SU1728597A1

SU1728597A1 - Vortex tube

Info

Publication number: SU1728597A1
Application number: SU904824844A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Балалаев; Александр Борисович Бобков; Александр Евгеньевич Князев
Original assignee: Самарский Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Изобретение относитс к холодильной технике и может быть использовано в системах охлаждени объектов. Целью изобретени вл етс повышение экономичности. Поставленна цель достигаетс тем, что в вихревой трубе, содержащей подвод 2 сжатого газа, совмещенный с основным сопловым вводом 1, диафрагму 3 вывода охлажденного потока, дроссель 4 вывода гор чего потока, камеру 5 энергетического разделени , совмещенную продольными щел ми 6 с цилиндрическими каналами 7, параллельными оси камеры 5 по крайней мере один из цилиндрических каналов 7 дополнительно снабжен сопловым вводом 8, совмещенным с подводом 2 сжатого газа и имеющим противоположное основному сопловому вводу 1 направление закрутки, а также диафрагмой 9 и дросселем 10. Кроме того, обе диафрагмы 3 и 9 выполнены в виде втулок с возможностью перемещени и перекрыти своих сопловых вводов. 1 с.п. ф- лы. 1 з,п. ф-лы. 3 ил. СОThe invention relates to refrigeration and can be used in object cooling systems. The aim of the invention is to improve the economy. The goal is achieved by the fact that in a vortex tube containing a supply of 2 compressed gas, combined with the main nozzle inlet 1, a diaphragm 3 of the cooled flow outlet, a throttle 4 of the hot flow outlet, an energy separation chamber 5 combined with longitudinal slots 6 with cylindrical channels 7 parallel to the axis of the chamber 5, at least one of the cylindrical channels 7 is additionally provided with a nozzle inlet 8, combined with a supply of compressed gas 2 and having a direction of rotation opposite to the main nozzle inlet 1, and akzhe diaphragm 9 and the throttle 10. In addition, both of the diaphragm 3 and 9 are designed as bushings movably and overlap their nozzle inlets. 1 sec. f-ly. 1 h, para. f-ly. 3 il. WITH

Description

Изобретение относитс к холодильной технике, а именно к вихревым трубам, и может быть использовано дл охлаждени различных объектов.The invention relates to refrigeration engineering, namely to vortex tubes, and can be used to cool various objects.

Известна вихрева труба, содержаща сопловой ввод, диафрагму вывода охлажденного газа, дроссель вывода гор чего газа и камеру энергетического разделени , совмещенную продольными щел ми с цилиндрическими каналами, параллельными оси камеры и имеющими общий выход в камеру - сборник с автономным дросселем.A vortex tube is known, which contains a nozzle inlet, a cooled gas outlet diaphragm, a hot gas outlet choke, and an energy separation chamber, combined by longitudinal slots with cylindrical channels parallel to the chamber axis and having a common outlet into the chamber — a collector with an autonomous choke.

Недостатком таких труб вл етс отсутствие температурного разделени газа в каналах .The disadvantage of such pipes is the absence of temperature separation of the gas in the channels.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс вихрева труба, у которой цилиндрические каналы,The closest in technical essence to the proposed is a vortex tube, which has cylindrical channels,

совмещенные продольными щел ми с камерой энергетического разделени , снабжены отверсти ми вывода охлажденного газа и отверсти ми вывода гор чего газа, при этом каждый из каналов представл ет собой дополнительную вихревую трубу, питающуюс тазом через продольную щель из основной вихревой трубы.combined with longitudinal slots with an energy separation chamber, provided with cooled gas outlet openings and hot gas outlet openings, each channel being an additional vortex tube fed by a basin through the longitudinal slot of the main vortex tube.

Недостатком известной вихревой трубы вл етс низка экономичность вследствие низкого уровн тангенциальных скоростей.A disadvantage of the known vortex tube is its low efficiency due to the low level of tangential velocities.

Цель изобретени - повышение экономичности вихревой трубы.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the vortex tube.

Поставленна цель достигаетс тем, что в вихревой трубе, содержащей подвод сжатого газа, совмещенный с основным сопловым вводом, диафрагму вывода охлажденного потока, дроссель вывода гоVJThe goal is achieved by the fact that in the vortex tube containing a supply of compressed gas, combined with the main nozzle inlet, the diaphragm of the outlet of the cooled stream, the throttle of the output VJ

юYu

0000

ел ю XIEl Yoo XI

р чего потока, камеру энергетического разделени , совмещенную продольными щел ми с цилиндрическими каналами, параллельными оси камеры, по крайней мере один из цилиндрических каналов допол- нительно снабжен сопловым вводом, совмещенным с подводом сжатого газа и имеющим противоположное основному сопловому вводу направление закрутки, а также диафрагмой и дросселем. Кроме того, обе диафрагмы выполнены в виде втулок с возможностью перемещени и перекрыти своих сопловых вводов.At the same time, the energy separation chamber combined with longitudinal slots with cylindrical channels parallel to the chamber axis, at least one of the cylindrical channels is additionally equipped with a nozzle inlet combined with a supply of compressed gas and having a direction of twisting opposite to the main nozzle inlet, as well as diaphragm and choke. In addition, both diaphragms are made in the form of sleeves with the possibility of moving and blocking their nozzle entries.

На фиг. 1 показана предложенна вихрева труба, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed vortex tube, longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one.

Вихрева труба содержит сопловой ввод 1, совмещенный с подводом 2 сжатого газа, диафрагму 3 вывода охлажденного потока , дроссель 4 вывода гор чего потока, камеру 5 энергетического разделени , соединенную продольной щелью 6 с цилиндрическим каналом 7, параллельным оси камеры 5. Камера 5 может быть конической, например, с углом конусности 3°. Канал снабжен сопловым вводом 8, совмещенным с подводом 2 сжатого газа, а также диафрагмой 9 и дросселем 10. Диафрагмы 3 и 9 выполнены в виде втулок с возможностью перемещени , например по резьбе, и перекрыти сопловых вводов 1 и 8. Направлени закрутки сопловых вводов 1 и 8 противоположные .The vortex tube contains a nozzle inlet 1, combined with a supply of 2 compressed gas, a diaphragm 3 of the cooled flow outlet, a throttle 4 of the hot flow outlet, an energy separation chamber 5 connected by a longitudinal slit 6 with a cylindrical channel 7 parallel to the axis of the chamber 5. The chamber 5 can be conical, for example, with a taper angle of 3 °. The channel is provided with a nozzle inlet 8, combined with a supply of 2 compressed gas, as well as a diaphragm 9 and a throttle 10. Apertures 3 and 9 are made in the form of sleeves that can be moved, for example, through a thread, and block the nozzle inlets 1 and 8. and 8 opposite.

Вихрева труба работает следующим образом.The vortex tube works as follows.

Поток сжатого газа, вытека из соплового ввода 1, приобретает в камере 5 вращательное движение. Охлажденные приосевыеслои газа вывод тс через диафрагму 3 к потребителю, а подогретые периферийные слои газа вывод тс через отверсти дроссел 4 в атмосферу. Часть сжатого газа через подвод 2 поступает в дополнительный сопловой ввод 8, после которого приобретает вращение, противоположное вращению газа в камере 5, и втекаетThe flow of compressed gas, emerging from the nozzle inlet 1, acquires a rotational motion in chamber 5. The cooled axial gas layers are brought out through the diaphragm 3 to the consumer, and the heated peripheral layers of gas are brought out through the throttles 4 to the atmosphere. Part of the compressed gas through the inlet 2 enters the additional nozzle inlet 8, after which it acquires a rotation opposite to the rotation of the gas in chamber 5 and flows in

в канал 7. В канале 7 происходит температурное разделение газа, в результате охлажденный поток выводитс через диафрагму 9, а гор чий через дроссель 10. Совмещениеinto channel 7. In channel 7, a temperature separation of the gas occurs, as a result, the cooled stream is discharged through the diaphragm 9, and the hot stream through the choke 10. Combination

канала 7 и камеры 5 продольной щелью 6 приводит к тому, что колебани , характерные дл канала 7, проникают в камеру 5, и наоборот. Следовательно, увеличиваетс спектр колебаний и в камере 5,и в канале 7.the channel 7 and the chamber 5 by the longitudinal slit 6 leads to the fact that the oscillations characteristic of the channel 7 penetrate into the chamber 5, and vice versa. Consequently, the spectrum of vibrations increases in both chamber 5 and channel 7.

Увеличение спектра частот пульсаций газа, которое происходит в данной конструкции, приводит к увеличению удельной холодоп- роизводительности вихревой трубы.An increase in the frequency spectrum of gas pulsations that occurs in this design leads to an increase in the specific cooling performance of the vortex tube.

Если необходимо уменьшить величиныIf you need to reduce the values

расхода и холодопроизводительности вихревой трубы, то, перемеща втулку 9 по резьбе внутрь, полностью перекрываетс дополнительный сопловой ввод 8. В этом случае предложенна конструкци работаетthe flow rate and cooling capacity of the vortex tube, then, by moving the sleeve 9 along the thread inward, the additional nozzle entry 8 completely overlaps. In this case, the proposed design works

как прототип, а расход газа определ етс проходным сечением основного соплового ввода 1. Возвраща втулку 9 в исходное положение и перемеща втулку 3 по резьбе внутрь, полностью перекрываетс сопловойas a prototype, and the gas flow rate is determined by the flow cross section of the main nozzle inlet 1. Returning the sleeve 9 to its original position and moving the sleeve 3 along the thread inwards completely overlaps the nozzle

ввод 1. В этом случае расход газа определ етс проходным сечением дополнительного соплового ввода 8.inlet 1. In this case, the gas flow rate is determined by the flow area of the additional nozzle inlet 8.

Claims

1. A vortex tube containing a supply of compressed gas combined with a main nozzle inlet, a cold flow outlet diaphragm, a hot flow outlet choke, an energy separation chamber combined with longitudinal slots with

cylindrical channels parallel to the axis of the chamber, characterized in that, in order to increase efficiency, at least one of the cylindrical channels is additionally provided with a nozzle inlet combined with a supply of compressed gas and having a direction of twist opposite to the main nozzle inlet, as well as a diaphragm and throttle.

2. A pipe according to claim 1, characterized in that both diaphragms are made as

sleeves with the ability to move and overlap their nozzle inputs.

FIG. 2

Editor S. Patrushev

Compiled by A. Fedotov

Tehred M.MorgentalKorrektor I. Muska