SU1326849A1

SU1326849A1 - Вихрева труба

Info

Publication number: SU1326849A1
Application number: SU853873389A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Алексеев; Натан Дмитриевич Колышев; Александр Васильевич Крыжановский; Александр Петрович Меркулов; Николай Иванович Носов; Николай Николаевич Огородников
Original assignee: Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1987-07-30

Abstract

Изобретение относитс к холодильной технике и м.б. использовано в машинах, использующих вихревой эффект энергетического разделени газов. Цель изобретени - повышение надежности регулировани т-ры холодного или гор чего потоков. Дл этого клапан (К) 3 снабжен жестко соединенной с ним тарелью 9, подпружиненной со стороны К посредством упругого элемента 11, обладающего пам тью формы, а с другой стороны - посредством пружины 10 предварительного нагружени . Подпружиненный порщень (П) 14 цилиндра (Ц) 13 соединен с пружиной 10. Полость Ц 13 сообщена с полостью камеры энергетического разделени перед дроссельным устройством. При изменении расхода гор чего топлива, определ емого положением К 3, давление гор чего потока также мен етс . Во избежание вли ни переменной величины давлени на динамическое равновесие упругой системы область давлени гор чего потока вихревой трубы сообщена с внутренней полостью Ц 13. Благодар равенству площадей поперечного сечени К 3 и П 14, усили взаимно уравновешиваютс , при любом положении К 3. Измен зат жку пружины 10 при помощи винта 12, можно сдвинуть положение равновеси К 3, что позвол ет изменить значение т-ры гор чего и холодного потоков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 5S (Л ГчЭ 05 00 4 со /ff

Description

Изобретение относитс к холодильной технике , а конкретно к машинам, использующим вихревой эффект энергетического разделени газов.

Цель изобретени - повышение надежности регулировани температуры холодного или гор чего потоков.

На чертеже схематически представлена вихрева труба.

Вихрева труба содержит энергообменную камеру 1, сопловой аппарат 2, клапан 3 в виде пробкового крана, кресто- вину-турбулизатор 4, диафрагму 5 холодного потока, патрубок 6 подвода сжатого газа и патрубок 7 отвода холодного потока. Клапан 3 дроссел гор чего йЪтока соединен штоком 8 с подвижной тарелью 9, котора нагружена с одной стороны усилием пружины 10 предварительного нагружени , выполненной, например, из углеродистой стали , и разгружена с другой стороны усилием , которое создаетс упругим элементом 11, изготовленным из сплава, обладаю- ш,его «пам тью предварительно заданной формы. Пружина 10 предварительного нагружени поджимаетс винтовой парой регулировочным винтом 12 через пневмоцилиндр 13, внутри которого размещены порщень 14, жестко св занный с крышкой 15, опирающейс на пружину 10 предварительного нагружени , и дистанционна пружина 16,оп- редел юша исходное положение поршн 14, соответствующее минимальному нагружению пружины 10 предварительного нагружени винтом 12.

Упруга система, состо ща из упругого элемента 11, подвижной тарели 9, пружины 10 предварительного нагружени , пнев- моцилиндра 13 с поршнем 14, крышкой 15 и пружиной 16, размещена в корпусе 17, имеющем окно 18 дл выхода гор чего потока вихревой трубы. Дл посто нного обдува упругого элемента 11 гор чим потоком вихревой трубы при любом положении клапана 3 последний имеет сквозные отверсти 19. Дл пневматической св зи полости пневмоцилиндра 13 с зоной гор чего потока энергообменной камеры последн соединена в сечении непосредственно перед клапаном 3 с пневмоцилиндром 13 при помощи гибкой трубки 20. Металлический сплав, из которого изготовлен упругий элемент 11, подобран по составу с таким расчетом, чтобы его межкристаллитные превращени , обеспечивающие восстановление упругих свойств, про вл лись бы при температуре, несколько превышающей температуру воздуха, поступающего в вихревую трубу (например, при 40°С и выше). Размеры площади поршн 14 прин ты равными площади сечени максимального диаметра клапана 3 гор чего дроссел вихревой трубы.

Работа вихревой трубы происходит следующим образом.

Пусть пружина 10 предварительного нагружени имеет минимальную зат жку, дос

таточную только дл того, чтобы при температуре окружающей среды сдвинуть витки упругого элемента 11 и полностью закрыть клапан 3. При подаче сжатого газа в вихревую трубу по патрубку 6 сжатый газ приобретает круговое (вихревое) вращение , в результате чего происходит его температурное разделение, при котором температура гор чего потока увеличиваетс . Благодар наличию в клапане 3 сквозных от0 верстий 19, площадь сечени которых не превышает 15% площади отверсти диафрагмы 5 холодного потока, гор чий поток вихревой трубы начинает интенсивно обдувать спираль упругого элемента 11, в результате чего в последнем возникают межкристаллитные превращени , которые вызывают восстановление в нем упругих свойств, интенсивность которых растет с ростом температуры самого элемента. Возникающее упругое усилие элемента 1I приводит к переQ мещению подвижной тарели 9 и сжатию пружин 10 и 16. При этом клапан 3 приоткрываетс , открыва основной выход гор чему потоку вихревой трубы в образовавшеес отверстие между телом клапана и его седлом. Благодар особенност м рабочего

5 процесса вихревой трубы температура гор чего потока при этом несколько понижаетс , что приводит к понижению упругих свойств упругого элемента 11, следовательно, и к уменьшению степени сжати пружин 10 и 16. Это приводит к противоположному

0 перемещению клапана 3, а следовательно, и к некоторому увеличению температуры гор чего потока, поскольку его дол расхода при этом несколько уменьшаетс . Таким образом, через некоторый промежуток времени в упругой системе, включающей в

5 себ пружины 10 и 16, а также и упругий элемент 11, устанавливаетс динамическое равновесие, в результате которого общий расход воздуха через вихревую трубу делитс в некотором соотношении, определ е0 мом размером щели, образованной клапаном 3 и внутренней поверхностью его седла. Согласно рабочим характеристикам вихревой трубы на выходе ее холодного потока устанавливаетс вполне определенна температура , котора автоматически поддерживаетс

5 на установившес уровне.

Поскольку при изменении расхода гор чего потока, определ емого положением клапана 3, давление гор чего потока также мен етс (меньшему расходу соответствует больша величина давлени гор чего пото0 ка), то во избежание вли ни переменной величины давлени на динамическое равновесие описанной упругой системы область давлени гор чего потока вихревой трубы сообщаетс с внутренней полостью пневмоцилиндра 13. При этом благодар равенству эффективных значений площадей поперечного сечени клапана 3 и поршн 14, усили , создаваемые давлением гор чего потока на клапан 3 и поршень 14, взаим5

но уравновешиваютс при любом положении клапана 3.

Измен зат жку пружин 10 и 16 при помощи маховичка винта 12, можно сдвинуть положение равновеси клапана 3 в ту или другую сторону, что определ ет то или иное значение температуры гор чего потока, а следовательно , и значение температуры холодного потока вихревой трубы.

Claims

1. Вихрева труба, содержаща камеру энергетического разделени и дроссельное устройство на гор чем потоке, выполненное в виде клапана с отверсти ми, установленного с возможностью продольного перемещени , отличающа с тем, что, с

0

целью повыщени надежности регулировани температуры холодного или гор чего потоков, клапан снабжен жестко соединенной с ним тарелью, подпружиненной со стороны клапана посредством упругого элемента , обладающего пам тью формы, а с другой стороны - посредством пружины предварительного нагружени .

2. Вихрева труба по п. I, отличающа с тем, что, с целью повыщени точности регулировани , она дополнительно содержит цилиндр с подпружиненным поршнем , соединенным с пружиной предварительного нагружени , причем полость цилиндра сообщена с полостью камеры энергетического разделени перед дроссельным устройством , а цилиндр снабжен регулировочной винтовой парой.