УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F25B1/00 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к газовым холодильным машинам, и может быть использовано для хранения и выдачи потребителям газообразной и жидкой высокотемпературной и охлажденной углекислоты.

Известно устройство для охлаждения воздуха, содержащее компрессор для сжатия воздуха, теплообменник, конденсатосборник и вихревую трубу, горячий конец которой заключен в охлаждающую рубашку, а холодный конец соединен трубопроводом для подачи воздуха с объектом охлаждения (а.с. N 1566180).

Недостатком этого устройства являются повышенные энергопотери при получении воздуха с пониженной степенью влажности.

Известна газовая холодильная машина, содержащая ступенчатый рабочий цилиндр с холодной и горячей полостями, соосно расположенные в нем компрессорный поршень и вытеснитель со встроенным регенератором и системой клапанов, холодильник и охладитель (а.с. N 1622735).

Недостатком этого устройства являются достаточно сложная конструкция, кинематика и инерционность работы.

Известно также устройство для охлаждения, содержащее компрессор, в напорной магистрали которого установлены очистной фильтр, теплообменник и рабочие емкости для хранения и выдачи готового продукта (а.с. N 709926).

Недостатком устройства является возможность выброса дорогостоящего газообразного рабочего тела.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранное в качестве прототипа устройство для получения жидкого осушенного диоксида углерода (а.с. N 1479802), содержащее компрессор, теплообменник, влагомаслоотделитель и емкости для хранения и выдачи готового продукта.

Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который заключается в повышении надежности и эффективности работы.

Предложенное устройство для охлаждения содержит компрессор, в напорной магистрали которого установлены теплообменник, влагомаслоотделитель и емкости для хранения и выдачи готового продукта, образующие замкнутую систему охлаждения.

Устройство снабжено очистным фильтром, вихревым разделителем потока и мерным узлом, причем влагомаслоотделитель через обратный клапан связан с теплообменником, а вихревой разделитель потока установлен параллельно теплообменнику и связан с последним контурами холодной и горячей среды, образуя комбинированный теплообменник - холодильник, при этом мерный узел выполнен в виде накопительной дозирующей емкости с разделительным поршнем и системой управляющих пневмоклапанов, связанной посредством обратного клапана и продувочного вентиля с емкостями для хранения и выдачи готового продукта.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", т.к. оно неизвестно из уровня техники.

Предложенное устройство является промышленно-применимым с существующими техническими средствами и соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена технологическая схема устройства.

Смонтированное на шасси грузового автомобиля с приводом от двигателя устройство для охлаждения преимущественно углекислоты содержит компрессорный агрегат 1 с установленным очистным фильтром 2 в заборном трубопроводе 3 и последовательно размещенные в нагнетательной магистрали комбинированный теплообменник 4, влагомаслоотделитель 5 и фильтр тонкой очистки 6 с газожидкостной коллекторной обвязкой 7, соединенной с термоизолированными пластиковыми емкостями 8 для хранения и выдачи готового продукта.

Устройство дополнительно содержит мерный узел, включающий накопительную дозирующую емкость 9 с разделяющим поршнем 10 и датчиками положения 11 поршня, управляемые клапаны 12 - 17, продувочный вентиль 18, весовой механизм 19.

К комбинированному теплообменнику 4 подсоединены входной трубопровод 20, одним концом подсоединенный к компрессорному агрегату 1, а другим - к размещенному в корпусе теплообменника 4 змеевику 21, а также выходная напорная магистраль 22.

Корпус комбинированного теплообменника 4 своим входом дополнительно соединен с вихревым разделителем 23 потока входящего в него сжатого воздуха, отбираемого от тормозной системы автомобиля посредством трубопроводной арматуры, имеющей заслонки 24 - 27.

Выходная напорная магистраль 22 сообщена через обратный клапан 28 с влагомаслоотделителем 5, вихревой разделитель 23 потока служит для разделения входящего потока 29 сжатого воздуха от тормозной магистрали автомобиля на два выходных потока и удаления отработанного выходящего потока 30, при этом более холодный поток, условно обозначенный Х, проходит через заслонку 24 и более горячий, условно обозначенный Г, проходит через заслонку 26, чем на входе в вихревой разделитель 23 потока.

Для выдачи углекислоты служит раздаточное приспособление 31, вентили 32-37 предназначены для включения отдельных составных узлов (комбинированного теплообменника - холодильника, мерного узла) из технологической схемы устройства, обратные клапаны 28, а также 38 и 39 служат для перемещения углекислоты в одном направлении.

Работа предложенного устройства осуществляется следующим образом.

Забор низкотемпературной жидкой углекислоты производится через очистной фильтр 2 по заборному трубопроводу 3 из посторонних источников либо осуществляется выдача потребителю высокотемпературной жидкой или газообразной углекислоты через коллекторную обвязку 7 из емкостей 8 для хранения и выдачи готового продукта самого устройства.

В зависимости от состояния забираемой углекислоты она либо подвергается нагреву, либо охлаждению, при этом углекислота, пройдя по входному трубопроводу 20 комбинированного теплообменника 4 и змеевику 21, выходит в напорную магистраль 22. Для увеличения в теплообменнике 4 теплопередачи используется вихревой разделитель 23 потоков, разделяющий входящий в него поток 29 сжатого воздуха от тормозной пневмосистемы автомобиля на два потока на выходе: более холодный по линии 24 и более горячий по линии 26, чем на входе в вихревой разделитель.

Холодный поток посредством открытия заслонки 24 направляется в корпус теплообменника 4, а горячий поток либо сбрасывается в атмосферу, либо потребляется на собственные нужды через заслонку 27.

Для обогрева углекислоты в теплообменнике необходимо открыть заслонки 25, 26 и закрыть заслонки 24, 27. При этом холодный поток воздуха может быть использован для нужд технологического процесса устройства.

Затем через влагомаслоотделитель 5 и коллекторную обвязку 7 углекислота может закачиваться компрессорным агрегатом 1 поочередно или сразу во все емкости 8 либо выдаваться из емкости 8 или посторонних источников потребителям через мерный узел устройства или напрямую с использованием посторонних весов.

После открытия клапана 15 происходит наполнение накопительной дозирующей емкости 9 мерного узла справа от разделяющего поршня 10, служащего для герметичного разделения полостей дозирующей емкости 9 и выдачи точно отмеренной порции углекислоты путем выдавливания из противоположной полости углекислотой, поступающей от компрессорного агрегата 1. При этом клапаны 12, 13, 14 и 16 закрыты, а продувочный вентиль 18 открыт. Происходит продувка левой полости емкости 9 в емкость устройства. Продувка осуществляется один раз перед началом работы мерного узла. Формирование потребного количества углекислоты осуществляется на весовом механизме 19.

Затем происходит заполнение левой полости дозирующей емкости 9 и выдача из части емкости замеренного количества заряда углекислоты в заряжаемые сосуды либо емкости 8. При этом пневмоклапаны 13, 15 открыты, а пневмоклапаны 12, 14, 16 закрыты. Аналогично происходит выдача замеренной порции углекислоты из левой полости дозирующей емкости 9. После мерного узла углекислота выдается потребителю через раздаточное приспособление 31. Вентили 32-37 используются для выключения отдельных улов (комбинированного теплообменника, влагомаслоотделителя, мерного узла) из технологической схемы устройства. Обратные клапаны 28, 38, 39 служат для прохода углекислоты в одном направлении. При необходимости углекислотный газ дожимается до нужного давления в одной из емкостей 8, может быть перекачен из одной емкости в другую. Это улучшает качество и снижает время заправки.

Термоизолированные пластиковые емкости 8 позволяют хранить и транспортировать не только жидкую и газообразную углекислоту, но и жидкую низкотемпературную углекислоту. Небольшой вес емкостей позволит заряжать все емкости одновременно, поскольку емкости с меньшим весом имеют меньшую погрешность взвешивания. Весовой механизм 19 работает по принципу разностного взвешивания, что значительно снижает погрешность определения веса, повышая коэффициент заправки емкостей.

Используемый теплообменник позволяет производить зарядку емкостей потребителей, используя на входе низкотемпературную углекислоту. Комбинированный теплообменник-холодильник (вихревой разделитель потоков и змеевиковый теплообменник) значительно повышает эффективность охлаждения и работы самого устройства.

Использование электроуправляемого пневматического клапана в системе заправки и продувки в емкость предотвращает слив углекислоты, что повышает экологичность и безопасность работы устройства. Устройство обеспечивает транспортировку и зарядку всех видов (кроме твердой фазы) производимой углекислоты, обеспечивает необходимые режимные параметры (температуру, давление, вес) заряжаемой углекислоты в автономном режиме, т.е. питается только от бортовой системы автомобиля.

Устройство для охлаждения содержит влагомаслоотделитель, вихревой разделитель потока и мерное приспособление, образующие замкнутую систему охлаждения. Влагомаслоотделитель через обратный клапан связан с теплообменником. Вихревой разделитель потока установлен параллельно теплообменнику и сообщен с последним контурами подачи холодной и горячей среды, образуя комбинированный теплообменник-охладитель. Мерное приспособление выполнено в виде накопительной дозирующей емкости с разделительным поршнем и системой управляющих пневмоклапанов, сообщенной посредством обратного клапана и продувочного вентиля с рабочими емкостями для хранения и выдачи готового продукта. Использование управляемого пневматического клапана в системе заправки и продувки предотвращает слив углекислоты, что повышает экологичность и безопасность работы устройства. 1 ил.

Устройство для охлаждения, содержащее компрессор, в напорной магистрали которого установлены теплообменник, влагомаслоотделитель и емкости для хранения и выдачи готового продукта, образующие замкнутую систему охлаждения, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительным фильтром, вихревым разделителем потока и мерным узлом, причем влагомаслоотделитель через обратный клапан связан с теплообменником, а вихревой разделитель потока установлен параллельно теплообменнику и связан с последним контурами холодной и горячей среды, образуя комбинированный теплообменник-холодильник, при этом мерный узел выполнен в виде накопительной дозирующей емкости с разделительным поршнем и системой управляющих пневмоклапанов, связанной посредством обратного клапана и продувочного вентиля с емкостями готового продукта.