Пульсационный охладитель Советский патент 1980 года по МПК F25B9/00 

(54) ПУЛЬСА 1ИОННЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ

I

Изобретение относится к устройствам с рабочим объемом постоянной величины, предназначеннмм для циклического расширения и охлаждения газа, а именно, к пульсационным рас- 5 ширительным устройствам.

Известно нульсационное устройство, состоящее из золотникового газораспределителя, подключенного к рабочему объему постоянной величи- 10 ны в виде протяженной цилиндрической трубы, теплая зона которой сообщена через дроссель с теплообменником и ресивером. Газораспределитель содержит кожух с впускным и выпускным S каналами и приемную камеру, сообщенную с padOjHM объемом. В кожухе установлен цилиндрический золотник с двумя сквозными наклонными отверстиями, каждое из которых имеет по окну, 20 совмещаемому с осью приемной камеры ij

При рэботе вращающийся золотник поочередно сообщает рабочий объем с впускным и выпускным каналами. В случае подключения впускного канала 25 осуществляется заполнение рабочего объема с одновременным сжатием порции остаточного газа и проталкиванием ее через дроссель в полость ресивера с отводом тепла сжатия в теплообмен- 30

нике. При подключении рабочего объема к выпускному каналу происходит выхлоп с понижением температуры и последующим выталкиванием газа из системы порцией остаточного газа, находившейся в ресивере.

Недостаток описанного устройства состоит в том, что при больших расходах газа необходимы значительные проходные сечения отверстий золотника. Из-за взаимно-перпендикулярного расположения осей рабочего объема и газораспределителя это приводит : не только к возрастанию веса, но и к существенном увеличению длины золотника, которая определяет радиальный габарит устройства. В мертвьк объемах золотника задерживаются большие порции газа высокого давления, которые увеличивают протечки ,из теплойВ холодную ону. Это обстоятельство, а также многократный поворот потока в золотнике приводят к повышению гидрайлических потерь и снижению КПД устройства.

Известен пульсационный охладитель, содержащий рабочую камеру постоянного объема, распределительное устройство с золотником, снабженным приводом, подключенное к

камере с одной стороны, и теплообменник с ресивером, подключенный к камере с дсугой стороны посредством дросселя J. Золотник этого охладителя имеет тонкостенную втулку с двумя окон, подключенных попеременно к впycкнo ty и выпускному патрубкам. Золотник в этом случае разгружен от радиальных усилий, его мертвые объемы незначительны.

Оптимум термодинамической эффективности, охладителя достигается, когда длина рабочего объема составляет 15-30 его калибров (внутренных диаметров). Учитывая это, а также то, что привод и опоры золотника, собственно золотник, рабочая камера,теплообменник и ресивер расположены последоват льно вдоль оси, становится очевидным, что средние и большие, расходы газа обусловливают сурдественные габариты пульсационного охладителя в осевом направлении. При этом подводядие и отводягще патрубки и коллекторы газораспределителя значительно превосходят радиальные.размеры остальных элементов охладителя.

Целью данного изобретения является уменьшение габаритов устройства. Поставленная цель достигается тем, что по оси рабочей камеры установлена труба,IB которую помещен привод золотника, а ресивер расположен снаружи рабочей камеры концентрично с ней. При этом рабочая камера и ресивер имеют общую стенку, а теплообменник имеет герметичный канал для электровынодов привода золотника.

На чертеже изображен предлагаемый пульсационный охладитель, продольный разрез.

Охладитель содержит рабочую каглеру 1 постоянного объема, распределительное устройство 2 с золотником 3, снабженным приводом 4, подключенное ккамере 1 с одной стороны, и телообменник 5 с ресивером б, подключенный к камере 1 с другой стороны посредством дросселя 7. По оси рабочей камеры 1 установлена труба 8, в которую помещен привод 4 золотника 3, а ресивер б расположен снаружи рабочей камеры 1 концентрично с ней. Рабочая камера 1 и ресивер б имеют общую стенку 9. Теплообменник 5 имеет герметичный канал 10 для электровыводов 11 привода 4 золотника 3.

При работе привод 4 вращает золотник 3 и сообщает рабочую камеру 1 попеременно с впускной и выпускной линиями.Подключение каналов золо.тника Т к впускной линии сопровождается на-, полнением камеры 1 газом высокого давления со сжатием порций остаточного газа и одновременным проталкиванием „ их через дроссель 7 в ресивер б с отводом тепла сжатия в теплообменнике 5. При подключении золотник.а 3 к выпускной линии низкого давления осуществляется выхлоп с охлаждением газа и последующим выталкиванием его из

камеры 1 за счет расширения остаточного газа, находя цегося в полости ресивера 6. Далее цикл, повторяется.

Предложенная конструкция обеспечивает надежную теплоизоляцию горячей зоны охладителя при работе с высокими начальныг ш температурами рабочего тела. Концентричное расположение кольцевых рабочего объема и ресивера, а также использование

0 Свободной осевой камеры для установки в ней электропривода золотника позволяет уменьшить габариты охладителя в осевом направлении на 20-30%. Уменьшение длины рабочего объема существенно снижает волновые потери в зоне рабочего объема и позволяет повысить КПД цикла пульсационного охладителя на 5-10%.

Формула изобретения

1.Пульсационный охладитель, содержащий рабочую камеру постоянного объема, распределительное устройство с золотником,, снабженным приводом,

подключенное к камере с одной стороны, и теплообменник с ресивером, подключенный к камере с другой стороны посредством дросселя, отличающийся тем, что, с целью умевьшения габаритов, по оси рабочей камеры установлена труба, в которую помещен привод золотника, а ресивер расположен снаружи рабочей камеры концентрично с ней.

2.Охладитель поп.1|ОТЛичающийся тем, что рабочая

камера и ресивер имеют общую стенкуГ

3.Охладитель по п.1, о т ли чающийся тем, что теплообменник имеет герметичный канал для

электровыводов привода золотника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 553408, кл. F 25 В 9/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР № 631758, кл. F 25 В 9/00, 1977.