Криогенная установка Советский патент 1978 года по МПК F25B9/02 F25J1/00 

I

Изобретение относится к криогенной технике, а более конкретно к установкам для ожижения трудноконденсируемых газов.

Известна криогенная установка для ожижения газа, содержащая компрессор, связанный линиями прямого и обратного потоков с дросселем, установленные на указанных линиях теплообменники предварительного охлаждения и основной теплообмен ник, и включенный параллельно линиям детандер 1.

Известная установка с одним детандером и дроссельным вентилем на линии прямого потока имеет низкий термодинамический КПД, обусловленный высокими тепловыми потерями.

Цель изобретения - увеличение термодинамического КПД криогенной установки.

Для этого установка дополнительно содержит неадиабатную вихревую трубу с охлаждающей рубашкой, сопловой ввод которой подключен к линии прямого потока за последним из теплообменников предварительного охлаждения, холодный конец подключен к линии прямого потока перед основным теплообменником, а вход и выход рубащки охлаждения соответственно

подключены к выходу детандера и линии обратного потока между теплообменниками предварительного охлаждения.

На чертеже дана схема предлагаемой установки.

Установка содержит компрессор 1, связанный линиями прямого 2 и обратного 3 потоков с дросселями 4. На линиях прямого и обратного потоков установлены теплообменники 5-7 предварительного охлаждения и основной теплообменник 8. Параллельно указанным линиям включен детандер 9. На линии прямого потока 2 установлена неадиабатная вихревая труба 10, сопловой ввод 11 которой подключен к линии прямого потока за последним из теплообменников предварительного охлаждения. Холодный конец 12 трубы 10 подключен к линии прямого потока перед основным теплообменником, а вход 13 и выход 14 рубашки 15 охлаждения трубы соответственно подключены к выходу детандера и линии обратного потока между теплообменниками 6 и 7 предварительного охлаждения. Ожиженный газ за дросселем 4 накапливается в сборнике 16.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

Сжатьп газ и.ч компрессора 1, пройдя тсп.юобмеппик 5, разделяется Fia две части. Осповпая часть гелия через теплообменники 6 и 7 поступает в сопловой ввод 11 вихревой трубы 10. Газ, расширяясь в трубе до про межуточного давления, охлаждается и затем, пройдя теплообменник 8 и дроссель 4, ожижается в сборнике 16. Вторая часть гелия, охладившись в детандере 9, попадает в охлаждаюшую рубанжу 15 вихревой трубы и далее поступает в линию обратного потока 3 неред теплообменником 6.

Предлаг-аемое изобретение обеспечивает увеличение производительности криогенных установок на 5-- 10%. Прн этом обш,ая надежность работы установок практически не изменяется, так как она определяется, в основном, надежностью работы таких элементов, как компрессор, детандер, вакуумнасосы, контрольно-измерительные приборы. Форму.1а изобретения

Криогенная установка, содсржаш,ая комnpicc(}p, связанный линиями прямого и обратного потоков с дросселем, установленные на указанных линиях теплообменники предварительного охлаждения и основной теплообменник, и включенный параллельно линиям детандер, отличающаяся тем, что, с целью увеличения .термодинамического КПД, установка дополнительно содержит неадиабатную вихревую трубу с охлаждающей рубашкой, сопловой ввод которой подключен к линии прямого потока за последним из теплообменников предварительного охлаждения, холодный конец подключен к линии прямого потока перед основным теплообменником, а вход и выход рубашки охлаждения соответственно подключены к выходу детандера и линии обратного потока между теплообменниками предварительного охлаждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963, с. 55.

JS

16