БЕСКЛАПАННЫЙ ПОРШНЕВОЙ ДЕТАНДЕР-"•—-il''-^^НО' Советский патент 1970 года по МПК F25B1/02 

1,

Изобретение относится к холодильной технике и может быть иснользовано в холодильных циклах при ожижении и разделении газов.

Известны бесклапанные поршневые детандеры, содержащие цилиндр с двумя поршнями, движущимися по заданному закону. Один из поршней через систему впускных и выпускных окон в цилиндре и отверстий в поршне осуществляет газораспределение, а другой поршень является вытеснителем.

К недостаткам этих машин можно отнести повышенные утечки газа вследствие наличия двух поршней и перетечку газа из зоны впуска к выпускным окнам. Результатом этого является некоторое снижение холодопроизводительности детандера.

Предлагаемый бесклапанный поршневой детандер отличается тем, что поршни размещены концентрично один в другом и образуют между торцовыми поверхностями рабочую полость, а на цилиндрической части наружного поршня выполнены окна для осуществления газораспределения.

Это повышает холодопроизводительность детандера.

Бесклапанный поршневой детандер состоит из неподвижного цилиндра / и двух поршней, перемещаемых по заданному закону - наружного полого поршня 2 п внутреннего

поршня 5.

Наружный поршень 2 уплотняется в цилиндре / манжетами 4 и 5, а внутренний поршень 3 уплотняется в наружном поршне 2 манжетами 6. На цилиндрической части наружного поршня 2 вблизи его торца выполнены окна 7 для осуществления газораспределения. Геометрия окон 7 обеспечивает работоспособность манжеты 4, а размер их в направлении перемещения поршней и расположение

относительно манжеты 4 обеспечивают газораспределение в детандере.

Рабочий газ высокого давления подается в полость между манжетами и 5, а газ, расширенный в детандере, выходит в полосги 8 по другую сторону от манжеты 4. Таким образом, манжета 4 разграничивает в детандере области, где рабочий газ находится под высоким и низким давлением.

Поршни имеют различные величины ходов и перемещаются с помощью кривошипов, повернутых один относительно другого на определенный угол.

I. Впуск газа (см. чертеж, а).

Поршень 2 подходит к верхней мертвой точке, а поршень 3 ноднимается вверх от нижней мертвой точки. Газ высокого давления через окна 7 подается в рабочую полость.

П. Наполнение газом рабочей нолостп (см. чертеж, б).

Поршень 2, пройдя верхнюю мертвую точку, опускается вниз, а поршень 3 продолжает подниматься вверх. Окна 7 открыты.

HI. Расширение газа в рабочей полости (см. чертеж, б).

Поршень 2 продолжает опускаться вниз, окна 7 перекрываются манжетой 4. Доступ газа высокого давления в рабочую полость прекраш,ен. Поршень 5 продолжает двигаться вверх.

IV. Выпуск расширенного газа (см. чертеж, г).

Поршень 2 опускается вниз, окна 7 открываются и расширенный газ выпускается в полость 8. При этом поршень 3, пройдя верхнюю мертвую точку, начинает двигаться вниз.

V. Сжатие оставшегося газа (см. чертеж, д).

Поршень 2 ноднимается, окна 7 перекрываются манжетой 4, выпуск газа из рабочей полостн нрекраш,ен. Поршень 3 продолжает опускаться вниз.

В дальнейшем этапы повторяются.

Предмет изобретения

Бесклапанный поршневой детандер, содержащий цилиндр с двумя поршнями, движущимися по заданному закону, отличающийся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности, поршни размещены концентрично один в другом и образуют между торцовыми поверхностями .рабочую полость, а на цилиндрической части наружного поршня выполнены окна для осуществления газораспределения.