Вихревая труба Советский патент 1992 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к теплотехнике и горному делу и может быть использовано для охлаждения и/или подогрева воздуха, поступающего в зону дыхания потребителя при авариях с образованием непригодной для дыхания атмосферы.

Известна вихревая труба с сребренным горячим концом, заключенным в кожух и снабженным приводимым во вращение действием закрученного потока лопаточным ко- лесом с крыльчаткой для прокачки охлаждающего воздуха через сребренную поверхность горячего конца. К недостаткам этой вихревой трубы необходимо отнести значительное время вывода ее на рабочий режим, использование для подачи в зону дыхания только охлажденного воздуха, усложнение конструкции из-за наличия лопаточного колеса с крыльчаткой, отсутствие возможности регулирования температуры выходящего воздуха.

Известна также вихревая труба с двойными стенками на горячем конце для его охлаждения, соединенными при помощи поперечных ребер, выполненных в виде гофрированной ленты, и омываемых технической водой. Недостатками данной вихревой трубы являются использование для дыхания только охлажденной части воздуха, отсутствие регулировки температуры выходящего потока воздуха, длительное время вывода вихревой трубы на рабочий режим,

Наиболее близким техническим решением является выбранная в качестве прототипа вихревая-труба с сопловым вводом и с параллельно установленными в кожух кольVJVJ

00 4 О О

Г.РЙЫМИ диафрагмами на охлаждаемом горячем конце, между которыми помещены кольцевые шайбы.

Недостатками этой вихревой трубы яв- лчююя значительное время вывода ее на рабочий режим, использование для подачи в зону дыхания лишь охлажденной составляющей потока воздуха, отсутствие регулятора температуры выходящего воздуха, нестабильная температура выходящего потока воздуха.

Целью изобретения является повышение экономичности путем стабилизации температуры воздуха при аварийном возду- хоснабжении потребителя.

Цель достигается тем. что в известной вихревой трубе, содержащей сопловый ввод сжатого воздуха, камеру энергетического разделения с наружными ребрами и кожухом с теплоизоляционным покрытием его внутренней поверхности, сопло, регулирующий клапан на выходе горячего потока и диафрагму на выходе холодного потока, ре бра выполнены в виде разделенных термоизолирующими кольцами дисков с сегментными вырезами, расположенными поочередно с противоположных сторон с образованием воздушного канала, подключенного на входе посредством распределительного крана к выходам холодного и горячего потоков, а на выходе - к потребителю, при этом выходы холодного и горячего потоков снабжены теплоизоляционным покрытием.

На чертеже изображена схема вихревой трубы, продольный разрез.

Вихревая труба содержит камеру 1 энергетического разделения с холодным и горячим концами 2 и 3, тангенциальный сопловой ввод 4 сжатого воздуха, сопло 5, диафрагму 6 холодного воздуха и регулирующий клапан 7. На камере энергетического разделения соосно размещен кожух 8 с торцовыми стенками 9. Внутренняя часть кожуха и стенок снабжена теплоизоляционным покрытием 10. Внутри кожуха на камере энергетического разделения размещены ребра 11, выполненные в виде дис- ков 12 с сегментными вырезами, расположенными поочередно с противоположных сторон с образованием воздушного канала 13. Между собой диски разделены теплоизолирующими кольцами 14. Вход 15 воздушного канала при помощи распределительного крана 16 соединен с холодным 2 и горячим 3 концами камеры энергетического разделения 1 трубопроводами 17 и 18 соответственно, а выход 19 - с потребителем. Неиспользуемый для дыхания воздух отводится в окружающую атмосферу по патрубку 20 сброса. Внутренняя часть холодного и горячего концов также снабжена тепло- изолирующим покрытием 21 и 22 соответственно.

Вихревая труба работает следующим

образом.

При рабочем (основном) режиме работы (температура сжатого воздуха в шахтной пневмосети от 0°С до 20°С) очищенной от

0 пыли, влаги и масляного аэрозоля в фильтре сжатый воздух по тангенциальному сопловому вводу 4 поступает в сопло 5 камеры 1 энергетического разделения, где он разделяется на два потока - охлажденный и подо5 гретый. Не используемая для дыхания охлажденная часть воздуха через диафрагму 6, холодный конец 2 камеры энергетического разделения 1, трубопровод 17, распределительный кран 16 и патрубок 20

0 сброса отводится в окружающую атмосферу. Подогретая часть воздуха через горячий конец 3 камеры 1 энергетического разделения, трубопровод 18, распределительный кран 16 поступает на вход 15 воздушного

5 канала 13, где она последовательно обтекает ребра 11 и через выход 19 подается в зону дыхания потребителя. Регулировка температуры выходящего воздушного потока осуществляется при помощи регулирующего

0 клапана 7. При этом рабочем режиме в воздушном канале происходят следующие теп- лообменные процессы. Последовательно обтекая ребра подогретый воздух нагревает их. Полученное тепло нагревает корпус ка5 меры энергетического разделения, что способствует сокращению времени его прогрева и вывода вихревой трубы на рабочий режим. При этом процесс теплообмена между проходящим через воздушный канал

0 подогретым воздухом и корпусом камеры энергетического разделения меняется на противоположный, т.е. сжатый воздух, обтекая ребра, отбирает тепло с корпуса камеры энергетического разделения и охлаждает

5 его. Наступает момент стабилизации температуры выходящего воздуха, которую, при необходимости, можно скорректировать в ту или иную сторону при помощи регулирующего клапана 7.

0 При экстремальном режиме работы, т.е. при попадании магистрали сжатого воздуха в зону повышенной температуры (например, при пожаре температура сжатого воздуха достигает 200°С и более), сжатый

5 воздух, попав в камеру энергетического разделения, разделяется на два потока. Неиспользуемая подогретая часть воздуха через горячий конец 3 камеры энергетического разделения 1,трубопровод 18,распределительный кран 16 и патрубок 20 сброса отводится 0 окружающую атмосферу. Охлажденная часть воздуха через диафрагму 6, холод- ный конец 2 камеры энергетического разделения, трубопровод 17, распределительный кран 16 поступает на вход 15 воздушного канала 13, последовательно обтекая ребра 11, и через выход 19 подается в зону дыхания потребителя. Тепло- обменные процессы в данном случае обратные. Проходящий по воздушному каналу охлажденный воздух, обтекая ребра, охлаждает их и тем самым снижает температуру корпуса камеры энергетического разделения. Наступает момент стабилизации температуры выходящего воздуха, которая, при необходимости, может быть скорректирована при помощи регулирующего клапана 7.

Распределительный кран 16 выполнен с возможностью изменения направления подачи воздуха в зону дыхания потребителя.

Формула изобретения Вихревая труба, содержащая сопловой ввод сжатого воздуха, камеру энергетического разделения с наружными ребрами и

кожухом с теплоизоляционным покрытием его внутренней поверхности, сопло, регулирующий клапан на выходе горячего потока и диафрагму на выходе холодного потока, отличающаяся тем, что, с целью

повышения экономичности путем стабилизации температуры воздуха при аварийном воздухоснабжении потребителя, ребра выполнены в виде разделенных термоизолирующими кольцами дисков с сегментными

вырезами, расположенными поочередно с противоположных сторон с образованием воздушного канала, подключенного на входе посредством распределительного крана к выходам холодного и горячего потоков, а

на выходе - к потребителю, причем выходы холодного и горячего потоков снабжены теплоизолированным покрытием.

Использование: в системах кондиционирования воздуха. Сущность изобретения: вихревая труба содержит камеру энергетического разделения с тангенциальным сопловым вводом сжатого воздуха, холодным и горячим концами, на которых размещены сопло, диафрагма и регулирующий клапан, а на корпусе камеры энергетического разделения расположены заключенные в кожух с торцовыми стенками с теплоизоляционным покрытием ребра, которые выполнены в виде разделенных теплоизолирующими кольцами дисков, с сегментными вырезами, расположенными поочередно с противоположных сторон с образованием воздушного канала, вход которого при помощи распределительного крана соединен с холодным и горячим концами камеры энергетического разделения, а выход - с потребителем. 1 ил. (Л

17 (5