Детандер Советский патент 1983 года по МПК F25B9/00 

Изобретение относится к поршневым расширительным машинам и может быть использовано в криогенной и холодиль ной технике. По основному авт.св. If 623066 известен детандер, содержащий расширительный цилиндр, подключенный к лини прямого технологического потока, и тормозной цилиндр, поршни которых связаны С приводным кривошипно-шатунным механизмом, а также систему газораспределения обоих цилиндров выполненную в виде впускного окна, подключенного к магистрали прямого технологического потока, и выпускного клапана, подключения к той же магистрали,причем кривошипчо-шатунный механизм выполнен в виде шарнирно сочлененных под углом 120-180 шатунов, один из которых, соединенный поршнем расширительного цилиндра, выполнен прицепным D 3 Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. Указанная цель достигается тем, что в детандере тормозной цилиндр «имеет дополнительное окно расположенное между точками подключение к тормозному цилиндру магистрали прямо го технологического потока и подсоед ненное посредством линии с регулируемым дросселем к впускному окну. На чертеже изображен детандер, продольный разрез. Детандер содержит расширительный цилиндр 1 с электромагнитным клапаном 2 впуска, снабженным штоком 3 и электромагнитным клапаном впуска, сервопривод 5 и поршень 6 серво.привода. Соосно расширительному цилиндру расположен тормозной цилиндр 7 с впускным окном 8, выпускным клапаном 9 и регулируемым дросселем 10 соединяющим полость тормозного цилиндра через окно 11 с магистралью прямого технологического потока.Клапаном впуска 2 и клапаном впуска k управляют с помощью электромеханического переключателя 12 полярности. Последний закреплен на коленчатом ва лу 13 на который насажен маховик Н и главный шатун 15, соединенный с поршнем 16 тормозного цилиндра 7К головке главного шатуна 15 по4 углом к его оси крепится головка прицепного шатуна 17, который соединен с поршнем 18 расширительного цилиндра 1. Тормозной цилиндр 7 снабжен впускным патрубком 19 с вентилем 20 и ВГ1УСКНЫМ патрубком 21 с вентилем 22. Прямой технологический поток на вход тормозного цилиндра 7 подается после теплообменника -23. На вход расширительного цилиндра 1 подается прямой технологический поток после блока охлаждения 2, а расширенный газ поступает в гелиевую ванну 25. Детвндер работает следующим образом. По команде из системы управления криогенной установки .на детандере устанавливается отсечка впуска 60: 120° (отсечка устанавливается пр углу поворота коленчатого вала ), подается питание на электромеханический переключатель 12 полярности и открываются вентили 20 и 22. Рабочий газ высокого давления через регулируемый дроссель 10 (основное количество )и че- . рез вентиль 20, патрубо1 19, окно 8 впуска и зазор между поршневой парой тормозного цилиндра 7 поступает в тормозной цилиндр 7 и перемещает поршень 16 к нижней мертвой точке. Одновременно поршень 18 перемещается к нижней мертвой точке, но не доходит до нее в силу того, что между осями прицепного и главного шатуна угол 180. Механизм движения детандера при этом устанавливается таким образом, что при подаче давления на поршень 18 детандер начинает вращаться в направлении, обратномрабочему. При подходе поршня 18 к нижней мертвой точке он нажимает на шток 3 и открывает электромагнитый клапан 2 впуска. Начинается заполнение рас- ширительного цилиндра 1 газом высокого давления.. В процессе наполнения клапан А впуска удерживает.ся электромагнитом в открытом состоянии, При заполнении расширительного цилиндра 1 газом высокого давления в цилиндре повышается давление за счет разности площадей поршней 16 и 18 (площадь шатуна 17 больше площади шатуна 15 ), поршни 18 и 16 перемещаются к верхней мертвой точке, при этом вращение коленчатого вала 13 осуществляется в обратную сторону от рабочего вращения. Газ высокого давления заполняет расширительный цилиндр 1 до момента обесточивания магнита электромагнитного клапана k впуска, при этом поршни 16 и 18 находятся вблизи верхней мертвой точки и канал впуска серво.привода 5 частично оказывается открмт. Газ из расширительного цилиндра 1 через канал впуска сервопривода .5 5 перемещает поршень б сервопривода S С перемещение осуществляется за . разности площадей поршня сервопривода 6 и плбщади седла электромагнитного клапана k впускаJ и откры-10 вает электромагнитный клапан Ц впуска,- происходит выхлоп газа из объемарасширительного цилиндра 1. Газ высокого давления, находящийся и поступающий в тормозной цилиндр/7, перемещает шатуны 15 и 17 вниз. Коленчатый вал начинает вращаться в рабочем направлении.

Таким образом, соединение полости тормозного цилиндра 7 через регулируемый дроссель 10с магистралью прямого технологического потока позволяет осуществлять запуск детандера с вращением коленчатого вала 13 в рабочем положении, а также-простое регулирование производительности детандера изменением числа оборотов, что повышает его эксплуатационную надежность.

ДЕТАНДЕР по авт.св. № 623066, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, тормозной цилиндр имеет дополнительное окно, расположенное между точками подключе.ния к тормозному цилиндру магистрали прямого технологического потока и подсоединенное посредством линии с регулируемым дросселем к впускному окну. 00 ю «41