
Блок шестерен 26 (Фиг.1, 4) содержит круглое зубчатое колесо 30 (Фиг.1, 4), установленное со стороны компрессора 1 (Фиг.1), некруглое зубчатое колесо 31 (Фиг.1, 4), некруглое зубчатое колесо 32 (Фиг.1, 4), зафиксированные относительно друг друга в осевом и угловом положении, причем угол между большими полуосями некруглых зубчатых колес 31 (Фиг.1, 4) и 32 (Фиг.1, 4) составляет 90°.The block of gears 26 (Fig. 1, 4) contains a round gear wheel 30 (Fig. 1, 4) mounted on the compressor side 1 (Fig. 1), a non-circular gear wheel 31 (Figs. 1, 4), a non-circular gear wheel 32 (Fig.1, 4), fixed relative to each other in axial and angular position, and the angle between the major semi-axes of the non-circular gears 31 (Figs. 1, 4) and 32 (Figs. 1, 4) is 90 °.
Блок шестерен 27 (Фиг.1) содержит круглое зубчатое колесо 33 (Фиг.1), установленное со стороны компрессора 1 (Фиг.1), некруглое зубчатое колесо 34 (Фиг.1), некруглое зубчатое колесо 35 (Фиг.1), зафиксированные относительно друг друга в осевом и угловом положении, причем угол между большими полуосями некруглых зубчатых колес 34 и 35 составляет 90°. Круглые зубчатые колеса 30 (Фиг.1, 4) и 33 (Фиг.1) блоков шестерен 26 (Фиг.1, 4) и 27 (Фиг.1) сопрягаются с неподвижным центральным круглым зубчатым колесом с внешним зацеплением 29 (Фиг.2, 4).The block of gears 27 (Fig. 1) contains a round gear 33 (Fig. 1) mounted on the compressor side 1 (Fig. 1), a non-circular gear 34 (Fig. 1), a non-circular gear 35 (Fig. 1), fixed relative to each other in axial and angular position, and the angle between the large semi-axes of the
Компрессор 1 (Фиг.1) содержит корпус 36 (Фиг.2), внешний входной вал 21 (Фиг.2) с установленными на одном его конце в полости компрессора 1 (Фиг.1) двумя лопастями 37 и 38 (Фиг.1, 4) в диаметрально-противоположных направлениях, на другом его конце установлено некруглое зубчатое колесо 20 (Фиг.1, 4), соосный с внешним входным валом 21 (Фиг.2) внутренний входной вал 23 (Фиг.1) с установленными на одном его конце в полости компрессора 1 (Фиг.1) двумя лопастями 39 и 40 (Фиг.1, 4) в диаметрально-противоположном направлении, на другом его конце установлено некруглое зубчатое колесо 22 (Фиг.1, 4), аппарат внешнего теплообмена (АВТ) 41 (Фиг.2) (например, холодильник), соединенный с корпусом компрессора 1 (Фиг.1).Compressor 1 (FIG. 1) contains a housing 36 (FIG. 2), an external input shaft 21 (FIG. 2) with two
Некруглые зубчатые колеса 31 и 34 (Фиг.1) в блоках шестерен 26 и 27 (Фиг.1) ПМК 13 (Фиг.1) сопряжены с некруглым зубчатым колесом 20 (Фиг.1, 4) внешнего входного вала 21 (Фиг.2) компрессора 1 (Фиг.1), а некруглые зубчатые колеса 32 и 35 (Фиг.1) в блоках шестерен 26 (Фиг.1, 4) и 27 (Фиг.1) ПМК 13 (Фиг.1) сопряжены с некруглым зубчатым колесом 22 (Фиг.1, 4) на внутреннем входном валу 23 (Фиг.1) компрессора 1 (Фиг.1).
В магистрали 3 (Фиг.5) коллектор 42 (Фиг.1, 6) соединяет диаметрально-противоположные ППО 5 и 6 (Фиг.5) компрессора 1 (Фиг.1) через трубопровод 43 (Фиг.1, 6) с регенератором 44 (Фиг.1, 6). Регенератор 44 (Фиг.1, 6) соединен через трубопровод 45 (Фиг.1, 6) и коллектор 46 (Фиг.6) с диаметрально-противоположными ППО 9 и 10 (Фиг.5-8) детандера 2 (Фиг.1). В магистрали 4 (Фиг.5) коллектор 47 (Фиг.6) соединяет диаметрально-противоположные ППО 7 и 8 (Фиг.5-8) компрессора 1 (Фиг.1) через трубопровод 48 (Фиг.6) с регенератором 49 (Фиг.6). Регенератор 49 (Фиг.6) соединен через трубопровод 50 (Фиг.6) и коллектор 51 (Фиг.6) с диаметрально-противоположными ППО 11 и 12 (Фиг.5-8) детандера 2 (Фиг.1).In line 3 (Figure 5), the collector 42 (Figure 1, 6) connects diametrically opposed
ПМД 14 (Фиг.1) содержит вал-шестерню 52 (Фиг.1, 4), установленную на выходном валу 17 (Фиг.1) привода 15 (Фиг.1, 4) со стороны детандера 2 (Фиг.1), водило 53 (Фиг.1, 4), корпус 54 (Фиг.3), некруглое зубчатое колесо 55 (Фиг.1, 4), жестко установленное на внешнем выходном валу 56 (Фиг.1) ПМД 14 (Фиг.1), некруглое зубчатое колесо 57 (Фиг.1, 4) ПМК 14 (Фиг.1), жестко установленное на внутреннем выходном валу 58 (Фиг.1) ПМК 14 (Фиг.1).PMD 14 (Fig. 1) contains a pinion shaft 52 (Figs. 1, 4) mounted on the output shaft 17 (Fig. 1) of the drive 15 (Figs. 1, 4) from the expander 2 (Fig. 1), carrier 53 (Fig. 1, 4), housing 54 (Fig. 3), a non-circular gear wheel 55 (Fig. 1, 4), rigidly mounted on an external output shaft 56 (Fig. 1) PMD 14 (Fig. 1), non-circular gear wheel 57 (Fig. 1, 4) PMK 14 (Fig. 1), rigidly mounted on the internal output shaft 58 (Fig. 1) of the PMC 14 (Fig. 1).
В водиле 53 (Фиг.1, 4) со стороны привода 15 диаметрально-противоположно установлены два круглых зубчатых колеса - сателлиты 59 (Фиг.3) и 60 (Фиг.4) с возможностью вращения вокруг своих осей, а со стороны детандера 1 (Фиг.1) диаметрально-противоположно установлены два блока шестерен 61 (Фиг.1, 4) и 62 (Фиг.1) с возможностью вращения вокруг своих осей.In the carrier 53 (Figs. 1, 4), from the
В корпусе 54 (Фиг.3) установлены центральное неподвижное зубчатое колесо с внутренним зацеплением 63 (Фиг.1, 4) и неподвижное центральное круглое зубчатое колесо с внешним зацеплением 64 (Фиг.1, 4).In the housing 54 (FIG. 3), a central fixed gear with internal gearing 63 (FIGS. 1, 4) and a fixed central circular gear with an external gearing 64 (FIGS. 1, 4) are installed.
Сателлиты 59 (Фиг.3) и 60 (Фиг.4) сопряжены с центральным неподвижным зубчатым колесом с внутренним зацеплением 63 (Фиг.1, 4).Satellites 59 (FIG. 3) and 60 (FIG. 4) are associated with a central fixed gear with internal gearing 63 (FIGS. 1, 4).
Блок шестерен 61 (Фиг.1, 3) содержит круглое зубчатое колесо 65 (Фиг.1), установленное со стороны детандера 1 (Фиг.1), некруглое зубчатое колесо 66 (Фиг.1), некруглое зубчатое колесо 67 (Фиг.1), зафиксированные относительно друг друга в осевом и угловом положении, причем угол между большими полуосями некруглых зубчатых колес 66 (Фиг.1) и 67 (Фиг.1) составляет 90°.The gear block 61 (Fig. 1, 3) contains a circular gear wheel 65 (Fig. 1) mounted on the side of the expander 1 (Fig. 1), a non-circular gear wheel 66 (Fig. 1), a non-circular gear wheel 67 (Fig. 1) ), fixed relative to each other in axial and angular position, and the angle between the large semi-axes of the non-circular gears 66 (Figure 1) and 67 (Figure 1) is 90 °.
Блок шестерен 62 (Фиг.3, 4) содержит некруглое зубчатое колесо 68 (Фиг.1, 4), установленное со стороны детандера 2 (Фиг.1), круглое зубчатое колесо 69 (Фиг.1, 4), некруглое зубчатое колесо 70 (Фиг.1, 4), зафиксированные относительно друг друга в осевом и угловом положении, причем угол между большими полуосями некруглых зубчатых колес 69 (Фиг.1, 4) и 70 (Фиг.1, 4) составляет 90°.The gear block 62 (Fig. 3, 4) contains a non-circular gear wheel 68 (Fig. 1, 4) mounted on the side of the expander 2 (Fig. 1), a circular gear wheel 69 (Figs. 1, 4), a non-circular gear wheel 70 (Fig.1, 4), fixed relative to each other in axial and angular position, and the angle between the major semi-axes of the non-circular gears 69 (Figs. 1, 4) and 70 (Figs. 1, 4) is 90 °.
Круглые зубчатые колеса 65 и 68 (Фиг.1) блоков шестерен 61 (Фиг.1, 3) и 62 (Фиг.1, 4) сопрягаются с неподвижным центральным круглым зубчатым колесом с внешним зацеплением 64 (Фиг.1, 4).Round gears 65 and 68 (Fig. 1) of gear blocks 61 (Figs. 1, 3) and 62 (Figs. 1, 4) are mated to a stationary central round gear with external gear 64 (Figs. 1, 4).
Некруглые зубчатые колеса 66 (Фиг.1) и 69 (Фиг.1, 4) в блоках шестерен 61 (Фиг.1, 3) и 62 (Фиг.3, 4) сопряжены с некруглым зубчатым колесом 55 (Фиг.1, 4), жестко установленным на внешнем выходном валу 56 (Фиг.1) ПМД 14 (Фиг.1), а некруглые зубчатые колеса 67 (Фиг.1) и 70 (Фиг.1, 4) в блоках шестерен 61 (Фиг.1, 3) и 62 (Фиг.3, 4) сопряжены с некруглым зубчатым колесом 57 (Фиг.1), жестко установленным на внутреннем выходном валу 58 (Фиг.1) ПМД 14 (Фиг.1). Внешний выходной вал 56 (Фиг.1) ПМД 14 (Фиг.1) соединен с внешним входным валом 71 (Фиг.3) детандера 2 (Фиг.1), а внутренний выходной вал 58 (Фиг.1) ПМД 14 (Фиг.1) соединен с внутренним входным валом 72 (Фиг.3) детандера 2 (Фиг.1).Non-circular gears 66 (Fig. 1) and 69 (Figs. 1, 4) in gear blocks 61 (Figs. 1, 3) and 62 (Figs. 3, 4) are mated to a non-circular gears 55 (Figs. 1, 4 ) rigidly mounted on the external output shaft 56 (Fig. 1) PMD 14 (Fig. 1), and non-circular gears 67 (Fig. 1) and 70 (Figs. 1, 4) in gear blocks 61 (Fig. 1, 3) and 62 (Figs. 3, 4) are interfaced with a non-circular gear wheel 57 (Fig. 1) rigidly mounted on the internal output shaft 58 (Fig. 1) of the PMD 14 (Fig. 1). The external output shaft 56 (FIG. 1) of the PMD 14 (FIG. 1) is connected to the external input shaft 71 (FIG. 3) of the expander 2 (FIG. 1), and the internal output shaft 58 (FIG. 1) of the PMD 14 (FIG. 1) is connected to the internal input shaft 72 (Figure 3) of the expander 2 (Figure 1).
Детандер 2 (Фиг.1) содержит корпус 73 (Фиг.3), внешний входной вал 71 (Фиг.3) с установленными на одном его конце в полости детандера 2 (Фиг.1) двумя лопастями 74 (Фиг.1, 4) и 75 (Фиг.1, 4) в диаметрально-противоположном направлении, и соединенный другим концом с внешним выходным валом 56 (Фиг.1) ПМД 14 (Фиг.1), соосный с внешним входным валом 71 (Фиг.3) внутренний входном вал 72 (Фиг.3) с установленными на одном его конце в полости детандера 2 (Фиг.1) двумя лопастями 76 (Фиг.1, 4) и 77 (Фиг.1, 4) в диаметрально-противоположном направлении, и соединенный другим концом с внутренним выходным валом 58 (Фиг.1) ПМД 14 (Фиг.1). Корпус 54 (Фиг.3) соединен через кожух 79 (Фиг.3) и термоизолятор 80 (Фиг.3) с передней крышкой 81 (Фиг.3) детандера 2 (Фиг.1), корпусом 73 (Фиг.3) и задней крышкой 82 (Фиг.3) детандера 2 (Фиг.1).The expander 2 (Fig. 1) contains a housing 73 (Fig. 3), an external input shaft 71 (Fig. 3) with two blades 74 (Figs. 1, 4) mounted on one end thereof in the cavity of the expander 2 (Fig. 1) and 75 (Figs. 1, 4) in a diametrically opposite direction, and connected at the other end to an external output shaft 56 (Fig. 1) PMD 14 (Fig. 1), coaxial with an external input shaft 71 (Fig. 3), an internal input shaft 72 (Fig. 3) with two blades 76 (Figs. 1, 4) and 77 (Figs. 1, 4) mounted at one end in the cavity of the expander 2 (Fig. 1) and diametrically opposed, and connected by another end with inner in output shaft 58 (Figure 1) PMD 14 (Figure 1). The housing 54 (Figure 3) is connected through a casing 79 (Figure 3) and a heat insulator 80 (Figure 3) with the front cover 81 (Figure 3) of the expander 2 (Figure 1), the housing 73 (Figure 3) and the back cover 82 (FIG. 3) of the expander 2 (FIG. 1).
Передняя крышка 81 (Фиг.3) детандера 2 (Фиг.1) соединена через рубашку 83 (Фиг.3) с корпусом 54 (Фиг.3).The front cover 81 (FIG. 3) of the expander 2 (FIG. 1) is connected through a jacket 83 (FIG. 3) to the housing 54 (FIG. 3).
Задняя крышка 82 (Фиг.3) детандера 2 (Фиг.1) выполняет роль теплообменника нагрузки.The back cover 82 (Figure 3) of the expander 2 (Figure 1) acts as a load heat exchanger.
Компрессор 1, детандер 2, ПМК 13 и ПМК 14, привод 15 (Фиг.1) размещены на одной оси.Compressor 1, expander 2, PMK 13 and PMK 14, drive 15 (Figure 1) are placed on the same axis.
Устройство для получения холода работает следующим образом.A device for producing cold works as follows.
Рабочий процесс в УПХ можно условно разделить на 4 фазы, плавно переходящие из одной в другую.The workflow in UPH can be conditionally divided into 4 phases, smoothly transitioning from one to another.
I фаза. Сжатие рабочего тела-газа (РТГ). В этой фазе в ППО 5 и 6 (Фиг.5) происходит изменение объема от максимального до промежуточного значения с повышением давления и температуры РТГ в замкнутом объеме, образуемым ППО 5 и 6 (Фиг.5) внутренними полостями магистрали 3 (Фиг.5) и ППО 9 и 10 (Фиг.5). При этом в ППО 9 и 10 (Фиг.5) в этой фазе происходит изменение объема от промежуточного до минимального значения с вытеснением РТГ из ППО 9 и 10 (Фиг.5) в магистраль 3 (Фиг.5), соединенную с ППО 5 и 6 (Фиг.5). В этот период происходит отвод тепла сжатия РТГ от корпуса 36 (Фиг.2) компрессора 1 (Фиг.1) в АВТ 41 (Фиг.2) для снижения температуры сжимаемого в ППО 5 и 6 (Фиг.5) РТГ, который меняет температуру от промежуточного до максимального значения. Далее происходит снижение температуры РТГ за счет отвода тепла от него в регенераторе 44 (Фиг.1, 6).I phase. Compression of the working fluid-gas (RTG). In this phase, in the
II фаза. Вытеснение РТГ. В этой фазе в ППО 5 и 6 (Фиг.6) происходит изменение объема от промежуточного до минимального значения с вытеснением РТГ из ППО 5 и 6 (Фиг.6) в магистраль 3 (Фиг.3), соединенную с ППО 9 и 10 (Фиг.5). При этом в ППО 5 и 6 (Фиг.6) в этой фазе происходит изменение объема от минимального до промежуточного значения с совершением работы по преодолению сил трения.II phase. Extrusion of RTG. In this phase, in the
III фаза. Расширение РТГ. В течение этой фазы в ППО 5 и 6 (Фиг.7) происходит изменение объема от минимального до промежуточного значения. При этом в ППО 9 и 10 (Фиг.7) в этой фазе происходит изменение объема от промежуточного до максимального значения с совершением работы по преодолению сил трения. В ППО 9 и 10 (Фиг.7) происходит расширение РТГ с охлаждением до заданной температуры задней крышки 81 (Фиг.3) детандера 2 (Фиг.1), выполняющей роль теплообменника нагрузки.III phase. Expansion of RTG. During this phase, in the
IV фаза. Обратное вытеснение расширившегося РТГ. В этом периоде в ППО 5 и 6 (Фиг.8) происходит изменение объема от промежуточного до максимального значения, а в ППО 9 и 10 (Фиг.8) происходит изменение объема от максимального до промежуточного значения с вытеснением охлажденного РТГ в магистраль 3 (Фиг.5). В регенераторе 44 (Фиг.1, 6) происходит нагрев РТГ с одновременным охлаждением регенератора 44 (Фиг.1, 6). На входе в компрессор 1 (Фиг.1) температура РТГ в установившемся режиме соответствует температуре РТГ при выходе из компрессора в фазах I и II.IV phase. Reverse crowding out of expanded RTG. In this period, in the
Процессы, происходящие в ППО 7 и 8 (Фиг.5-8) компрессора 1 (Фиг.1), магистрали 4 (Фиг.5), соединяющей ППО 7 и 8 (Фиг.5-8) компрессора 1 (Фиг.1) с ППО 11 и 12 (Фиг.5-8) детандера 2 (Фиг.1), в ППО 11 и 12 (Фиг.5-8) детандера 2 (Фиг.1) аналогичны вышеописанным процессам и протекают в противофазе относительно соответствующих процессов в ППО 5 и 6 (Фиг.5-8) компрессора 1 (Фиг.1), магистрали 3 (Фиг.5), соединяющей ППО 5 и 6 (Фиг.5-8) компрессора с ППО 9 и 10 (Фиг.5-8) детандера, в ППО 9 и 10 (Фиг.5-8). При этом фаза изменения каждого переменного объема в компрессоре 1 (Фиг.1) смещена на 90° относительно фазы изменения соединенного с ней переменного объема детандера 2 (Фиг.1).The processes taking place in the
Следует отметить, что во всех фазах период происходит отвод в АВТ 41 (Фиг.2) тепла сжатия РТГ от корпуса 36 (Фиг.2) компрессора 1 (Фиг.1), а также отвод тепловых потоков от теплообменника нагрузки для снижения температуры РТГ, сжимаемого в компрессоре 1 (Фиг.1).It should be noted that in all phases the period occurs in the AWT 41 (Figure 2) the compression heat of the RTG from the housing 36 (Figure 2) of the compressor 1 (Figure 1), as well as the removal of heat fluxes from the heat exchanger load to reduce the temperature of the RTG, compressible in the compressor 1 (Figure 1).
Указанные фазы рабочего процесса повторяются циклически в ходе работы УПХ.The indicated phases of the working process are repeated cyclically during the operation of the UPH.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".This is the totality of essential features that provides a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies. The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."
Предложенное техническое решение повышает надежность устройства за счет снижения вибраций, уменьшения перетекания рабочего тела через зазоры кольцевой полости между лопастями и корпусами компрессора и детандера, уменьшения износа контактируемых поверхностей в ППО и, как следствие, уменьшения засорения рабочего тела продуктами износа.The proposed technical solution improves the reliability of the device by reducing vibrations, reducing the flow of the working fluid through the gaps of the annular cavity between the blades and the compressor and expander bodies, reducing the wear of contacted surfaces in the PPO and, as a result, reducing the clogging of the working fluid by wear products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006128555/06A RU2320941C1 (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Cold production device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006128555/06A RU2320941C1 (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Cold production device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2320941C1 true RU2320941C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006128555/06A RU2320941C1 (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Cold production device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2320941C1 (en) |
-
2006
- 2006-08-04 RU RU2006128555/06A patent/RU2320941C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4638943B2 (en) | 4-cycle Stirling engine with two double piston units | |
EP2233691B1 (en) | Volume expansion rotary piston machine | |
US7124585B2 (en) | Scroll-type expander having heating structure and scroll-type heat exchange system employing the expander | |
US6109040A (en) | Stirling cycle refrigerator or engine employing the rotary wankel mechanism | |
JP2001227616A (en) | Driving device | |
EP2247844A2 (en) | Linear multi-cylinder stirling cycle machine | |
EP1242727A1 (en) | Apparatus using oscillating rotating pistons | |
KR20010071176A (en) | Improvements relating to rotary piston machines | |
RU2387844C2 (en) | Rotary piston engine with heat fed from outside | |
CN102588088A (en) | Thread rotor engine | |
RU2320941C1 (en) | Cold production device | |
RU2012116634A (en) | SYSTEM FOR CREATING COMPRESSORS AND A ROTOR ENGINE WITH DYNAMICALLY CHANGED OPERATING VOLUME AND COMPRESSION FREQUENCY | |
CN108699998B (en) | Rotary Stirling cycle apparatus and method | |
US20070036667A1 (en) | Rotary piston heat engine system | |
JP2008163931A (en) | Scroll type external combustion engine | |
SK284459B6 (en) | Rotary displacement apparatus | |
RU2443888C2 (en) | Multi-cylinder thermal machine with controlled output and with external heat supply | |
JP4344451B2 (en) | Rotary fluid machine | |
JP5024750B2 (en) | Rotary thermal fluid equipment | |
JP4344453B2 (en) | Rotary fluid machine | |
RU1795237C (en) | Heat-utilizing cryogenic rotary gas machine | |
RU2056599C1 (en) | Pulsating-pressure refrigerating machine | |
RU2467174C2 (en) | Piston machine | |
WO2005078269A1 (en) | Rotary screw machine of volumetric type for use as an external combustion engine | |
JPH03222850A (en) | Stirling engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110805 |