Способ изменения физического состояния газа в компрессорно- расширительной машине с жидкостным поршнем
Изобретение позволяет повысить эффективность способа путем улучшения отбора тепла от газа и использования этого тепла. Газ подают в компрессорную камеру (К), сжимают и нагнетают в ресивер с одновременной подачей газа в расширительную К. Газ расширяют и вытесняют из расширительной К. Отбор тепла ведут в процессе сжатия путем впрыска охлаждающей жидкости в компрессорную К. Охлаждающую жидкость отбирают из объема жидкостного поршня и перед впрыском пропускают через теплообменник. Начало впрыска осуществляют в момент достижения в компрессорной К давления, соответствующего значению т-ры мокрого термометра, равному расчетному значению т-ры охлаждающей воды на выходе из поршня. Расход жидкости определяют из расчета обеспечения дальнейшего изотермического сжатия газа и макс.нагрева жидкости. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичЕских
РЕСПУБЛИК
А1
О9) + U (1D
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИзбБРЕТЕНИЯЧ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4307181/25- 29 (22) 21. 09. 89 (46) 30.11.90. Бюл, M - 44 (71) Государственный проектный институт строительного машиностроения (72) A.Â; Друцкий, К.Г. Головач, А.А, Тресиков, А.И. Милютин и И,Н, Житарь (53) 621.57(088.8) (56) Патейт США Ф 3577880, кл. F 25 В 9/00, опублик. 1971. (54) СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ ГАЗА В КОМПРЕССОРНО-РАСШИРИ ТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ С ЖИДКОСТНЫМ ПОРШНЕМ (57) Изобретение позволЪ рт повысить эффективность способа путем улучшения отбора тепла от газа и использования этого тепла. Газ подают в компрессор- .
Изобретение относится к способу получения газов с различными параметрами температуры давления в компрессорно-расширительных машинах с жидкостным поршнем с использованием отбираемого при этом тепла.
Цель изобретения — повышение эффективности способа путем улучшения отбора тепла от газа и использования этого тепла.
На чертеже изображено устройство для реализации предложенного способа, Устройство. содержит вертикально установленн. U-образный корпус 1, разделенный жщкостным поршнем 2 на ком.прессорйую и расширительную камеры
3 и 4, уплотненные крышками (не обо(gg)g F 25 В 9/00, F 04 В 35/02
2 ную камеру (К), сжимают и нагнетают в ресивер с одновременной подачей газа в расширительную К. Газ расширяют и вытесняют из расширительной К. Отбор тепла ведут в процессе сжатия путем впрыска охлаждающей жидкости в компрессорную К. Охлаждающую жидкость отбирают иэ объема жидкостного поршня и перед впрыском пропускают через теплообменник. Начало впрыска осуществляют в момент достижения в компрессорной К давления, соответствующего значению т-ры мокрого термометра, равному расчетному значению т-ры охлаждающей воды на выходе иэ поршня. Расход жидкости определяют из расчета обеспечения дальнейшего изотермического . сжатия газа и макс, нагрева жидкости, 1 нл, значены) с впускными и выпускными клапанами 5 и 6, при этом выпускной клапан 6 компрессорной камеры и впускной клапан 5 расширительной камеры сообщены между собой при помощи ресивера
7, В компрессорной камере 3 установлено устройство 8 для впрыска охлаждающей жидкости, вход которого сообщен трубопроводом 9 посредством насоса 10 и теплообменника 11 с объемом жидкостного поршня 2 в корпусе 1.-При этом к ресиверу 7 подключен патрубок
12 предварительной накачки газа, Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Первоначально ресивер 7 через патрубок 12 от внешнего источника заполняют газом до рабочего давления, 1610208
Далее жидкостный поршень 2 выводится в крайнее положение путем подачи газа в компрессорную камеру 3 через выпускной клапан 6 при открытом вы5 пускйом клапане 6 расширительной камеры 4. При достижении поршнем 2 крайнего положения клапаны 6 камер 3 и 4 закрывают.
Для. запуска мазыны открывают впуск-,0 ной клапан 5 расширительной: камеры 4 и осуществляют впуск .rasa в нее из ресивера 7, после чего клапан 5 закрывают и в расширительной камере 4 дальше осуществляется расширение газа до давления выпуска. В компрессорной камере 3 в данном такте осуществляется первоначально сжатие газа, а потом при достижении рабочего давления - вытеснение его через открывшийся выпускной 20 клапан 6 в ресивер 7. Первоначально сжатие газа происходит адиабатически, в результате чего температура газа повышается. При достижении в компрес- сорной камере 3 давления, соответствч-25 ющего значению температуры мокрого термометра сжимаемого газа, равного расчетному значению температуры охлаждающей воды на выходе из жидкостного поршня 2, открывается устройство 8, через которое осуществляется впрыск в компрессорную камеру 3 охлаждающей жидкости, подаваемой из объема жидкостного поршня 2 по трубопроводу 9 через теплообменник 11 насосом 1-0.
Расход охлаждающей жидкости через устройство 8 определяется из расчета обеспечения дальнейшего изотермического сжатия газа и максимального нагрева Впрыскиваемой жиДкОсти ° При Дости 40 жении в компрессорной камере 3 рабочего давления устройство 8 выключается и одновременно открывается выпускной клапан 6, через который осуществляется выпуск сжатого газа .в ресивер 7.
Ъ
При обратном ходе жидкостного поршня 2 открывается впускной клапан 5 компрессорной камеры 3 и выпускной клапан 6 расширительной камеры 4, в результате чего осуществляется впуск с газа в компрессорную камеру 3 и выпуск отработанного газа из .расширительной камеры 4, В момент достижения жидкостньм поршнем 2 крайнего положения клапаны 6 и 7 закрываются, В дальнейшем рабочий цикл повторяется, I
Так как при прямом контакте воды (жидкости) с охлаждаемым газом воду можно нагреть только до температуры мокрого термометра газа, а эта температура зависит от давления газа,- то в зависимости от требуемой температуры нагрева охлаждающей жидкости выбира- ется момент начала впрыска B компрессорную камеру 3 охлаждающей жидкости, т.е. момент достижения давления газа, при котором температура мокрого термометра соответствует требуемой тем-. пературе нагрева охлаждающей жидкости, необходимой на выходе из жидкостного поршня 2.
Охлаждающая жидкость (например, вода), которая является и поршневой, подается через трубопровод 9 в одну полость теплообменника 11 насосом 10, При достижении рабочего значения температуры жидкости на входе в теплообменник 11 к его второй полости подключается потребитель тепла (на схеме не показан),например система отопления, т.е. включается циркуляция теплоносителя на отбор тепла, Таким образом, предлагаемый способ работы обеспечивает эффективную трансформацию тепла от более низкого по-. тенциала газа к более высокому потенциалу жидкости при незначительных затратах энергии на создание небольшого избыточного давления газа, подаваемого в компрессорную камеру 3, так как для сжатия газа в компрессорной камере
3 используется впоследствии. его же .энергия расширения в расширительной камере 4, Вследствие обеспечения контактной передачи тепла от сжимаемого газа к охлаждающей жидкости при повышенных давлениях достигается нагрев охлаждающей жидкости до высокой тем- пературы, чем решается вопрос использования нагретой воды, т.е., повышает"" ся степень трансформации тепла, Формула изобретения
Способ изменения физического состо. яния газа в компрессорно-расширительной машине с жидкостным поршнем, вклю:ающий подачу газа в компрессорную камеру, сжатие и нагнетание газа в рессивер с одновременной подачей газа в расширительную камеру, расширение газа и вытеснение его из расширительной камеры, отбор т пла от газа, отличающийся тем, что, с
{целью повышения эффективности способа
I путем УлУчшения отбора тепла от гаСоставитель В. Рязанов
Техред М.Дидык Корректор.М, Ыароши
Редактор А. Долинич
Заказ 3726 Тираж 458 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óëòîðîä, ул. Гагарина,101
5 16
sa и использования этого тепла, от.бор тепла от газа ведут в процессе сжатия путем впрыска .охлаздающей жидкости в компрессорную камеру, а охлаждающую жидкость отбирают .из объема жидкостного поршня и перед впрыском пропускают через теплообменник, при этом начало впрыска охлаждающей
10209 жидкости осуществляют в момент достиения в рабочей камере давления, соответствующего значению температуры окрого термометра сжимаемого rasa, авного расчетному значению температуры охлаждающей. воды на выходе иэ жидкостного поршня.
