ДЕТАНДЕР СО СВОБОДНЫМ ПОРШНЕМ Советский патент 1971 года по МПК F25B23/00 

Изобретение относится к криогенной технике и касается иоршиевых расширительных машии, которые могут быть применены в установках для разделения и ожижеиия газов и в различных отраслях народного хозяйства для получения холода.

Известны детандеры со свободным поршнем, содержащие цилиндр с детандерной и компрессорной полостями, с окнами впуска п выпуска рабочего газа п пopшeнь-зoлoтппкo r. Однако в пзвестпых детандерах при возвратно-поступательном движении поршень-золотника наблюдается его касание со стенками цилиндра, вызывающее выделение тепла в щелевом уплотнении и задиры стенок цилиидра, п. как следствие, низкий к.и.д. и недостаточную долговечность в работе.

Предлагаемый детандер отличается тем, что в поршень-золотнике установлено турбоколесо, которое придает порщень-золотнику Bpaniaтельное двнжеиие, создающее аэроднналгическую силу, которая исключает касаиие поршеньзолотником сгеиок цилиндра.

На чертеже cxe raтичecки изображен предлагаемый детандер, продольный разрез.

Детандер имеет детаидерную 1 и компрессорную 2 полостн, которые расположены на концах цилиидра 3, имеющего окно 4, соединенное с всасывающей нолостью основного компрессора, окна 5 и 6, соединенные с нагнетающей полостью основного компрессора, окно 7 для отвода холодного газа, норщень-золотник 8 с турбоколесом 9 п каналами 10 и 11. Уилотненне порппш - щелевое.

Газ из осповпого комнрессора через окно 6 и канал 10 носгупает в компрессорную нолость 2. Постуннвщпй газ, распщряясь, перемещает норщеиь-золотннк вправо вдоль цилиндра. При совнаденпп канала У/ с окном 5 газ, нодлежащнй охлаждению, через турбоколесо 9 наполняет детаидерную полость / н, нроходя через турбоколесо, вранитет его, а вместе с ним н поршень-золотник. В результате вращения в н,е,тевом уплотпенни возникает аэродппампческая сила, которая исключает касанпе нопп1ень-золотппком стенок цилппдра. Наполнение газом детандерной полостн нроисходит до тех пор, пока действие газовых сил компреееориой иолоети и ииерционных снл на норшень-золотник не будет равно де ствию газовых сил детандерной полости на норшень-золотшж. Нри равенстве этих сил иоршень-золотник пачпет перемещаться влево. Газ в детандерпой полости, расщиряясь, охлаждается п производит работу, которая идет на ежатие газа в комнрессорной иолоети. В момент совнадення канала 11 с окно.м 7 происходит выпуск холодного газа из детаидерпой иолоети. Выходянип газ, проходя через турбоколеео, врап1ает его, а вместе с ним н норшень-золотник в том же направлении, что и при нанолнении детандерной полоети. Вращение поршень-золотника в промелсутке между ианолнепием и опорожнением детаидерно

юлости осуществляется за счет инерционных :ил. По окончании выпуска холодного газа из детандерной полости цикл повторяется.

Предмет изобретения

Детандер со свободным поршнем, содержащий цилиндр с окнами впуска и выпуска рабочего газа и поршень-золотник, отличй/ощийся тем, что, с целью исключения касания иорщень-золотником стенок цилиндра, в поршеньзолотнике установлено турбоколесо, которое придает поршень-золотнику вращательное движение.

X

W

f J