Свободнопоршневой детандер-компрессор Советский патент 1987 года по МПК F25B9/00 

Изобретение относится к криогенной технике, а конкретнее к газовым холодильным машинам.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности. 5

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольное сечение.

Свободнопоршневой детандер-конпрес- сор содержит корпус 1, цилиндр 2 детандера с выпускным коллектором 3 0 имеющим окна 4 и 5, цилиндры 6 и 7 компрессора и впускные коллекторы 8f и 9 детандируемого газа, впускные коллекторы 10 и 11 компрессорных цилиндров, выпускные коллекторы 12 и 13 компрессорных цилиндров, поршневые блоки 14 и 15, состоящие из детандер- шлх 16 и 17 и компрессорных 18 и 19 поршней, сделанных заодно. В детан- дерных поршнях имеются внутренние 20 каналы 20 и 21, а коллекторы кимпрес- ; сорных блоков снабжены соответственно впускными 22 и 23 и выпускными клапанами 24 и 25. На корпусе I раз- Мещень силовые (регулирующие) обмотки 26 и 27 и сигнальные обмотхдт 28 и 29, электрически связанные соответственно с блоками 30 и 31 управления и элементом 32 сравнения, что составляет сислоп газа и падение давления в пол детандерного цилиндра 2 до давлен в выпускном коллекторе 3,

Обратный ход происходит за сче расширения газа, оставшегося в ме вых объемах полостей компрессорны цилиндров 6 и 7,

При давлении в полостях.компре сорргых цилиндров 6 и 7, равном да лению во впускных коллекторах 10 1I, открываются клапаны впуска 22 23 и начинается всасывание компре руемого газа. На этом цикл замыкает

Синхронизация хода поршневых б ков 14 и 15 осуществляется следую образом. Когда поршневые блоки 14 15 начинают двигаться из централь мертвой точки, то их масса, возде ствуя на сигнальные обмотки 28 и 29, возбуждает в них электрически ток, который передается на элемен 32 сравнения, который настроен на синхронное движение поршневых бло 14 и 15 в противоположные стороны

В блоке 32 сравнения полученны сигналы (о лрохождении поршнями о ределенного расстояния) трансформ руются и соответственно передаютс в блоки 31 и 32 управления, Котор

тему синхронизации хода поршневых бпо-- являются генераторами напряжения

ков.

Устройство работает следующим образом.

В момент смыкания детандерных порш- ней 16 и 17 внутри цилиндра 2 детан- дера детандируемый газ подается по коллекторам 8 и 9, через каналы 20 и 21 поршней внутрь цилиндра 2. При этом в полости компрессорных цилиндров 6 и 7 из коллекторов 10 и 1I через впускные клапаны 22 и 23 всасывается (омпремируемый газ.

Газ, расширяющийся в полости детандерного цилиндра 2, начинает двигать поршневые блоки 14 и 15 от центра к периферии детандер-компрессора. В это время окна 4 и 5 коллектора 3, коллекторы 8 и 9 детандерного цилиндра и клапаны 22 и 23 и 24 и 25 компрессорных блоков закрыты. При достижении заданного давления в компрессорных цилиндрах 6 и 7 открываются выпускные клапаны 24 и 25 и проэлектротока, подаваемого на регулирующие обмотюя 26 и 27,

Если обмотки 28 и 29 работают как 35 индукционные датчики, то обмотки 26 и 27 работают как линейные двигатели.

При пропускании в обмотках 26 и 27 электротока он воздействует на поршни 18 и 19 компрессора и за- 40 ставляет их двига.ться синхронно (дополнительный двигатель).

Формула изобретения

45 Свободнопоршневой детандер-компрессор, содержащий корпус, в средней части которого размещен детандерный цилиндр, а с торцов последнего размещены компрессорные цилиндры с порш50 невыйи блоками, и устройство синхронизации движения поршневых блоков, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повьш1ения надежности, устройство син- исходит нагнетание сжатого (компрени- 55 хронизации выполнено в виде разме- рованного) газа в выпускные коллек- щенных на корпусе силовых и сигналь- торы 12 и 13, Когда детандерные порш- ных соленоидов, устройства сравнения ни 16 и 17 выходят из цилиндра 2, от- и блоков управления, электрически крьТваются окна 4,5 и происходят вых- связанных между собой.

лоп газа и падение давления в полост детандерного цилиндра 2 до давления в выпускном коллекторе 3,

Обратный ход происходит за счет расширения газа, оставшегося в мертвых объемах полостей компрессорных цилиндров 6 и 7,

При давлении в полостях.компрес- сорргых цилиндров 6 и 7, равном давлению во впускных коллекторах 10 и 1I, открываются клапаны впуска 22 и 23 и начинается всасывание компреми- руемого газа. На этом цикл замыкается.

Синхронизация хода поршневых бл:о- ков 14 и 15 осуществляется следующим образом. Когда поршневые блоки 14 и 15 начинают двигаться из центральной мертвой точки, то их масса, воздействуя на сигнальные обмотки 28 и 29, возбуждает в них электрический ток, который передается на элемент 32 сравнения, который настроен на синхронное движение поршневых блоков 14 и 15 в противоположные стороны,

В блоке 32 сравнения полученные сигналы (о лрохождении поршнями определенного расстояния) трансформируются и соответственно передаются в блоки 31 и 32 управления, Которые

являются генераторами напряжения

электротока, подаваемого на регулирующие обмотюя 26 и 27,

Если обмотки 28 и 29 работают как 35 индукционные датчики, то обмотки 26 и 27 работают как линейные двигатели

При пропускании в обмотках 26 и 27 электротока он воздействует на поршни 18 и 19 компрессора и за- 40 ставляет их двига.ться синхронно (дополнительный двигатель).

Формула изобретения

45 Свободнопоршневой детандер-компрессор, содержащий корпус, в средней части которого размещен детандерный цилиндр, а с торцов последнего размещены компрессорные цилиндры с порш50 невыйи блоками, и устройство синхронизации движения поршневых блоков, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и по

Изобретение относится к криогенной технике и позволяет упростить конструкцию и повысить надежность. .Устройство синхронизации движения поршневых блоков 14, 15 выполнено в виде размещенных на корпусе 1 силовых соленоидов 26, 27, сигнальных соленоидов 28, 29, устройства 32 сравнения и блоков 30, 31 управления, электрически связанных между собой. Наличие электромагнитной системы управления движением порпшевых блоков позволяет отказаться от сложной и ненадежной в работе механической системы синхронизации и обеспечивает возможность осуществления работы детандера в независимом режиме. 1 ил. 1Ъ 6 26 19 1 27 Ю 1 (Л со О СЛ 01 о о: