Вихревая труба и способ стабилизации режима работы вихревой трубы

 

1. Вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом и диафрагмой, выполненную в виде набора теплопроводных ребер, чередующихся с упругими кольцевыми прокладками , стянутого в пакет посредством стяжки , снабженной регулятором, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности в диапазоне 0,3-1,0, ребра .по периметру отверстий имеют кольцевые выступы, контактирующие один с другим в одном из крайних положений пакета с образованием гладкой поверхности камеры энергетического разделения . 2.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что выступы выполнены в виде конических отбортовок, образующих с продольной осью камеры энергетического разделения угол 5-45°. 3.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что диафрагма выполнена из упругого материала и связана кинематически с регулятором стяжек. 4.Способ стабилизации режима работы вихревой трубы, содержащей камеру энергетического разделения с сопловым вводом и диафрагмой из упругого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и эксплуатационной надежности , в процессе работы трубы на диафрагму воздействуют вибрациями для очистки ее от загрязнений. 5.Способ по п. 4, отличающийся тем, что вибрацию диафрагмы осуществляют путем подвода к ней газа с переменным давлением , отбираемым из камеры энергетического разделения. J Ф (Л N9 СЛ О1 00 tc 01

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))4 Е25 В902

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3840911/28-06 (22) 03.01.85 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности и Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (72) А. И. Азаров, С. О. Муратов, С. В. Приходько и Ю. М. Симоненко (53) 621.56(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 456118, кл. F 25 В 9/02, 1973.

Меркулов А. П. Вихревой эффект и его применение в технике. М.: Энергия, 1969, с. 87 — 88, рис. 5.9. (54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА И СПОСОБ

СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА РАБОТЫ

ВИХРЕВОЙ ТРУБЫ (57) 1. Вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом и диафрагмой, выполненную в виде набора теплопроводных ребер, чередующихся с упругими кольцевыми прокладками, стянутого в пакет посредством стяжки, снабженной регулятором, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности в диапазоне ц=

=0,3 — 1,0, ребра, по периметру отверстий

„„SU„„1255825 А1 имеют кольцевые выступы, контактируюгцие один с другим в одном из крайних положений пакета с образованием гладкой поверхности камеры энергетического разделения.

2. Труба по п. 1, отличающаяс» тем, что выступы выполнены в виде конических отбортовок, образующих с продольной осью камеры энергетического разделения угол 5 — 45 .

3. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что диафрагма выполнена из упругого материала и связана кинематически с регулятором стяжек.

4. Способ стабилизации режима работы вихревой трубы, содержащей камеру энергетического разделения с сопловым вводом и диафрагмой из упругого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и эксплуатационной надежности, в процессе работы трубы на диафрагму воздействуют вибрациями для очистки ее от загрязнений.

5. Способ по п. 4, отличающиис» тем, что вибрацию диафрагмы осуществляют путем подвода к ней газа с переменным давлением, отбираемым из камеры энергетического разделения.

1255825

Изобретение относится к хо in,си I»HOH технике, в частности к охлаждаемым вихревым трубам, предназначенным для охлаждения газа.

Цель изобретения - — повышение термодинамической эффективности В диапазоне с(=0,3---1,0, а также повышение производительности и эксплуатационной надежности.

Н3 фиг. 1 показана вихревая труоа для работы в режиме максимальной холодопроизводитсльности (с(-1, продольный разрез;

Н3 фиг. 2 — — то же, для работы В режиме максимальной температурной эффскгивности (р,=0,3 0,4), продольный разр(.з; нз фиг. 3— то же, с кольцевыми выступами 13 виде конических отбортовок, в которой реали- !5 зустся и рсд.га гаем ы и с пособ стабил из 3 l lit H р (. ж II 1 3 >(p 3 ()!) ь(.

Вихревая труба содержит СOH(IOBO(3 и«од

1, патрубок 2 Выпуска холодного ИО !Окз, камеру 3 энергорзздслс!!ия с нзсн)ром тсплопроводных ребер 4, снабжеlliil lx II(.Ic!ральными соосными отвсретиями 5 и си)1мстричными кольцевыми выступамп 6 lln H(PИМС ТР « IICIIT()li I ЬI«ЫХ ОТ В(t)СТИ I !! КO, Ь(IС Вых прокл3 joK г из ) !)руl (H о м<гг pH3.13

В колысевом капзлс пзтрубкз 2 ВынуcKd холодного потока размещена диафрагма 8, выпочпсннзя из упруг0(0 матерна.ча. Ребра

4 снзбжсны стяжками 9, а со!(ловой вво;j 1, патрубок 2 и диафрагма 8 фиксируются стяжками 10. Между ребрами 4 образованы внутренние 11 и периферийные 12 за:«иры, разделе!шыс кольцевой прокладкой 7.

Совокупность внутренних зазоров 1 и це!Игральных отверстий 5 В рсбрах образует

ВнуTp(11111010 полость 13 KBM(.Г)ы энергорзздсления. Во фланцс 14 камеры энсргnразделсния предусмотрена пол()сть 15, ciiзбженная крестовиной 16 и регулирую цим Всп— тилем 17 горячего пото(;3. Выс.тупы 6 з«огет быть также выполнены В лиде кони !е(ких отбортовок, образующих " Hpn,jo.ihllOH

OCI>IO K 1MCpl>l 3HCpl np33 l(, lC>IIH5! «Cn.I 5- - 45, d C3 М 3 ВИХ РСВЗ 51 Т ) Уоз Спао жена П НСB. «1<1 Ò(1чсской камсрÎй 18. 11ри этом Itlзфрllãма 8 выполнена с полостью 19 В ни,jc тора. ко! Орз)! связана с и;!тр «бкам:3 >(! «,, !ир< (.",10го сечения через канал 20 Во ф i;iiiilc 14 и генератор 21 колебаний (н()примср, свисток

Гартман() с K31«tcpo51 энергораздсления и атм 0 с ф с р 0 й, Дл я p c à ) l 1 и р 0 В а и и 51 (ë у ж 3 т В с> и ч и— ли 22 и 23. Г!олость 15 соединена с:!певматической камерой 18 !Иосрсдстг)с)м кз,«иброBoчпого отверстия 24.

Вихрс(зая труба В режиме м()кс!3)1(«лык)й холодопрÎизводительноc ти работагт следующим обрз зом.

Погок сжатого ( P I B H )K c I I H H . O x« I 3. j H B I I i H c c 51 11 P H ) то м

Осевые cлои вихря выводятся (срез пзтрубок

2 Bl>ill «CKB XOJIOHHOI () HOTOK3, i нагр(.вп(И(CH периферийные слои устремляются навстречу холодным во внутреннюю полость 13 и, омывая теплопроводные ребра 4, отдают тепло окружающей среде, циркулирующей в периферийных зазорах 12. Охладившиеся периферийные слои газа под действием градиента давлений двигаются в направлении, противоположном сопловому вводу 1, и, достигая фланца 14, формируют осевой вихрь и в противотоке через патрубок 2 выпуска холодного потока выводятся к потребителю.

Г1ри работе вихревой трубы в этом режиме вентиль 17 горячего потока закрыт.

Вихревая труба в режиме максимальной температурной эффективности работает следующим образом.

Высокоскоростной поток сжатого газа поступает в еоп IOBnй ввод 1, где приобретает вихревой характер движения. ОхЛ 3.(ИВ!ПИССЯ II".)ИОС(.ВЫС СЛОИ ВИХРЯ ВЫ ВОДЯТСЯ

«ерез патрубок 2, а нагревшиеся периферийные слои протекают через г,!адкостенный цилиндрический участок, образованный сопряженными кольцевыми выступами 6 на ребрах, 4, и выводятся через вентиль 17.

Регулировка ре)кима работы осуществляется вентилем 17, d также попутно величиной отверстия в диафрагме 8, зажатой между патрубком 2 и вводом 1.

Пневматическая камера 18 пре,(назначена для управляемого изменения толщины упругих кольцевых прокладок 7 и диафрагмы 8. Фланец 14 выполняет функцию стенки пневматической камеры 18, установ.ченной с возможностью расширения или сжатия.

Регулирование толщины прокладок 7 осуществляется следующим образом. Давление в камере 18 задается соотношением сопротивлений калибровочного отверстия 24 H регулирующего вентиля 17. Так кзк давление на фланец 14 со стороны камеры 3 энергоразделения в установившемся режиме практически IlncTOHlllln< то В зависимости от давления в полости пневматической камеры 18 Возникает разность давлений на фланец 14, Выполнян)псий роль подвижной стенки (IHcBìoêdìcpû. ТсM cdìl.lì, меняя положение фланца 4, изменяют толщину прокладок 7 и размеры зазоров между ребрами B диапазонc Величин 5 — 15О4 от диаметра вихревой трубы до нуля, т.е. до смыкания ребер и формирования гладкостенной камеры энсргоразделения.

Предлагаемый способ стабилизации режима работы вихревой трубы реализуется слсду(ощим образом.

В случае нестабильной работы вихревой трубы, т.е, появления загрязнений на диафрагме 8, например при появлении признаков обмерзания диафрагмы, что возникает практически вс(<гда при работе на влаж»ом (зоздухе, открывают вентиль 23. Газ проходит через генератор 21 колебаний и попадает в по.locTB 19 диафрагмы 8, в кото1255825 рой возбуждаются колебания давления путем изменения расхода нагретого потока, отводимого в атмосферу через регулирующий вентиль 22. Таким образом, иней с поверхности диафрагмы удаляется при ее вибрации вследствие колебания давления в полости 19.!

255825

Редактор Н. Бобкова

Заказ 4808/38

Составитель В. Добротворцев

Техред И. Верес Корректор М. Демиик

Тираж 482 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4