Детандер Советский патент 1978 года по МПК F25B9/00 

(54) ДЕТАНДЕР

Изобретение относится к поршневым расширительным машинам и может быть использовано в криогенной и холодильной технике.

Известны детандеры, содержаш,ие расширительный цилиндр, подключенный к линии прямого технологического потока, и тормозной цилиндр, поршни которых связаны с приводным кривошипно-шатунным механизмом, а также систему газораспределения обоих цилиндров 1.

Недостатками известных конструкций являются использование высокообъемных компрессорных цилиндров и применение высоконапряженных кривошипно-шатунных баз.

Целью изобретения является повышение компактности, уменьшение веса и повышение экстуатационной надежности детандера.

Поставленная цель достигается тем, что система газораспределения тормозного цилиндра выполнена в виде впускного окна, подключенного к магистрали прямого технологического потока, и выпускного клапана, подключенного к той же магистрали, а кривошипно-шатунный механизм выполнен в виде шарнирно-сочлененных под углом 120- 180° шатунов, один из которых, соединенный

с поршнем расширительного цилиндра, выполнен прицепным.

На фиг. 1 изображен детандер, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Детандер содержит холодопроизводящую ступень, включающую поршень 1, расширительный цилиндр 2, клапаны 3 и 4 впуска и выпуска, соединенные магистралями 5 и 6 прямого и обратного технологических потоков; тормозную пневматическую ступень, включающую поршень 7, тормозной цилиндр 8 с окном 9 впуска и клапано.м выпуска 10, которые подключены магистр, лями

11и 12 и регулирующими вентилями 13 и 14 к магистрали 5 прямого технологического потока..

Кривошипно-шатунный механизм, выполненный в виде шарнирно-сочлененных под углом 120-180° прицепного 15 и главного 16 шатунов относительно оси главного шатуна 16, закрепленного на коленчатом валу 17, на котором установлен маховик 18 и поршень-противовес 19. Поршень 1 соединен с прицепным шатуном 15, а поршень 7 - с главным шатуном 16. Газовая магистраль

12подключена к холодильнику 20.

Детандер работает, следующим образом.

При нахождении кривошипа коленчатого вала 17 вблизи нижней мертвой точки (НМТ) открывается клапан впуска 3 детандера и впускное окно 9 сообщается с полостью тормозного цилиндра 8. Рабочий газ из магистрали 5 прямого технологического потока одновременно поступает в полость цилиндра 2 детандера и через магистраль 11 и вентиль 13 в тормозной цилиндр 8.

При движении порщней 7 и 1 к верхней мертвой точке (ВМТ) происходит наполнение и расщирение рабочего газа в полости цилиндра 2 детандера и выталкивание газа через выпускной клапан 10, магистраль 12 и вентиль 14 из полости тормозного цилиндра 8 в магистраль 5 прямого потока, где газ смещивают с основным технологическим потоком и направляют в холодильник 20.

Вблизи ВМТ открывается клапан выпуска 4 детандера. Под действием энергии газа, оставщегося в мертвом объеме тормозного пневмоцилиндра 8, и энергии, запасенной маховиком 18, происходит выталкивание расширившегося рабочего газа из полости цилиндра 2 и движение поршней 1 и 7 к .

При иодхоле поршней 7 и 1 к ПМТ закрывается клапан выпуска 4 и открываются лапан впуска 3 и окно 9 тормозного цилиндра 8. Затем рабочий цикл повторяется.

Использование в рабочем цикле тормозного цилиндра газа с параметрами прямого технологического потока позволяет на порядок уменьшить диаметр тормозного цилиндра, а выполнение щатуна 15 детандера прицепным, щарнирно-сочлененным под угло.м 120-180° с главным-шатуном 16, позволяет уменьшить механические нагрузки на коленчатый вал.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Направление брощения