SU473377A3 - Холодильно-газова машина - Google Patents

Description

Между компрессорами, например 1 (см. фиг. 2), расширител ми, например 4, и поршпевыми стабилизаторами, папрпмер 15 и 19, размещепы уплотнени  36 и 37, подключеиные через отделитель масла 38 к картеру машины 39 дл  выравииваии  давлений Б уплогнепи х и картере.

На нагнетательиой линии компрессоров 1 имеетс  буферна  емкость 40. подключенна  через регулирующий клапан 41.

;По крайней мере один из компрессоров, например 1 (см. фнг. 3), может быть выполнен двойного действи . К. образованной камере сжати  42 может быть нодсоеднн/гп )и помощи клапанов впуска 43 н выпуска 44 автоHOMinjE контур с теплообменником 45, охлаждаемым при по},ющи раси1ирител  4, и дросселем 46 дл  охлаждеип  объекта 47.

С коленчатыми валами 8 и 9 (см. фиг. 4) привода может быть кннелтатически св зан доиолнитсльиый многоступенчатый компрессор с гюрипшми 48 н 49. Ступени дополнитель ого компрессора имеют клапаны вп;уска 50, 51 и 52 и выпуска 53, 54 и 55. К клапанам 55 и 50 подключен автономный контур с теплообменниками 56 и 57, охлаждаемыми при HOMOHU-I расширителей 4 и 5 и дросселем 58 дл  охлажд (ии  объекта 59.

При движении поршн  компрессора, например , из положени  а (см. фпг. 5) в положение b рабочий газ сжимаетс  в пределах переменной камеры сжати  1/с, а тепло сжати  отводитс  холодильником 29.

В дальнейшем (поло кени  b и с) поршии компрессора 1 и расширител  4 перемещаютс  в одиом иаправлении, а сжатый в камере сжати  Vc газ перетекает в переменную камеру расширени  Ур, охлажда сь при этом в регеиераторе 32 от Тс до Гр (см. фиг. 6).

В последующем (положени  с и d иа фиг. 5) перемещаетс  только поршень расширител  4, при этом газ расшир етс  и температура его понижаетс . Затем происходит перемещение поршней компрессора 1 и расширител  4 в направлени х, обратных описаииому. При этом газ нагреваетс  в регенераторе 32 и поступает в камеру сжати  Ус- Далее иропесс повтор етс .

Рабочие циклы трехфазной холодильио-газовой машииы, описанной выше, показаны па фнг. 7, где изображено изменение давлени  в переменных камерах сжати  и расширени  в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

Заштрихованные зоны между кривыми показывают на процесс при посто нном объеме, а между указанными зонами - зоны расширени  и сжати  газа. Промежуток между минимальными объемами камер сжати  УС и расширени  У, }казывает величину «мертвого объема.

Рабочий цикл в каждой фазе протекает аналогично вышеоцисагпгому и состоит из сжати , перетекани  при посто нном объеме, расширени  с понижением температуры и обратного перетекани  газа при посто нном объеме.

При помощи шленчатых валов обеспечено смещение фаз между трем  группами компрессоров и расширителей 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6 примерно на 120° по углу поворота колеичатых валов 8 и 9. Кроме того, обеспечено смещение фаз между мини-л альнь1ми объемами камер сжати  УС и расн1иреин  Ур на угол с/., равный

0 примерно 110°.

Папример, дл  второй группы компрессоров 2 и расширителей 5 (см. фиг. 7, В сжатие газа в камере пачннаетс  в точке 1. По достижении точки 11 газ из камеры V. начинает

5 протекать через регенератор 32 в полость расширени  Ур. В точке III объем камеры сжати  УС минимален, почти весь газ находитс  в полости расширени  Ур. Поршень расширител  4 неремещаетс , и газ расшир етс 

0 с ионижением температуры. По достижении точки IV газ, охлажденный в камере расширени  Ур, начинает перетекать в камеру сжати  УС. В точке I цикл завершаетс . Диалогичные никлы п)оисход т в первой и

5 третьей груннах (с.м. фиг. 7, /1 н С) компрессоров 1, 3 и расширителей 4 и 6 со смещением по фазе на угол 120°.

В случае вынолненн  одного из компрессоров двойного действи  (см. фиг. 3) хладагент,

0 сжатый в образованной камере сжати  42, поступает через холодильпик сжатого газа 60 и противоточный тенлообменник 61 в теплообменник 45, где охлаждаетс  при помощи расщирителей 4. После теплообменника 62 хладагент дросселируетс  в дросселе 46 с понижением давлени  и температуры и охлаждаег объект 47.

После объекта хладагент через противоточные теплообменники 61 и 62, охлажда  пр мой поток хладагента, вновь поступает в камеру сжати  42. Холодильио-газова  мащина с комирессором 1 и расширителем 4 и с установленными в их линии св зи холодильником 29 сжатого газа и регеиератором 32 работает

5 аналогично вышеонисанному.

В случае применени  в машине многоступенчатого компрессора (см. фиг. 4), поршни 48 и 49 которого привод тс  от колепчатых валов 9 и 8 через шатуны 63 и 64, поршневые стабилизаторы 65 н 66 и штоки 67 и 68, хладагент, сжатый в ступен х компрессора после охлаждени  в промежуточных теплообменниках 69 и 70, через выпускной клапан 55 поступает в теплообменники 71 и 72 и теплообмеиник 56.

5 В последнем хладагент охлаждаетс  при помощи расширител  4 холодильно-газовой машины и направл етс  в теплообменник 73, а затем в теплообменннк 57, в котором охлаждаетс  при помощи расширител  5. После этого хладагеит дросселируетс  в дросселе 58 и охлаждает объект 59. Обратный поток хладагента через двухпозиционный клапан 74 поступает дл  охлаждени  пр мого потока в противоточные теплообменники 75, 73, 72 и

5 возвращаетс  через впускной клапан 50 на сжатие в компрессор. Дл  регулировани  получаемой температуры в дросселе 58 предусмотрена байпасна  лини  с клапаном 76. Линии 77, 78, 79 и 80, 81, 82 предусмотрены дл  выравнивани  давлени  масла в картерах поршневых машин. Газгольдер 83 подключен через клапан 84 к газовому резервуару (на чертеже не показан ) и через клапан 85 - к компрессору дл  его заполнени  хладагентом. Клапан 86 предохран ет от повышени  давлени  газа выше заданного. Буферна  емкость 87 через клапан 88 св зана с источником сжатого газа дл  подпитки через клапан 89 автономного контура с дросселем 58 и через клапан 90 с регул торами давлени  91 и 92 холодильно-газовой машины . Компрессор снабжен предохранительными клапанами 93, 94, 95 в лини х между ступен ми . Холодильно-газова  машина с компрессорами 1, 2 и расширител ми 4, 5 и установленными в лини х их св зи холодильниками 29, 30 сжатого газа и регенераторами 32, 33 работает , как описано выше. Предмет изобретени  1. Холодильно-газова  машина дл  получени  низких температур, содержаша  поршневые компрессоры и расширители с обшим приводом , отличагоша с  тем, что. иелью повышени  термодинамической эффективности , привод выполнен в виде двух автономных коленчатых валов, установленных с заданным угловым смешением и кинематически св занных между собой нри помощи 1пестеренной передачи , а с компрессорами н расншрител ми - через соответствзющие маитины, порнтневые стабилизаторы и штоки. 2. Машина по п. 1, отл и ч а ю нх а   с   тем, что по крайней мере один компрессор выполнен двойного действи , и к образованной камере сжати  подсоединен при помонхи клапанов впуска и выпуска автономный контур с регенеративными теилообменникамн, охлаждаемыми с помощью расширителей, и дросселем дл  охлаждени  объекта. 3. Машина по н. 1, отличающа с  тем, что с коленчаты.ти валами привода кинематически св зан дополнительный компрессор, например , лшогоступенчатый, с клапанами впуска и выпуска, к которым подключен автоном 1ый контур с регенеративными тенлообменннками , охлаждаемыми с помощью расширителей , и дросселем дл  охлаждени  объекта.

29

JO

и

I

22 16

Ш

9

J 4

ет 20 26 9

a

.. j

zj zx/

i/Z., ,

-

/5

fr

28 7/

Jf

/

W

« г.

fje J --- iT-/ ..-,-,

J5 5 62

/ jf / / /

:/z///A в 1 a...

fpuz 5

ffue ff

Расширение

W