SU974065A1 - Способ работы криогенной установки в пусковом периоде - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к холодиль ной технике, а более конкретно к тех

нике получени  криогецных - температур в дроссельных установках.

Известен способ работы в пусковом периоде криогенной установки, содержащей баллон со сжатым криоагентом, компрессор и подключенный к ним двухконтурный холодильник с объектом ох лаждени , включающий процессы предварительной зар дки баллона сжатым криоагентом, сжатие криоагента в ком ,прессоре, расширение сжатых криоаген- тов в холодильнике с последующим охлаждением объекта 1.

Недостатком такого способа работы криогенной установки в пусковом периоде  вл етс  больщой вес и габариты установок его реализующих при охлаждении объектов относительно большой массы, что обусловлено существенным увеличением количества

сжатого криоагента в баллоне.

Этого недостатка в значительной .мере лишен способ работы криогенной установки в пусковом периоде путем сжати  криоагента в компрессоре и расширени  его в синхрохолодильнике с последующим охлаждением объекта, с понижением температуры которого

снижают давление в линии всасывани  компрессора 2j.

При работе установки по известному способу начальное давление в линии всасывани  устанавливают несколько выше, чем это давление в рабочем режиме. Этим обеспечивают увеличение расхода компрессора, а следовательно и холодопроизводительности уста10 новки. При этом соответственно увеличиваетс  и мощность дл  привода компрессора . Увеличение потребл емой мощности ведет к быстрому перегреву компрессора и ограничивает степень

15 увеличени  холодопроизводительности в пусковом периоде, что влечет за собой ограничени  по сокращению пускового периода.

Цель изобретени  - сокращение пус20 кового периода.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что одновременно с снижением давлени  в линии всасывани  компрессора увеличивают объемную производитель25 ность последнего. При этом давление в линии всасывани  компрессора и производительность компрессора могут измен тьс  дискретно.

На фиг. 1 изображена схема кри3 огенной установки дл  реализации данкого способа; на фиг. 2 - график зависимости холодопроизводительности Qy установки от давлени  Р криоагента в линии всасывани  при посто нной величине потребл емой мощности (криоагент - азот, давление в линии нагнетани  15 МПа, потребл ема  мощность 300 Вт, изотермический КПД компрессора 0,21.

( Установка содержит компрессор 1 с регулируемой объемной производительностью , например, путем изменени  мертвого объема первой ступени, микрохолодильник 2, снабженный регулируемым дросседем 3 и датчиками температуры 4 и 5 объекта охлаждени  6 и испарител , и присоединенный лини ми пр мого .7 и обратного 8 потоков криоагента к компрессору, а через электромагнитные клапаны 9 и 10 .к аккумулирующей .емкости 11. В Линии 8 обратного потока установлен датчик давлени  12.

Объемна  производительность компрессора 1, расход криоагента через 1 дроссель 3 и давление криоаГёнта в лйнии св зи обратного потока регулируютс  блоком управлени  13 в зависимости от величины электрического тока привода, сигналов датчиков температуры 4 и 5 и датчика давлени  12

В пусковом периоде криоагент сжимают в компрессоре 1, расшир ют в микрохолодильнике 2, а затем охлаждают с помощью этого криоагента охлаждаемый объектб. С понижением температуры охлаждаемого объекта 6 снижают давление влинии 8 всасывани  ,. компрессора 1. Одновременно с этим увеличивают объемную производительность компрессора 1. При этом давление в линии 8 всасывани  компрессора 1 и производительность последнего измен ют дискретно.

При включении установки блок управлени  13 открывает электромагнитный клапан 10. В результате давление в линии В обратного потока повышаетс  за счет снижени  давлени  в аккумулирующей емкости 11. Одновременно блок управлени  уменьшает объемную производительность компрессора 1, например, путем увеличени  мертвого пространства в era первой ступени до тех пор, пока потребл ема  мощность не уменьшитс  до допустимого качени . Вследствие того развива тс  максимальна  холодопройзводи-ельность , и объект интенсивно охлаждаетс . После достижени  между объектом б и испарителем расчетного перепада температур, например 13 К, блок управлени  14 открывает элект .|ромагнитный клапан 9, и часть криоагента перепускаетс  в аккумулирующую емкость 11. Закрытие электромаг нитного клапана 9 блок управлени  13 осуществл ет по сигналу датчика да влени  12 и в зависимошти от величины электрического тока в цепи привода компрессора. Одновременно блоком .управлени  13 уменьшаетс  расход криоагента через дроссель 3 и увеличиваетс  объемна  производительность компрессора 1. Такой процесс регулировани  осуществл етс  до тех пор .пока температура охлаждаемого объекта 6 не достигнет расчетного значени , после достижени  которой блок ; управлени  13 устанавливает давление криоагент а в линии 8 обратного потока, его расход через дроссель 3 и объемную производительность компрессо5 pa 1 равными значени м, соответст-. вующим стационарному режиму работы установки.

При реализации дискретного режима работы криогенной установки в

0 пусковом периоде блок управлени  13, например, через равные временные промежутки расчетное количество раз ступенчато уменьшает давление криоагента в линии 8 обратного потока,

, его расход через дроссель 3 и увеличивает объемную производительность компрессора 1. Причем эти изменени  выполн ютс  одновременно и согласованы таким образом, что мощность, потребл ема  приводом компрессора,

не превышает допустимую.

Несмотр  на уменьшение объемной производительности компрессора в пусковом периоде при повышении давлени  криоагента в линии обратного потока

5 его массова  производительность,

вследствие роста плотности криоагента, увеличиваетс . Одновременно из-за снижени  перепада давлений уменьшаетс  и дроссель-эффект. Однако, поскольку его уменьшение в области низких и средних давлений незначительное , холодопроизводительность установки растет с ростом давлени  криоагента в линии св зи обратного пото5

Реализаци  дискретного изменени 

объемной производительности компрессора и давлени  криоагентав лини  св зи обратного потока позвол ет,

CQ в некоторых случа х, упростить конструкцию компрессора и систему контрол  и регулировани .

Использование данного способа работы криогенной установки в пусковом периоде (фиг. 2) позвол ет более,

чем в 3 раза увеличить холодопроизводительность без увеличени  энергопотреблени , массы и габаритов. Это обеспечивает соответствующее сокращение длительности пускового периода.

0 Однако, учитыва  существенное повышение изотермического КПД компрессора при увеличении, до определенного предела давлени  криоагента в линии обратного потока, Действительное

Claims (2)

1. 65 увеличение холодопроизводительности и сокращение пускового периода следует ожидать еще более ощутимыми. При длительности пускового периода , одинакового с прототипом, умен шение массы, габаритов и повышение термодинамической эффективности кри огенной установки, реализующей данны способ работы, зависит от массы охлаждаемого объекта, и чем эта масса больше, тем улучшение указанных характеристик более существенно. Формула изобретени  1. Способ работы криогенной устанрвки в пусковом периоде путем сжа|ти  криоагента в компрессоре и расши;рени  его в микрохолодильнике с последующим охлаждением объекта, с пбиижением температуры которого снижают давление в линии всасывани  компрессора, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  пускового периода, одновременно со снижением давлени  в лин«и всасывани  компрессора увеличивают объемную производительность последнего. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что давление в линии всасывани  ксЗмпрессора и производительность последнего измен ют дискретно. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 580415, кл. F 25 В 9/02, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 842355, кл. F 25 В 9/02, 1978.

   By.efn

   П

   ID 8

   W

   г

   . и

   6 Р.мПа

   Фит..Ч