Термокомпрессор Советский патент 1993 года по МПК F04B19/24 

Фиг.

Изобретение относится к компрессоро- строению и может быть использовано в устройствах для получения сверхвысоких давлений в холодильной и криогенной технике, . Цель изобретения - повышение КПД термокомпрессора.

Указанная цель достигается тем, что отсечные клапаны термокомпрессора выполнены магнитными, автоматически обеспечивающими изохорный процесс на- г грева сжимаемого газа в компрессионных камерах.

На фиг. 1 схематично представлен термокомпрессор; на фиг. 2 -узел I на фиг. 1.

Термокомпрессор содержит последовательно установленные компрессионные камеры 1, примыкающие одна к другой, имеющие общие теплоизоляционные стенки 3 между соседним камерами 1 и сообщен- ные между собой при помощи отсечных клапанов 2, расположенных в общих стенках 3 из теплоизоляционного Материала и устройство для охлаждения и нагрева компрессионных камер 1, коллекторов 4 и 5 для теплоносителя и хладогёнта соответственно и размещенных в клапанах б и 7 с возможностью продольного перемещения поршней, выполненные из материала с высокой температуропроводностью, разделя- ющие клапаны 6 и 7 на полости по числу камер 1 и снабженные приводным механизмом 9. Отсечные клапана 2 выполнены в виде кольцеобразного постоянного магнита 10 установленного с входной стороны об- щей стенках 3. В проточные магнита 10 установленные кольцевое уплотнение 11, к которому прижаты с помощью силы притяжения магнита 10 круглая ферромагнитная пластина 12. Пластина 12 по периферии .имеет отверстия 13 для прохода газа через нее, когда она отойдет от уплотнения 11. Отверстие в общей стенке Зс его входной стороны закрыто сеткой (крышкой с отверстиями) 14.

Термокомпрессор работает следующим образом.

Газ, поступающий на вход термокомпрессора, заполняет все камеры 1. Поршни 8 устанавливают, например, в такое положе- ние, при котором осуществляется теплообмен между нечетными камерами и теплоносителем в коллекторе 4, а также между четными камерами и хладагентом в коллекторе 5 вследствие хорошей темпера- туропроводности поршней 8. При этом газ в нечетных камерах нагревается, а в четных охлаждается, соответственно и изменяется давление газа: в нечетных камерах растет, а в четных понижается, при этом все тепло

подводится (отводится) к газу в изохорном процессе. В это время клапаны 2 закрыты: круглая пластина 12 плотно поджимается через уплотнительное кольцо 11 к кольцеобразному магниту 10. И только когда температура газа в нечетных камерах будет достигать температуры близкой к температуре коллектора с теплоносителем, а в четных - температуры, близкой к температуре коллектора с хладагентом, соответственно изменяется и давление газа в камерах, создавая такой его перепад, при котором удерживаемая определенной силой магнита 10 круглая пластина 12 быстро отходит (отрывается) от уплотнительного кольца 11 (от магнита 10) и прижимается (перепадом давлений) к сетке 14, Это приводит к ускоренному протеканию газа из нечетных камер в четные. При ускоренном перемещении газа (процесс выхлопа) давление газа почти мгновенно выравнивается и создается небольшой обратный перепад давления за счет приобретенной газом кинетической энергии (при его перемешивании).

Кроме того, в процессе выхлопа температура перетекаемого горячего газа уменьшается, что, в свою очередь, дополнительно повышает КПД термокомпрессора и повышает его надежность. После перетекания газа магнитные клапаны 2 сразу закрываются. .

После закрытия клапанов 2, соединяющих полости нечетных камер в сторону чет- .ных, привод 9 перемещает поршни 8 в положение, обеспечивающее в каждой камере противоположный процесс теплообмена (в нечетных - охлаждение, а в четных - нагрев). Далее цикл повторяется, но уже газ перетекает из четных камер в нечетные, после чего весь процесс повторяется.

Выполнение отсечных клапанов 2 в виде магнитных, расчитанных на определенное давление срабатывания, позволит повысить КПД термокомпрессора, его эксплуатационную надежность и экономичность.

Формула изобретен и я 1. Термокомпрессор, содержащий последовательно соединенные между собой, через общие теплоизоляционные стенки с отсечными клапанами компрессионные камеры и устройства их : поочередного охлаждения и нагрева, о т дичающий с я тем, что, с целью повышения КПД, отсечные клапаны выполнены магнитными и каждый из них содержит выполненное в виде постоянного магнита седло, ограничитель подъема и расположенный между ними ферромагнитный запорный орган.

2. Термокомпрессор по п. отличающийся тем, что, седло и ограничитель подъема каждого клапана установлены в теплоизоляционной стенке.

3. Термокомпрессор по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что запорный орган выполнен

в виде пластины с выполненными по периферии отверстиями для прихода газа.

4. Термокомпрессор по п. отличающийся .тем, что седло снабжено уплотни- тельным кольцом, размещенным со стороны запорного органа.

Использование: в компрессорострое- нии, а именно « устройствах для получения сверхвысоких давлений в холодильной и криогенной технике. Сущность изобретения: газ, поступая на вход термокомпрессора, заполняет все камеры. Поршни располагаются так. что между нечетными камерами и теплоносителем в коллекторе, а также между четными камерами и хладагентом в коллекторе осуществляется теплообмен, т.е. газ в нечетных камерах нагревается, а в четных охлаждается. Клапаны закрыты, круглая пластина 12 плотно поджимается к кольцеобразному магниту 10. Когда температура газа в нечетных камерах будет достигать температуры, близкой к температуре коллектора с теплоносителем, а в четных - температуры, близкой к температуре коллектора с хладагентом, т.е. создается такой перепад давления, в результате чего круглая пластина 12 быстро отрывается от уплотнительного кольца 11 и прижимается к сетке 14, а также газ ускоренно перемещается из нечетных камер в четные. При завершении последнего процесса клапаны закрываются, привод перемещает поршни в положение, обеспечивающее в каждой камере противоположный процесс теплообмена. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. ел с