RU2387919C2

RU2387919C2 - Thermocompression device

Info

Publication number: RU2387919C2
Application number: RU2008128264/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Ракитин (RU); Александр Михайлович Ракитин; Владимир Иванович Гореликов (RU); Владимир Иванович Гореликов; Николай Иванович Хитёв (RU); Николай Иванович Хитёв
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-04-27
Also published as: RU2008128264A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention refers to refrigerating equipment. Thermocompression device includes high pressure gas source with cylinders-compressors, device for heat cycling of cylinders-compressors in the form of a set of vessels with various temperatures, and location device for vessels with various temperatures, which is located on the platform whereon there also rigidly fixed is a rigid post. In upper part of rigid post on a bracket there fixed is a cover plate the dimensions of which correspond to the size of neck of vessels with various temperatures and on which cylinders-compressors are suspended. Rigid post is equipped with lifting mechanism of vessels with various temperatures, which is made in the form of a carriage installed with possibility of being moved along rigid post along the guides by means of a screw pin with a motor fixed on its edge. Vessels with various temperatures are fixed on installation device with possibility of being turned about it at equal distance relative to rotation axis by means of the first pairs of brackets connected to each other. Some of the brackets of the pair are fixed on installation device, and the others - on vessels with various temperatures. On each vessel with various temperatures on the side opposite to location of brackets of the first pairs and on the carriage there located are interconnected brackets of the second pairs identical to the first pairs of brackets, and distance between attachment point of cylinders-compressors and rigid post is equal to distance between axis of vessel with various temperatures, which is installed on carriage, and rigid post.

EFFECT: simplifying and improving the construction of thermocompression device and its operating properties, as well as increasing operating efficiency of thermocompression device.

2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее, к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств (термокомпрессоров), используемых, например, при заполнении газом баллонов высокого давления с соблюдением высоких требований по чистоте как закачиваемого газа, так и внутренних объемов и поверхностей заправляемой системы.The invention relates to refrigeration, and more specifically, to the field of design and operation of compression thermal devices (thermocompressors), used, for example, when filling high-pressure cylinders with gas in compliance with high requirements for the purity of both the injected gas and the internal volumes and surfaces of the refueling system.

Принцип работы термокомпрессионного устройства широко известен. Основу его составляет емкость (баллон-компрессор), которую вначале охлаждают, желательно до температуры конденсации газа, и заполняют ее газом из стендовых баллонов. Затем стендовые баллоны отсекают, емкость нагревают, давление газа в ней растет, и он перекачивается в заправляемую емкость. Таких циклов всасывания - нагнетания совершается столько, сколько необходимо для достижения заданного давления в заправляемой емкости.The principle of operation of a thermocompression device is widely known. It is based on a container (cylinder compressor), which is first cooled, preferably to a gas condensation temperature, and filled with gas from bench cylinders. Then the bench cylinders are cut off, the container is heated, the gas pressure in it increases, and it is pumped into the refueling tank. There are as many such suction-discharge cycles as necessary to achieve a given pressure in the refueling tank.

Известны компрессионные холодильные установки (см., например, патент России №20442332, МПК F25В 1/00, от 05.06.1991), содержащие компрессор, емкости высокого давления, магистраль заправки и магистраль подачи газа потребителю, теплообменники. Наличие в них механического компрессора, использующего смазку для вращающихся и перемещающихся узлов и деталей, не исключает загрязнения газа парами масла (смазки), что недопустимо при перекачке (заправке) газа в баллоны потребителя, применяющего данный газ в качестве рабочего компонента.Compression refrigeration units are known (see, for example, Russian patent No. 20442332, IPC F25B 1/00, dated 05.06.1991) containing a compressor, high pressure tanks, a gas line and a gas supply line to the consumer, heat exchangers. The presence in them of a mechanical compressor that uses lubricant for rotating and moving units and parts does not exclude gas pollution with oil (grease) vapors, which is unacceptable when pumping (filling) gas into consumer cylinders that use this gas as a working component.

Недостатками аналога являются загрязнение газа при заправке баллонов потребителя и сложность обслуживания при эксплуатации оборудования.The disadvantages of the analogue are gas pollution during refueling of consumer cylinders and the complexity of maintenance during operation of the equipment.

Известно также компрессионное устройство для регенерации хладагентов (см., например, патент США №5379607, МПК F25B 49/00, от 12.10.1993), выбранное в качестве прототипа и содержащее источник газа высокого давления, подключенный к баллонам-компрессорам, и устройство для термоциклирования баллонов-компрессоров, включающее набор разнотемпературных емкостей. В состав устройства также входят компрессор, ресивер, теплообменник-конденсатор и магистрали подачи газа потребителю. Устройство обеспечивает регенерацию хладагентов (теплоносителей) типа CFC (фреон-11, фреон-12, фреон 113) для откачки в транспортный баллон (потребителю), при этом процесс откачки длителен и малоэффективен, а обслуживание устройства и его оборудования усложнено как во время эксплуатации, так и при проведении регламентных работ.A compression device for recovering refrigerants is also known (see, for example, US Pat. No. 5,379,607, IPC F25B 49/00, dated October 12, 1993), selected as a prototype and containing a high pressure gas source connected to compressor cylinders and a device for thermal cycling of compressor cylinders, including a set of multi-temperature containers. The device also includes a compressor, receiver, heat exchanger-condenser and gas supply lines to the consumer. The device provides the regeneration of CFC-type refrigerants (coolants) (Freon-11, Freon-12, Freon 113) for pumping into a transport cylinder (consumer), while the pumping process is long and ineffective, and the maintenance of the device and its equipment is complicated as during operation, and during routine maintenance.

Недостатками прототипа являются невозможность исключения загрязнения газа при заправке баллонов потребителя и сложность обслуживания при эксплуатации оборудования, а также низкая эффективность работы.The disadvantages of the prototype are the inability to exclude gas pollution when refueling consumer cylinders and the complexity of maintenance during operation of the equipment, as well as low efficiency.

Задачей настоящего изобретения является создание такого термокомпрессионного устройства, в котором достигалось бы упрощение и улучшение конструкции термокомпрессионного устройства и его эксплуатационных качеств, а также повышение эффективности работы термокомпрессионного устройства.The present invention is the creation of such a thermocompression device, which would achieve a simplification and improvement of the design of the thermocompression device and its performance, as well as improving the efficiency of the thermocompression device.

Технический результат достигается тем, что в термокомпрессионное устройство, содержащее источник газа высокого давления с подключенными к нему баллонами-компрессорами и устройство для термоциклирования баллонов-компрессоров в виде набора разнотемпературных емкостей, в отличие от прототипа введено установочное устройство для разнотемпературных емкостей, расположенное на платформе, на которой также жестко установлена неподвижная стойка, в верхней части неподвижной стойки на кронштейне закреплена крышка, размеры которой соответствуют размеру горловин разнотемпературных емкостей и на которой подвешены баллоны-компрессоры, неподвижная стойка оснащена механизмом подъема разнотемпературных емкостей, выполненным в виде каретки, установленной с возможностью перемещения вдоль неподвижной стойки по направляющим посредством винтового стержня с закрепленным на его торце двигателем, при этом разнотемпературные емкости закреплены на установочном устройстве с возможностью поворота относительно него на одинаковом расстоянии относительно оси вращения посредством первых пар соединяемых между собой кронштейнов, причем одни из кронштейнов пары закреплены на установочном устройстве, а другие - на разнотемпературных емкостях, при этом на каждой из разнотемпературных емкостей со стороны, противоположной расположению кронштейнов первых пар, и на каретке расположены взаимодействующие между собой кронштейны вторых пар, идентичных первым парам кронштейнов, а расстояние между точкой крепления баллонов-компрессоров и неподвижной стойкой равно расстоянию между осью разнотемпературной емкости, установленной на каретке, и неподвижной стойкой.The technical result is achieved by the fact that in a thermocompression device containing a high pressure gas source with connected compressor cylinders and a device for thermocycling compressor cylinders in the form of a set of different temperature containers, in contrast to the prototype, an installation device for different temperature tanks located on the platform is introduced, on which a fixed rack is also rigidly mounted, in the upper part of the stationary rack a cover is fixed on the bracket, the dimensions of which correspond to the size of the necks of the different temperature containers and on which the compressor cylinders are suspended, the fixed rack is equipped with a mechanism for lifting the different temperature containers, made in the form of a carriage mounted to move along the fixed rack along the rails using a screw rod with an engine fixed to its end, while the different temperature containers are fixed on the installation device with the possibility of rotation relative to it at the same distance relative to the axis of rotation by means of the first x pairs of interconnected brackets, one of the brackets of the pair being fixed on the installation device, and the other on different temperature containers, while on each of the different temperature containers from the side opposite to the location of the brackets of the first pairs, and the brackets of the second pairs interacting with each other are located identical to the first pairs of brackets, and the distance between the attachment point of the compressor cylinders and a stationary rack is equal to the distance between the axis of the multi-temperature tank installed and the carriage and fixed rack.

В отличие от прототипа, в котором разнотемпературные емкости были установлены порознь, введено установочное устройство, общее для разнотемпературных емкостей, а также механизм подъема разнотемпературных емкостей и т.д., что позволило получить технический результат, заключающийся в исключении загрязнения газа при его заправке в баллоны потребителя, при этом упростилось обслуживание при эксплуатации, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения. Использование предлагаемого термокомпрессионного устройства, например, при заправке баллонов потребителя, устанавливаемых на космических летательных аппаратах типа «Ямал», позволит дать значительный экономический эффект за счет обеспечения заправки баллонов потребителя газом, исключающей его загрязнение, и упрощения обслуживания при эксплуатации.In contrast to the prototype, in which different-temperature containers were installed separately, an installation device was introduced, common to different-temperature containers, as well as a mechanism for lifting different-temperature containers, etc., which allowed to obtain a technical result consisting in eliminating gas contamination when filling it in cylinders consumer, while simplified maintenance during operation, which is confirmed by tests of prototypes made using the proposed technical solution. The use of the proposed thermocompression device, for example, when refueling consumer cylinders installed on Yamal-type spacecraft, will allow a significant economic effect by providing refueling of consumer cylinders with gas, eliminating its pollution, and simplifying maintenance during operation.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Термокомпрессионное устройство состоит из следующих основных узлов и деталей: источника газа высокого давления 1, например стендовых баллонов высокого давления, заправленных чистым газом, например ксеноном, с подключенными к нему баллонами-компрессорами 2, а также устройства для термоциклирования баллонов-компрессоров в виде набора разнотемпературных емкостей 3, 4, 5 (первой, второй, третьей, предназначенных для обеспечения заданных температур баллонов-компрессоров), которые закреплены посредством пар соединенных между собой кронштейнов 6, 7 на установочном устройстве 8 с возможностью поворота относительно него и на одинаковом расстоянии относительно оси вращения 9 установочного устройства 8, при этом один кронштейн из пары 6 (7) установлен на каждой из разнотемпературных емкостей 3, 4, 5, а второй кронштейн из пары 6 (7) установлен на установочном устройстве 8. Установочное устройство 8 расположено на платформе 10, на которой также установлена жестко неподвижная стойка 11. В верхней части неподвижной стойки 11 на кронштейне 12 закреплена крышка 13, размеры которой соответствуют размеру каждой горловины разнотемпературных емкостей 3, 4, 5. На крышке 13 подвешены баллоны-компрессоры 2. Неподвижная стойка 11 оснащена механизмом подъема разнотемпературных емкостей 3, 4, 5, выполненным в виде каретки 14, установленной с возможностью перемещения вдоль неподвижной стойки по направляющим 15 посредством винтового стержня 16, на торце которого закреплен двигатель 17. Крепление каждой из разнотемпературных емкостей 3, 4, 5 к направляющим 15 осуществлено с помощью пар соединенных между собой кронштейнов 18, 19, идентичных первым парам соединенных между собой кронштейнов 6, 7. Один кронштейн из пары 18 (19) закреплен на каждой из разнотемпературных емкостей 3, 4, 5 со стороны, противоположной расположению соединенных между собой кронштейнов первых пар 6, 7, а другой кронштейн из пары 18 (19) закреплен на каретке. Один кронштейн из пары соединенных между собой кронштейнов 6, 7, 18, 19 представляет собой пластину 20 с отверстием, закрепленную на разнотемпературной емкости, а ответная часть - это пластина 21 со штырем, закрепленная на установочном устройстве 8 (для пар 6, 7) или закрепленная на каретке (для пар 18, 19). Разнотемпературные емкости 3, 4, 5 заполнены предварительно изготовленным теплоносителем, обеспечивающим охлаждение или нагрев баллонов-компрессоров 2 до заданных температур. Для обеспечения охлаждения или нагрева соответствующие емкости снабжены устройствами для охлаждения или нагрева теплоносителя, например холодильными теплообменниками-змеевиками, подключенными к сосуду Дьюара с жидким азотом, и электронагревателями (кипятильниками). Так, например, емкость 3 заполнена этиловым спиртом и обеспечивает охлаждение баллонов-компрессоров 2 до температуры минус 80°С, емкость 4 заполнена водой и обеспечивает нагрев баллонов-компрессоров 2 до температуры плюс 20°С, а емкость 5 заполнена водой и обеспечивает нагрев баллонов-компрессоров 2 до температуры плюс 90°С. Баллоны-компрессоры 2 подключены к баллонам потребителя 22 посредством заправочной магистрали 23 с вентилем 24 и теплообменником-охладителем 25. Заправку, например, ксеноном баллонов-компрессоров 2 от стендовых баллонов 1 производят по трубопроводу 26 с вентилем 27. Разнотемпературные емкости 3, 4, 5 снабжены гибкими металлорукавами (на чертежах не показано) для заправки (слива) теплоносителей. Для повышения эффективности теплообмена теплоносителя с баллонами-компрессорами 2 на крышке 13 закреплено устройство, побуждающее циркуляцию теплоносителя в разнотемпературные емкости 3, 4, 5, например погружная шнекообразная мешалка 28. В верхней и нижней части стойки 11 установлены ограничители 29 подъема и спуска каретки 14, например бесконтактные датчики, изготавливаемые по ГОСТ Р50030.5.2-99, которые электрически связаны с блоком управления (на чертежах не показано) двигателем 17.A thermocompression device consists of the following main components and parts: a high-pressure gas source 1, for example, high-pressure bench cylinders filled with pure gas, for example xenon, with compressor cylinders 2 connected to it, and also devices for thermal cycling of compressor cylinders in the form of a set of different temperature containers 3, 4, 5 (first, second, third, designed to provide the set temperatures of compressor cylinders), which are fixed by means of pairs of interconnected bracket 6, 7 on the installation device 8 with the possibility of rotation relative to it and at the same distance relative to the axis of rotation 9 of the installation device 8, while one bracket from a pair of 6 (7) is installed on each of the different temperature containers 3, 4, 5, and the second bracket of a pair of 6 (7) is installed on the installation device 8. The installation device 8 is located on the platform 10, which also has a rigidly fixed rack 11. In the upper part of the stationary rack 11 on the bracket 12 is fixed cover 13, the dimensions of which correspond to the size ru of each neck of different temperature containers 3, 4, 5. Compressor cylinders 2 are suspended on the lid 13. The fixed stand 11 is equipped with a mechanism for lifting the different temperature containers 3, 4, 5, made in the form of a carriage 14 mounted for movement along the stationary stand along the guides 15 by means of a screw rod 16, on the end of which the engine 17 is fixed. Each of the different-temperature containers 3, 4, 5 is fastened to the guides 15 by means of pairs of interconnected brackets 18, 19, identical to the first pairs of the connection brackets 6, 7 interconnected, one bracket from a pair of 18 (19) is fixed on each of the different temperature containers 3, 4, 5 from the side opposite to the arrangement of the brackets of the first pairs 6, 7 connected to each other, and another bracket from a pair of 18 (19) ) mounted on the carriage. One bracket of a pair of interconnected brackets 6, 7, 18, 19 is a plate 20 with a hole mounted on a different temperature container, and the counterpart is a plate 21 with a pin mounted on a mounting device 8 (for pairs 6, 7) or fixed on the carriage (for couples 18, 19). Different temperature containers 3, 4, 5 are filled with a prefabricated heat carrier, which provides cooling or heating of compressor cylinders 2 to specified temperatures. To ensure cooling or heating, the corresponding containers are equipped with devices for cooling or heating the heat carrier, for example, refrigeration coil heat exchangers connected to a Dewar vessel with liquid nitrogen, and electric heaters (boilers). So, for example, tank 3 is filled with ethyl alcohol and provides cooling of compressor cylinders 2 to a temperature of minus 80 ° C, tank 4 is filled with water and provides heating of compressor cylinders 2 to a temperature of plus 20 ° C, and tank 5 is filled with water and provides heating of cylinders -compressors 2 to a temperature of plus 90 ° C. Compressor cylinders 2 are connected to consumer cylinders 22 by means of a filling line 23 with valve 24 and a heat exchanger-cooler 25. For example, xenon of compressor cylinders 2 from bench cylinders 1 is refueled by pipeline 26 with valve 27. Different temperature tanks 3, 4, 5 equipped with flexible metal hoses (not shown in the drawings) for refueling (draining) coolants. To increase the efficiency of heat transfer of the coolant with the compressor cylinders 2, a device is fixed on the cover 13 to encourage the circulation of the coolant in different temperature containers 3, 4, 5, for example, an immersion screw mixer 28. In the upper and lower parts of the rack 11, limiters 29 for raising and lowering the carriage 14 are installed for example, proximity sensors manufactured in accordance with GOST R50030.5.2-99, which are electrically connected to the control unit (not shown in the drawings) by the engine 17.

Работает термокомпрессионное устройство следующим образом. Перед началом работы устройства производят очистку внутренних полостей магистралей заправки и подачи газа, включая баллоны-компрессоры и баллоны потребителя, от влаги и воздуха. Очистка производится способом вакуумирования с последующей продувкой чистым азотом и ксеноном. Источником закачиваемого газа, например ксенона, в баллоны потребителя являются стендовые баллоны, заполненные чистым ксеноном высокого давления, порядка 40 кг/см². В закачиваемом ксеноне должно быть кислорода не более 3·10^-5 объемных долей, а водяных паров не более 4·10^-5 объемных долей. Работа устройства основана на использовании принципа термокомпрессора, в котором необходимое для заправки (закачки) давление ксенона достигается в баллонах-компрессорах 2 по изохорическому процессу. После проведения очистки внутренних полостей магистралей и баллонов осуществляют процесс термокомпрессии и подачу (закачку) ксенона в баллоны потребителя 22, который производится с помощью установочного устройства 8 и механизма подъема, расположенного на неподвижной стойке 11, обеспечивающих поочередный подъем каждой емкости до совмещения с крышкой 13. При этом установочное устройство 8 разворачивают относительно оси вращения 9 до размещения емкости 3 под крышкой 13. Расстыковка пар соединенных между собой кронштейнов 6, 7 и стыковка пар соединяемых между собой кронштейнов 18, 19 производится в процессе размещения соответствующей емкости 3 (4, 5) под крышкой 13, вначале которого после разворота при совмещении с положением под крышкой кронштейн в виде пластины 20 с отверстием располагается над штырем кронштейна ответной части 21 для пар 18, 19; при подъеме емкости 3 (4, 5) кронштейн в виде пластины 20 с отверстием надевается на штырь кронштейна ответной части 21 для пар 18, 19, соединяя кронштейны между собой, при этом кронштейн в виде пластины 20 с отверстием снимается со штыря кронштейна ответной части 21 для пар 6, 7, рассоединяя кронштейны этих пар.Works thermocompression device as follows. Before the device starts, the internal cavities of the gas filling and gas supply lines, including compressor cylinders and consumer cylinders, are cleaned of moisture and air. Cleaning is carried out by the vacuum method, followed by purging with pure nitrogen and xenon. The source of injected gas, such as xenon, into the consumer’s cylinders is bench cylinders filled with pure high-pressure xenon, of the order of 40 kg / cm ² . In the injected xenon there should be no more than 3 · 10 ^-5 volume fractions of oxygen, and water vapor should not exceed 4 · 10 ^-5 volume fractions. The operation of the device is based on the use of the principle of a thermocompressor, in which the xenon pressure required for refueling (injection) is achieved in compressor cylinders 2 by an isochoric process. After cleaning the internal cavities of highways and cylinders, the thermocompression process and the supply (injection) of xenon to the consumer cylinders 22 are carried out using an installation device 8 and a lifting mechanism located on a fixed rack 11, which provide alternate lifting of each tank to align with the cover 13. In this case, the installation device 8 is deployed relative to the axis of rotation 9 until the container 3 is placed under the cover 13. Undocking of pairs of interconnected brackets 6, 7 and docking of pairs the brackets 18, 19 that are interconnected are made in the process of placing the corresponding container 3 (4, 5) under the cover 13, at the beginning of which, after turning with the position under the cover, the bracket in the form of a plate 20 with a hole is located above the pin of the bracket of the counterpart 21 for pairs 18 , 19; when lifting the tank 3 (4, 5), the bracket in the form of a plate 20 with an opening is put on the pin of the bracket of the reciprocal part 21 for pairs 18, 19, connecting the brackets to each other, while the bracket in the form of a plate 20 with an opening is removed from the pin of the bracket of the reciprocal part 21 for pairs 6, 7, disconnecting the brackets of these pairs.

После стыковки (соединения) пар соединяемых между собой кронштейнов 18 и 19 и включают двигатель 17 (на подъем), при этом винтообразный стержень 16, соединенный с кареткой 14 резьбовым соединением, вращаясь, осуществляет подъем (перемещение вверх) каретки 14 с закрепленной на ней посредством указанных кронштейнов емкостью 3 (во время начала подъема происходит расстыковка пар соединенных между собой кронштейнов 6, 7) до совмещения с крышкой 13; ограничителями 29 подъема и спуска каретки с емкостью служат, например, по ГОСТ Р 50030.5.2-99 бесконтактные датчики, установленные в верхней и нижней частях стойки 11 и электрически связанные с блоком управления двигателем 17. При подъеме емкости 3 баллоны-компрессоры 2 и мешалка 28 погружаются в теплоноситель (этиловый спирт, охлажденный до минус 80°С). В захоложенные баллоны-компрессоры 2 из стендовых баллонов 1 подают ксенон и заполняют до заданного давления, при этом происходит конденсация ксенона в баллонах-компрессорах 2 (цикл всасывания). После заполнения баллонов-компрессоров 2 ксеноном и охлаждения его до температуры порядка минус 80°С стендовые баллоны 1 отсекают и производят спуск каретки 14 и емкости 3 в нижнее положение, при этом один из кронштейнов в виде пластины 20 с отверстием надевается на штырь пластины 21 (для пар 6, 7) и происходит стыковка кронштейнов, закрепляющих емкость 3 на установочном устройстве 8; каретка опускается ниже - так, что штырь пластины 21 выходит из отверстия пластины 20 для пар кронштейнов 18 и 19, в результате происходит расстыковка пар соединенных между собой кронштейнов 18 и 19. Далее установочное устройство 8 вращают до установки емкости 4 под крышкой 13 и производят операции по подъему и спуску емкости 4 аналогично операциям с емкостью 3. При подъеме емкости 4 баллоны-компрессоры 2 погружаются в теплоноситель (воду, подогретую до температуры плюс 20°С) и предварительно подогреваются до температуры порядка 20°С, при этом давление в баллонах-компрессорах 2 растет. После подогрева баллонов-компрессоров 2 до температуры порядка 20°С производят спуск каретки 14 и емкости 4 в нижнее положение и крепление ее к установочному устройству 8, при этом операции по расстыковке (стыковке) пар соединенных между собой кронштейнов аналогичны операциям при расстыковке (стыковке) кронштейнов (кронштейны 6, 7, 18, 19 на всех емкостях 3, 4, 5 одинаковые). Затем перемещают установочное устройство 8 до установки емкости 5 под крышкой 13 и производят операции по подъему и спуску емкости 5 аналогично операциям, проводимым с емкостью 3. При подъеме емкости 5 баллоны-компрессоры 2 погружаются в теплоноситель (воду, подогретую до температуры плюс 90°С) и подогреваются до температуры порядка плюс 90°С, при этом давление в баллонах-компрессорах 2 растет, а при сообщении их с баллонами потребителя 22 посредством открытия вентиля 24 на заправочной магистрали 23 ксенон, проходя через теплообменник-охладитель 25, охлаждается до заданной температуры (температуры окружающей среды) и поступает в баллоны потребителя 22 (цикл нагнетания). После выравнивания давления между баллонами-компрессорами 2 и баллонами потребителя 22 вентиль 24 закрывают и каретку 14 вместе с емкостью 5 опускают в нижнее положение. Таких последовательных процессов (температурных циклов) охлаждения-нагрева вновь пополняемых порций ксенона из стендовых баллонов 1 в баллоны-компрессоры 2 совершают столько, сколько необходимо для достижения заданного давления ксенона в баллонах потребителя 22, например до 100 кг/см².After docking (connecting) the pairs of interconnected brackets 18 and 19 and turn on the engine 17 (for lifting), while the screw-shaped rod 16 connected to the carriage 14 by a threaded connection, rotating, lifts (moves up) the carriage 14 with fixed on it by the indicated brackets with a capacity of 3 (at the time of the start of the lift, the pairs of interconnected brackets 6, 7 are undocked) until they are combined with the cover 13; limiters 29 of raising and lowering the carriage with a capacity are, for example, according to GOST R 50030.5.2-99 non-contact sensors installed in the upper and lower parts of the rack 11 and electrically connected to the engine control unit 17. When lifting the tank 3, the compressor cylinders 2 and the mixer 28 are immersed in the coolant (ethyl alcohol, cooled to minus 80 ° C). Xenon is supplied to refrigerated compressor cylinders 2 from bench cylinders 1 and filled up to a predetermined pressure, while xenon condensation occurs in compressor cylinders 2 (suction cycle). After filling the compressor cylinders 2 with xenon and cooling it to a temperature of minus 80 ° С, the stand cylinders 1 are cut off and the carriage 14 and container 3 are lowered to the lower position, while one of the brackets in the form of a plate 20 with an opening is put on the pin of the plate 21 ( for pairs 6, 7) and there is a docking of the brackets securing the tank 3 on the installation device 8; the carriage falls below - so that the pin of the plate 21 exits the hole of the plate 20 for pairs of brackets 18 and 19, as a result, the pairs of interconnected brackets 18 and 19 are undocked. Next, the installation device 8 is rotated until the container 4 is installed under the cover 13 and operations are performed for raising and lowering the tank 4 is similar to operations with the tank 3. When lifting the tank 4, the compressor cylinders 2 are immersed in the coolant (water heated to a temperature of + 20 ° C) and preheated to a temperature of about 20 ° C, while the pressure in compressor cylinders 2 is growing. After heating the compressor cylinders 2 to a temperature of about 20 ° C, the carriage 14 and the container 4 are lowered to the lower position and fastened to the installation device 8, while the operations for undocking (docking) pairs of interconnected brackets are similar to the operations for undocking (docking) brackets (brackets 6, 7, 18, 19 on all tanks 3, 4, 5 are the same). Then the installation device 8 is moved until the container 5 is installed under the cover 13 and the operations for raising and lowering the container 5 are carried out similarly to the operations carried out with the container 3. When lifting the container 5, the compressor cylinders 2 are immersed in the coolant (water heated to a temperature of + 90 ° С) ) and heated to a temperature of the order of plus 90 ° C, while the pressure in the compressor cylinders 2 increases, and when they communicate with the consumer cylinders 22 by opening the valve 24 on the fuel line 23 xenon, passing through the heat exchanger-cooler 25 , is cooled to a predetermined temperature (ambient temperature) and enters the consumer's cylinders 22 (discharge cycle). After equalizing the pressure between the compressor cylinders 2 and the consumer cylinders 22, the valve 24 is closed and the carriage 14 together with the tank 5 is lowered to the lower position. Such sequential processes (temperature cycles) of cooling and heating of newly replenished portions of xenon from bench cylinders 1 to cylinder compressors 2 are performed as many as are necessary to achieve a given xenon pressure in consumer cylinders 22, for example, up to 100 kg / cm ² .

Таким образом, предлагаемое термокомпрессионное устройство при обеспечении заправки баллонов потребителя газом исключает загрязнение газа, при этом упрощено обслуживание при эксплуатации предлагаемого устройства за счет использования установочного устройства 8 и механизма подъема разнотемпературных емкостей, что выполняет поставленную задачу.Thus, the proposed thermocompression device while providing gas filling of consumer cylinders eliminates gas pollution, while simplifying maintenance during operation of the proposed device through the use of the installation device 8 and the lifting mechanism of different temperature containers, which performs the task.

Claims

Thermocompression device containing a high-pressure gas source with compressor cylinders connected to it and a device for thermal cycling of compressor cylinders in the form of a set of different-temperature containers, characterized in that an installation device for different-temperature containers is installed on it, located on a platform on which a fixed rack is rigidly installed, a cover is fixed on the bracket at the top of the fixed rack, the dimensions of which correspond to the size of the necks of different temperature x containers, on which the compressor cylinders are suspended, the fixed rack is equipped with a mechanism for lifting different-temperature containers, made in the form of a carriage mounted to move along the stationary rack along the rails by means of a screw rod with an engine fixed to its end, while the multi-temperature containers are fixed on the installation device with the possibility of rotation relative to it at the same distance relative to the axis of rotation by means of the first pairs of interconnected bracket new, some of the brackets of the pair mounted on the installation device, and others on different-temperature containers, while on each of the different-temperature containers from the side opposite to the location of the brackets of the first pairs, and on the carriage there are interacting brackets of the second pairs identical to the first pairs of brackets , and the distance between the attachment point of the compressor cylinders and the stationary rack is equal to the distance between the axis of the multi-temperature vessel mounted on the carriage and the stationary rack.