Винтовой детандер Советский патент 1981 года по МПК E21F3/00 F25B1/04 

(54) ВИНТОВОЙ ДЕТАНДЕР

I

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и может быть использовано для охлаждения воздуха в горных выработках.

Известен винтовой детандер, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами и установленную в корпусе вращающуюся винтовую пару 1.

Известен также винтовой детандер, включающий корпус с полостью между двойными стенками в зоне полостей расширения, впускные и выпускные каналы с соответствующими окнами, вращающуюся винтовую пару и прикрепленные к корпусу впускной и выпускной трубопроводы 2.

Недостатком известных устройств является недостаточная холодопроизводительность из-за потерь холода через стенки корпуса.

Цель изобретения заключается в повышении холодопроизводительности.

Указанная цель достигается тем, что корпус детандера имеет дополнительную полость, расположенную вокруг выпускного канала, вход в которую сообщен с полостью между двойными стенками в зоне

полости расширения, а выход - посредством обводного канала, выполненного в корпусе, с впускным окном и трубопроводом, соединяющим полость между двойными стенками с входным трубопроводом, которым снабжен детандер. При этом детандер снабжен ребрами, расположенными в полости между двойными стенками в зоне полостей расширения.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный раз10 рез.

Винтовой детандер состоит из корпуса 1 с впускным 2 и выпускным 3 каналами и соответствующими впускным 4 и выпускным 5 окнами. В расточках 6 корпуса установлена винтовая пара 7, связанная

5 синхронизирующей передачей 8. В зоне вокруг рабочих полостей винтов 7 находится полость 9, заключенная между двойными стенками корпуса 1. В корпусе I гюкруг выпускного канала 3 выполнена полость 10, сообщенная с одной стороны с

полостью 9, а с другой стороны чере:1 опводной канал 11 с впускным окном 4. К корпусу детандера прикреплены впускной

12 и выпускной 13 трубопроводы. Полость 9 трубопроводом 14 соединена с впускным трубопроводом 12. В полости 9 выполнены также ребра 15, которые направляют поток сжатого воздуха по винтовой линии

Работа устройства осуществляется еледующим образом.

Сжатый воздух давлением Р ; и температурой Т во впускном трубопроводе 12 через впускной канал 2 и окно 4 поступает в рабочие полости винтов 7, приводя их во вращение. В рабочих полостях винта сжатый воздух расширяется, охлаждается и через выпускное окно 5 по выпускному каналу 3 выходит из детандера, где по выпускному трубопроводу 13 направляется в зону для охлаждения. Одновременно часть сжатого воздуха из впускного трубопровода 12 по трубопроводу 14 поступает в полость 9 в зоне рабочих полостей. Поток сжатого воздуха последовательно омывает участки полости 9 вокруг зоны рабочих полостей, затем полость 10 вокруг выпускного канала 3 и по обводному каналу 11 поступает во впускное окно 4. Дри движении сжатого воздуха он воспринимает холод, передающийся через внутренние стенки корпуса, из рабочих полостей: в начале движения по полости 9, с температурой Тг Ti, соответствуюп1ей началу расширения, поступающего из пневмосети сжатого воздуха в рабочих полостях винтов 7, с noc.ieдующи.м понижением температуры до минимальной в конце расщирения, при движении по полости 10. Охлажденный воздух поступает во впускное окно 4 с давлением PI незначительно меньшим, чем давление Pj во впускном трубопроводе 12, ввиду сопротивлений при его движении от трубопровода 14 до впускного окна 4. Однако давление РЛ. охлажденного воздуха выще давления во впускном окне 4, в котором происходит падение давления, поступающего из пневмосети сжатого воздуха, при заполнении рабочих полостей и в момент их отсечки от впускного окна 4. Охлажденный воздух, смешиваясь с основной массой сжатого воздуха при заполнении рабочих полостей, понижает ее температуру перед поступлением в зону расширения.

В отличие от известного детандера, в котором весь воздух направляется в полость для предварительного охлаждения перед входом в зону расширения, хотя воспринимает холод только часть его, в предлагаемой конструкции весь холод, передающийся через стенки корпуса, воспринимает только часть отведенного от впускного трубопровода сжатого воздуха. Это позволяет сохранить конфигурацию впускного канала прежней, расчитанную на минимальные

сопротивления на впуске, и избежать дополнительных сопротивлений, имеющих место в известном детандере в связи с расположением полости между впускным окном и патрубком.

Наличие направляющих ребер позволяет движущемуся потоку сжатого воздуха последовательно омывать все участки полости, исключив тем самым застойные зоны и связанные с ними потери холода.

Благодаря полости вокруг выпускного канала используется дополнительное количество холода, передающееся через корпус в этом месте, и предотвращается обледенение выпускного канала.

Снабжение винтового детандера трубопроводом, соединяющим впускной трубопровод с полостью между двойными стенками корпуса вокруг рабочих полостей, выполненные в полости между двойными стенками направляющих ребер, и снабжение детандера дополнительной полостью вокруг выпускного канала позволяют повысить холодопроизводительность винтового детандера с диаметром винтов 200 мм на 10%, не увеличивая расход сжатого воздуха из пневмосети.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 587301, кл. F 25 В 1/04, 1976 (прототип) .