Машина, работающая водяным паром по замкнутому циклу в области перегрева

 

Класс 14, 1 № 47704

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСЙНИЕ машины, работающей водяным паром по замкнутому циклу в области-перегрева.

К авторскому свидетельству П. М. Собенникова, заявленному 23 апреля

1933 года (спр. о перв. № 127618).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 июля 1936 года. (127) Известны машины, работающие водяным паром по замкнутому циклу в области перегрева.

В предлагаемой машине применены три камеры, которые при помощи снабженных запорными органами трубопроводов соединены с паровыми цилиндрами, с котлом-охладителем отработавшего пара и с котлом-перегревателем; эти камеры предназначены для последовательного выполнения следующих функций: подача свежего пара в цилиндр машины, прием сжимаемого в цилиндре машины и охлаждаемого в котле-охладителе мятого пара и окончательное сжатие его свежим паром и перегонка через обратный трубопровод в котелперегреватель действием возбуждающего циркуляцию пара приспособления (вентилятор, инжектор или т. и.).

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства машины; фиг. 2, 3 и .4— схемы работы машины за полтора оборота вала и фиг. 5 — индикаторную диаграмму работы машины.

Четыре цилиндра С1, С„Са и С4 машины сообщаются при помощи общего для них трубопровода D с тремя камерами Кь К2 и Кз, которые вместе с тем при помощи трубопровода F соединены с котлом - перегревателем А.

В обратном трубопроводе G, идущем от котла-перегревателя к камерам К, установлено приспособление В, возбуждающее циркуляцию пара,— вентилятор, инжектор или т. и. При помощи трубопровода Е полости рабочих цилиндров сообщаются со змеевиком Н котла-охладителя 1, а змеевик через посредство трубопровода L сообщается с камерами К.

Трубопроводы у рабочих цилиндров С и камер К снабжены соответствующими запорными органами.

Перегретый пар из котла-перегревателя А поступает в одну из камер К.

После заполнения сборной камеры перегретым паром (давление свежего пара в ней должно быть равно давлению в перегревателе) запорный орган закрывается, и дальнейшее поступление свежего пара в сборную камеру прекращается. После этого открывается запорный клапан в нижней части камеры, и перегретый пар из камеры К через трубопровод D переходит в .рабочие цилиндры С машины, где и расширяется.

В этот момент камера К сообщена с двумя рабочими цилиндрами, происходит давление пара на поршень и получается полезная работа машины. Когда поршень приходит в крайнее нижнее положение (момент наибольшего расширения пара и наименьшего давления), сообщение камеры К с цилиндром происходит уже не через трубопровод D для перегретого пара, а через трубопровод L для мятого пара и через котелохладитель I.

При подъеме поршня мятый пар из цилиндра переходит обратно в ту же сборную камеру, и цилиндр С в этот момент работает как компрессор, сжимая мятый пар. Но для того, чтобы в конечном результате давление и температура мятого пара не были близкими к первоначальным давлению и температуре перегретого пара и чтобы вся полученная полезная работа машины при расширении пара не перешла обратно на сжатие мятого пара, последний подается в сборную камеру через змеевик котла-охладителя, в котором от мятого па ра отнимается столько тепла, чтобы он в момент полного сжатия в сборной камере находился в сухом насыщенном состоянии (на границе перехода между влажным и сухим состоянием). Давление такого мятого (насыщенного) пара в сборной камере значительно ниже, чем того же пара, находившегося в этой же камере в- перегретом состоянии.

После наполнения камеры К мятым паром сообщение с цилиндром машины прекращается и происходит сообщение камеры с перегревателем А через трубопроводы для свежего и мятого пара.

Как только происходит сообщение сборной камеры с котлом-пер егревателем, мятый пар в камере сжимается свежим паром до давления в перегревателе и под влиянием работы вентилятора, установленного на паропроводе для свежего пара с целью создания циркуляции пара по паропроводам, он из сборной камеры поступает вновь в перегреватель.

При поступлении перегретого пара в камеру К происходит перегревание стенок камеры. Для того, чтобы перегретый пар в камере не охладился (вследствие отнятия тепла на нагревание стенок), из камеры кроме мятого пара должна быть удалена также обратно в перегреватель некоторая часть свежего пара, и лишь после этого камера К может быть разобщена с котлом-перегревателем, после чего упомянутый цикл повторяется.

На фиг. 1 изображено то положение (поворот вала от 0 до 180 ), при котором из камеры К свежий пар поступает в два рабочих цилиндра С и С„в которых происходит его расширение. В это же время из рабочих цилиндров С, и С, мятый пар через змеевик Н котла-охладителя I поступает в камеру К,. Происходит сжатие пара поршнем и в этой части машина работает, как компрессор.

Камера К сообщена с котлом-перегревателем и мятый пар, находящийся в камере, сжимается до давления в перегревателе и перегретым паром вытесняется в перегреватель.

Изображенный на фиг. 2 (поворот вала от 180 до 360 ) рабочий процесс аналогичен изображенному на фиг. 1 с той разницей, что отдельные элементы работы повторяются в других камерах и цилиндрах: в рабочих цилиндрах, где происходило расширение пара, происходит его сжатие, а в цилиндрах, где было сжатие пара, происходит расширение свежего пара. В камеру К, из цилиндров С, и С, подается мятый пар.

Из камеры К> происходит подача пара в цилиндры С, и С4, а в камере Кз мятый пар сжимается до давления рабочего пара и камера наполняется свежим паром.

В положении, изображенном на фиг. 3 (поворот вала от 360 до 540 ), рабочие цилиндры С, и С, наполняются из камеры К, свежим паром. Мятый пар из цилиндров С, и С4 подается в камеру К.

Камера К> наполняется свежим паром.

Из описания процесса работы машины видно, что наполнение одной из камер К свежим паром, подача его в рабочие цилиндры С, обратное воспринятие этого же пара в насыщенном состоянии (мятый пар) и заполнение камеры свежим паром происходит в течение полутора оборотов вала, а наполнение одного из рабочих цилиндров происходит через каждый оборот вала. Через 180 оборота вала половина цилиндров наполняется свежим паром.

Для наилучшего использования отнятого от мятого пара, при его сжатии, тепла пар, получаемый от нагревания воды змеевиком Н, по которому циркулирует мятый пар, подается из котлаохладителя к дополнительному паровому двигателю М, из которого мятый пар выпускается или непосредственно в атмосферу, или в конденсатор, или в колорифер N, где циркулирующим холодным воздухом от пара отнимается скрытая теплота парообразования, причем получается конденсат, который насосом О подается в котел-охладитель У; в этом случае сохраняется принцип замкнутой циркуляции.

На фиг. 5 изображена индикаторная диаграмма работы машины за один оборот рабочего вала.

П р едм ет и зоб рет ения.

Машина, работающая водяным паром по замкнутому циклу в области перегрева, отличающаяся применением трех! камер К„К„К„соединенных снабженными запорными органами трубопроводами с паровыми цилиндрами, котломохладителем отработавшаго пара и котлом-перегревателем и предназначенных для последовательного выполнения следующих функций: подачи свежего пара в цилиндр машины, приема сжимаемого в цилиндре машины и охлаждаемого в котле-охладителе мятого пара и окончательного сжатия его свежим паром и перегонки его через обратный трубопровод в котел-перегреватель действием возбуждающего циркуляцию пара приспособления (вентилятора, инжектора и т. и.).

Б авторскому свидетельству П. M. Собенникова № 47704 озРМ340тЯЙ 06д2и фЯ30чГГ цц)шип

kLTNEpbil

Тип.,Печатный Труд" Зак, 5034 — 4(