Способ регулирования гелиевой системы Советский патент 1982 года по МПК F25B9/00 

I

Изобретение относится к автоматическому регулированию технологичес- . кими процессами криогенных систем и может быть использовано в криогенных гелиевых системах. Извест;ен способ регулирования Гелиевой системы, включающей криогенную установку с детандерной ступенью предварительного охлаждения, путем регулирования расходов криоагента, подаваемого в обьект охлаждения и перепускаемого через детандерную ступень, по температуре на выходе из объекта 1.

Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты на получение холода, вследствие того, что возмущающие факторы не контролируются и не учитываются в процессе эксплуатации«

Цель изобретения - снижение энер-. гозатрат на получение холода.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно нзмеряют температуру криоагента прямого потока за детандерной ступенью и корректируют по ней расходы криоагента, подаваемого в объект и перепускаемого через детандерную ступень, а при изменении температуры криоагента на выходе из объекта регулируют в зависимости от нее давление криоагента за объектом.

На чертеже схематично представлена система, реализующая данный спо10соб .

Система содержит компрессор 1, регулируе й детандер 2, ступень 3 предварительного охлаждения, температурнУй датчик 4 на прямом потоке

IS после детандерного теплообменника, . температурный датчик 5 на выходе из объекта охлаждения, датчик 6 давления на выходе из объекта, линию 7 прямого потока, расширительное уст20ройство 8 на прямом потоке, объект 9 охлаждения, расширительное устройство 10 на обратном потоке, линию 11 обратного потока, регенеративные 9 теплообменники 12-15 между прямым и обратным потоками, датчик 1б давления на прямом потоке после компрес сора 1, газгольдер 17, регуляторы 18-20, 2 и сумматоры 21-23. Работа системы осуществляется сле дующим образом 1 Гелии сжимают в компрессоре 1 и направляют в линию 7 прямого потока, откуда через ступень предварительного охлаждения и теплообменники 2-15 направляют его в объект 9 охлаждения Прямой поток в каждом теплообменнике охлаждают обратным потоком. Часть прямого потока отбирают на детандер 2 и после расширения возвращают в линию 11 обратного потока Другую часть прямого потока направляют на охлаждение объекта 9, а затем в линию Но Для стабилизации давления всасывания компрессора 1 используют газгольдер 17. Автоматическое регулирование режимов работы системы осуществляют с помощью системы датчиков, регуляторов и исполнительных механизмов. При изменении нагрузки в объекте 9 температурный датчик 5 фиксирует изменение температуры на выходе из объекта, что приводит к изменению температур и давлений во всех узлах данной системы. Температурой, замеряемой датчиком f, определяется холодопроизводительност детандера и холодопроизводительность всей системы в целом и поэтому эта температура будет однозначно определять температуру за объектом 9. При изменении температуры, замеряемой датчиком 5 выдается сигнал, поступакиций на регулятор 19, который управляет исполнительным механизмом расширительного устройства 8. Одновременно сигнал от датчика k температуры поступает на регулятор 18, ас не го корректирующий сигнал на исполнительный механизм расширительного устройства 8о Пропускная способность устройства 8 зависит от суммы сигналов, подаваемых от регуляторов 18 и 19, которые суммируются .в сумматоре 22,, Расширительное устройство 8 обеспечивает стабилизацию температуры, замеряемой датчиком 5, изменением прямого потока в линии 7 подавае мого в объект 9 охлаждения. С изменением расхода этого потока изменяется давлениеj замеряемое датчиком 6 на выходе из объекта 9. Стабилиза04ция его осуществляется по сигналу от датчика 6 давления регулятором 20, который выдает сигнал на исполнительный механизм расширительного устройства 10, Одновременно от датчика 5 температуру через регулятор 19 поступает корректирующий си гнал на исполнительный механизм устройства 10„ пропускная способность устройства 10 зависит от суммы сигналов, -подаваемых от регуляторов 19 и 20, которые суммируются в сумматоре 23. Такая компенсация исключает в процессе регулирования колебания температуры, возникающие в результате накопления газов в коммуникациях объекта и выхлопа газа из расширительного устройства 10. С изменением температурь, замеряемой датчиком 5, начинает изменяться температура, замеряемая дат чи ком k. Ре гулирование ее осуществляется по сигналу ot датчика 4 температуры регулятором V8, который выдает сигнал на устройство дпя регулирования производительности детандера 2 (на чертеже не показано), Одиовременно сигнал от датчика S температуры поступает на регулятор 19, ас него корректируюир й сигнал поступает на устройство для регулирования производительности детандера. Стабилизация давления после компрессора осущест вляется по сигналу от датчика 16 давления регулятором 2, который выдает сигнал на исполнительный механизм регуяи{ ующего устройства компрессора 1. Данный спосс регулирования обеспечивает эффективную работу системы с наиме ызим копичеством энергозатрат на получение холода. формула изобретения Способ регулирования гелиевой системы, включающей криогенную установку с детандерной ступенью предварительного охлаждения, путем регулирования расходов криоагента, подаваемого в объект охлаждения и перепускаемого через детандерную ступень, по температуре на выходе из объекта, отличающийся тем, чтр, с целью снижения энергозатрат на получение холода, дополнительно измеряют температуру криоагента прямого потока за детандерной ступенью и- корректируют по ней расходы криоагента,подаваемого в

объект и перепускаемого через детандерную ступень, а при изменении темг пе атуры криоагента на выходе из объекта регулируют в зависимости от нее давление криоагеата за объектом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР по заявке № 27б9б2б, кл, F 25 В 9/00, 1979о

/

--Дг

и

/ч

If

11