Вихревая труба Советский патент 1981 года по МПК F25B9/02 

(54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА

1

Изобретение относится к холоди.)зьной технике и предназначается для использования в вихревых трубах Ранка- Хильша.

Известны вихревые трубы, имеющие сопловой ввод, диафрагму и цилиндрические патрубки для ввода горячего и холодного потоков l}.

В известных вихревых трубах цилиндрический патрубок, отводящий горячий поток, заканчивается регулирующим вентилем, через который выбрасываются периферийные слои потока. Трубы имеют сравнительно большую длину.

Известны также вихревые трубы, содержащие коническую камеру энергетического разделения с сопловьвд вводом сжатого газа, диафрагму с щелевым диффузором для вывода холодного потока,-лопаточный диффузор для вывода горячего потока и установленную за ним сетку, перекрывающую сечение камеры 2.

В этих вихревых трубах щелевой . диффузор служит для уменьшения потерь кинетической энергии холодного потока.

Уменьшение потерь кинетической энергии горячего потока достигается установкой лопаточного диффузора. Там же в конце камеры энергетического разделения установлена сетка, вызывающая некоторое перераспределение давлений, повьииение степени расширения потока в сопловом вводе и, как следствие этого, повышение температурного эффекта охлаждения. Указанныйгэффект пере0распределения давления и повышения холодопроизводительности от постановки сетки в известных вихревых трубах используется лишь частично. Это связано с очень малой протяженностью сетки по оси (малой толщи5ной сетки) и с тем, что за сеткой имеет место большой фиксированный (нерегулируемый) на всех режимах работы трубы объем пространства

0 неопределенной геометрии.

Целью изобретения является повышение температурной эффективности, соответствукитдее повышение температурного эффекта охлаждения и холодо5производительности.

Эта цель достигается тем, что труба дополнительно содержит золотниковый цилиндр, примыкающий к торцу камеры со стороны лопаточного диффузора, причем золотник устано0влен с возможностью осевого перемещения и его рабочая поверхность обршаена к сетке, а последняя вдоль оси трубы имеет толчину, равную ширине ячейки сетки. .На фиг. 1 изображена предлагаема вихревая труба, продольный разрез; . 2 - разрез А-А фиг. 1j на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1. Вихревая труба имеет корпус 1. С одной стороны в корпус вставлен сопл вой ввод 2 (улитка), выполненный по спирали Архимеда. Через диафрагму 3 сопловой ввод 2 прижимается к корпусу вворачиваемым в него патрубком 4 холодного потока. Последний образует с диском 5 щелевой диффузор б для выхода холодного потока. С другой стороны в корпус 1 ввер нута камера 7 энергетического разделения, на конце которой закреплен лопаточный диффузор 8. К.последнему прикреплен золотниковый цилиндр в котором перемещается подвижный золотник 10 и который закрыт со сто роны лопаточного диффузора сеткой 11, имеющей толщину (протяженность по оси) си размер ячейки а. Сторона золотника 10, обращенная к сетке 11, выполняется конической с углом р 160 - 180. К лопаточному диффузору 8 кроме того, крепится патрубок 12 горячего потока с калиброванным отверстием dj. . R процессе работы вихревой трубы сжатый газ или воздух через отверстие в корпусе 1 подается в сопловой ввод 2, где расширяется и получает закрутку. По мере движени закрученного потока по поверхности камеры 7 происходит его разделение на два потока, из которых один, пе ремещакачийся у периферии и имеющий более высокую температуру и давление, выходит через лопаточный диффузор 8, в патрубок 12 горячего по тока с калиброванным отверстием dp Второй поток, имеющий пониженную температуру и давление, перемещает в приосевой области в обратном направлении: от сетки 11 к сопловому вводу 2 и выходит через отверстие диафрагме 3 и щелевой диффузор к . потребителю. В процессе работы вихревой труб сетка 11 позволяет перепускать некоторую долю газа из вихревой каме ры в засеточное пространство, и та ким образом, срывать глубокий ваку образукядийся на. оси в плоскости сетки. Глубина вакуума зависит от жима работы и поэтому в зависимости от этого изменяется величина з геточного пространства путем переещения золотника 10 на оптимальную еличину S, отвечающую максимальым значениям температурного эффекта хлаждения и холодопроизводительности. Для увеличения этого положителього эффекта сетка 11 выполняется толстой с величиной толщины с, авной ширине ячейки а. Дальнейее увеличение холодопроизводительести может быть получено за счет собой формы объема между сеткой 1 и золотником 10, получаемой профилированием стенки золотника 10, обращенной к сетке 11, в форме конуса с углом при вершине /5 160-180 . С целью обеспечения максимального температурного эффекта охлаждения на всех режимах работы вихревой трубы, золотник 10 имеет возможность перемещения в цилиндре 9, так, чтобы на каждом из режимов работы вьодерживсшся оптимальный зазор 5 между сеткой 11 и золотником 10. Таким образом, описанная конструкция вихревой трубы позволяет повысить эффективность рабочего процесса, температурный эффект охлаждения и холодопроизводительность. Формула изобретения 1. Вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом сжатого газа, диаграмму с щелевым диффузором для вывода холодного потока, лопаточный диффузор для вывода горячего потока и установленную за ним сетку, перекрывающую сечение камеры, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения температурной эффективности и холодопроизводительности, труба дополнительно содержит золотниковый цилиндр, примыкающий к торцу камеры со стороны лопаточного диффузора, причем золотник установлен с возможностью осевого перемещения и его рабочая поверхность обращена к сетке. 2. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что сетка вдоль оси трубы имеет толщину, равную ширине ячейки сетки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мартынов А.В., Бродянский в.М., Что такое вихревая труба, М., Энергия, 1976, с. 64. 2.Мартынов А.В., Бродянский в.И, Что такое вихревая труба, М., Энергия, 1976, с. 69. V