Способ управления поршневым детандером

 

Изобретение м.б. использовано в криогенной технике. Цель изобретения - повышение надежности работы детандера . Для этого изменяется степень наполнения рабочего тела в цилиндре 6, что осуществляется по разности давлений в цилиндре 6 и выходном патрубке 7 вблизи мертвой точки в момент окончания процесса расширения, при этом давление в цилиндре 6 постоянно поддерживают равным или меньшим давления в выходном патрубке 7. Использование способа обеспечивает оптимальное управление детандером без ухудшения его режимных характеристик. 4 ил.

СООЭ СОВЕТСКИ}(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (}9} (11}

1 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4199493/23-06 (22) 23.02.87 (46) 30.01.89. Бюл. ¹ 4 (72) И.К.Буткевич, Н.А.Пуртов и В.В.Крылов (53) 621.565(088.8) (56) Патент ФРГ К- 2815849, кл. F 01 L 9/04, опублик. 1978.

Авторское свидетельство СССР № 620729, кл ° F 25 В 9/00, 1976. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОРШНЕВЫМ ДЕТАНДЕРОМ (57) Изобретение м.б. использовано

y}} 4 F 25 В 9/00 С 05 П 27/00 в криогенной технике. Цель изобретения — повышение надежности работы детандера. Для этого изменяется степень наполнения рабочего тела в цилиндре

6, что осуществляется по разности давлений в цилиндре 6 и выходном патрубке 7 вблизи мертвой точки в момент окончания процесса расширения, при этом давление в цилиндре 6 постоянно поддерживают равным или меньшим давления в выходном патрубке 7. Использование способа обеспечивает оптимальное управление детандером без ухудшения его режимных характеристик. 4 ил.

1455175

Изобретение относится к способу управления поршневыми детандерами с электромагнитным приводом клапанов и может быть использовано в криоген5 ной и холодильной технике.

Целью изобретения является повышение надежности работы детандера.

На фиг. 1 показана схема поршневого детандера, управление которого осу- 1О ,ществляют по предлагаемому способу; на >фиг.2 — зависимость степени наполнения С, при которой давление в ци-. линдре в конце процесса расширения вблизи ВМТ (верхней мертвой точки) равно давлению в выпускном патрубке,,от температуры газа на входе в детанвх» дер Т на фиг.3 — зависимость адиабатного КПД детандера от степени наполнения С при температуре газа на 20 входе в детандер Т „=8 К; на фиг.4— процесс расширения газа в цилиндре

:при различных степенях наполнения С,».

Поршневой детандер состоит из

:поршневой пары 1, клапанов впуска 2 25 и выпуска 3, электромагнитов 4, 5, рабочей полости цилиндра б и выходного патрубка 7.

Управление поршневым детандером осуществляется следующим образом. ,По известной температуре на входе в, детандер, например Т „ =8 К (фиг,2), :выбирают степень наполнения С, «й ! С (Т „), равную Со 90 . При этом давление газа в цилиндре 6 в конце

35 ,процесса расширения вблизи BNT всегда

; будет меньше или равно давлению в пат

;рубке 7 Рц .- Р„ (фиг.4), Клапан 3 выпуска оказывается .разгруженным и его открытие осуществляется либо дав- 40 лением газа в патрубке (при Рц(Р„ ), либо электромагнитом 4 (при Рц =Р„ );

Удержание клапана осуществляется также электромагнитом 4, Для удержания и открытия разгруженного клапана 3 выпуска используется небольшой электромагнит 4 с тяговым усилием до 0,5 Н при рабочем зазоре 2,5 мм между клапаном 3 выпуска и электромагнитом 4.

Потребляемая мощность электромагнита

4 составляет около 15 Вт при холодопроизводительности детандера при данном температурном уровне от 800 до

1200 Вт.

Данный способ регулирования позволяет осуществлять работу детандера с КПД детандера, близким к максимальному значению (фиг.3), при этом Рц «с.

При работе детандера с перерасширением давление в цилиндре 6 в конце расширения вблизи ВМТ меньше давления в патрубке 7 (Р„ (P ). Как видно из фиг.3 перерасшйрение слабо влияет на КПД детандера. Обычно величина давления в цилиндре в конце процесса расширения вблизи ВИТ выбирает- ся Р, =Р„,„-йР„„, » где bPnot-p — погц ватр решность измерения давления, Поддержание необходимой холодопроизводительности при данном способе управления поршневым детандером осуществляют как за счет изменения степени наполнения в пределах области регулирования, так и изменением числа ходов поршня в единицу времени.

Использование данного способа управления поршневым детандером позволяет по сравнению со способом управления прототипа осуществлять оптимальное управление детандером без ухудшения era режимных характеристик, а также управление клапаном выпуска осуществлять без принудительного открытия, т,е. отказаться от пневмопривода клапана, что позволяет упростить конструкцию клапана, а следовательно, повысить надежность работы детандера.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ управления поршневым детандером,имеющим выходной патрубок, путем изменения степени наполнения рабочего тела в цилиндре, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы детандера, изменение степени наполнения осуществляют по разности давлений в цилиндре и выходном патрубке вблизи мертвой точки в момент окончания процесса расширения, при этом давление в данный момент в цилиндре постоянно поддерживают равным или меньшим давления в выходном патрубке.

1455175

Р /ЮО

Н 10

Составитель Б.Каклюгин

Редактор М.Бандура Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7441/46 Тираж 462 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4