Винтовой детандер Советский патент 1981 года по МПК F25B1/04 F04C1/14 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к технике низкотемпературной обработки газов. Известен винтовой детандер, содержащий корпус с впускной и выпускной перегородками на торцах, имеющих отверстия, и размещенные в корпусе винтовые роторы с пазами, форма которых соответствует форме отверстий в перегородках l. Недостатком указанного винтового детанлеоа является невозможность регулирования холодопроизводительнос ти. Цель изобретения - обеспечение. регулирования холодопроизводитель- ности. Указанная цель достигается тем, что корпус детандера имеет дополнительное впускное отверстие и в нем Х ополнительно размещен регулирующий золотник в виде установленного на валу параллельно роторам поршня,при чем поршень расположей oтнocиteльнo выпускной перегородки с зазором, соо щающимся с дополнительным выпускным отверстием в корпусе, а боковая пр- верхность поршня со стороны отверстия впускной перегородки имеет паз, образующий дополнительное впускное отверстие переменной площади На фиг.1 представлен предлагаемый винтовой детандер, продольный разрез; на фиг.2 - детандер Ь золотником, разрез ,А-А на фиг.1; на фиг.Звид сверху на регулирующий золотник. Винтовой детандер содержит корпус 1 с впускной 2 и выпускной 3 перегородками, в которых имеются отверстия 4 и 5, винтовые орторы 6 и 7, дополнительное выпускное отверстие 8, регулирующий золотник 9, состоящий из поршня 10, гайки 11, шпонки 12, золотникового упора 13 и штока 14. Работа винтового детандера осуществляется следующим образом. В начсшьном положении золотник Э с гайкой 11 прижат к золотниковому упору 13, при этом газ высокого давления поступает через торцовую часть окна впуска и цилиндрическую часть окна впуска, выполненную в теле золотника, в винтовые рабочие полости детандера, образованные выступами и впадинами роторов 6 и 7 (фиг.2, полости в). После завершения процесса расширения в полостях детандера газ низкого давления выталк 1вается через окно выпуска в вьослопной патру-.

бок детандера {фиг.1, полость Б). При вращении штока 14 он сохраняет неизменным свое осевое положение, так как .закреплен подшипниками (не показаны), при этом гййка 11 золотника наворачивается на шток и движется вместе с золотником 9 влево параллельно осям винтов. Мезвду гайкой 11 и золотниковым упором 13 образуется щель, которую часть газа низкого давления поступает в полость Д, связанную с выхлопным патрубком детандера (полость г), при этом эффективная длина винтов, через которую фактически проходит газ, уменьшается.

Уменьшение эффективной длины винтов на первом этапе приводит только к уменьшению выпускного объема газа (за счёт увеличения давления конца расширения) при постоянном впускаемом объеме, который и определяет производительность детандера. В дальнейшем происходит уменьшение эффективной длины винтов роторов и выпускаемого объема, т.е. производительности детандера.

.Одновременно, с движением золотника влево, происходит уменьшение живого сечения цилиндрической части окна впуска, угол начала расширения уменьшается, что приводит к снижению впускаемого объема газа и производительности детандера. Это достигается тем, что конфигурация торцовой части окна впуска рассчитана на меньший впi cкaeмый объем, чем его цилиндрическая часть. После того, как цилиндрическая часть окна впуска полностью уйдет за пределы левого торца винтов, впуск газа осуществляется только через торцовую часть окна. В этом положении уменьшение эффективной длины винтов начинает уменьшать не только

выпускаемый,,но и впускаемый объем газа, что приводит к дальнейшему снижению производительности детандера. Кромки цилиндрической и торцовой части окна впуска рассчитаны на различный впускаемый объем (газа высокого давления), что позволяет осуществлять плавное регулирование производительности по всему ходу золотника, при этом общая глубина регулирования производительности значительно возрастает.

Формула изобретения

Винтовой детандер, содержащий корпус с впускной и выпускной перегородками на торцах,имеющих отверстия, и размещенные в корпусе винтовые роторы с пазами, форма которых

соответствует форме отверстий в перегородках, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования холодопроизводит льности, корпус имеет Дополнительное впускное

отверстие ив нем дополнительно размещен регулирующий золотник в виде установленного на валу параллельно роторам пориня, причем поршень расположен относительно выпускной перегородки с зазором, сообщающимся с

дополнительны1 1г выпускным отверстием в корпусе, а боковая поверхность поршня со стороны отверстия впускной перегородки имеет паз, Образующий дополнительное впускное отверстие переменной площади.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское соидетельство СССР №186513, кл. F 25 В 9/00, 1965.