Низкотемпературный охладитель

 

СОЮЗ СОВСТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1219882

rso4 F 25 В 902

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3830398/23-06 (22) 25.12.84 (46) 23.03.86. Бюл. № 11 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) А. И. Азаров, А. Ф. Дроздов, С. В. Приходько и Ю. М. Симоненко (53) 621.565.3 (088.8) (56) Метенин В. И. Исследование противоточных вихревых труб.— Инженернофизический журнал, т. 7, 1964, № 2.

Меркулов А. П., Колышев Н. Д.

Исследование температурных полей вихревой трубы с диффузором./ Труды Куйбышевского авиационного института, вып.

XXII, Куйбышев, 1965.

Патент ФРГ № 1751223, кл. 17а, 5, опублик. 1974. (54) (57) НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ, содержащий две расположенные симметрично относительно сопловых вводов вихревые трубы с диффузорами на противоположных концах и центральный теплопроводный стержень, проходящий по оси обеих труб, отличающийся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности и расширения области применения путем попеременной работы труб в режиме самовакуумирования, стенки диффузоров жестко соединены со стержнем, установленным с возможностью продольного перемещения, а сопловые вводы труб расположены параллельно с образованием общей междиафрагменной камеры, снабженной клапаном, укрепленным на стержне, и имеющей на выходе регенератор, причем к торцу стержня с внешней стороны диффузора одной из труб дополнительно прикрепCO лен сильфон, заполненный агентом, имеющим температуру кипения выше околоосевых слоев вихря этой трубы при закрытом клапане и ниже этой температуры— при открытом.

1219882

Составитель Ю. Мартынчик

Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

За каз 1313/48 Тираж 483 Подои сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Изобретение относится к холодильной технике, более конкретно к вихревым устройствам, работающим в режиме максимальной температурной эффективности.

Цель изобретения — повышение хо.лодопроизводительности и расширение области применения путем попеременной работы труб в режиме самовакуумирования.

На чертеже схематически показан предлагаемм ы и охл ади тел ь.

Охладитель содержит две вихревые трубы 1 и 2, расположенные симметрично относительно сопловых вводов 3 и 4. Трубы имеют диффузоры 5 и 6, расположенные на противоположных концах, и центральный теплопроводный стержень 7, проходящий по оси обеих труб, стенки 8 и 9 диффузоров

5 и 6 жестко соединены со стержнем 7, установленным с возможностью продольного перемещения, а сопловые вводы 3 и 4 труб расположены параллельно с образованием общей междиафрагменной камеры 10, снабженной клапаном 11, укрепленным на стержне 7, и имеющей на выходе регенератор 12. К торцу стержня 7 с внешней стороны диффузора 5 трубы 1 дополнительно прикреплен сильфон 13, заполненный агентом, имеющим температуру кипения выше температуры околоосевых слоев вихря этой трубы при закрытом клапане 11 и ниже этой температуры при открытом. Перед вводом 3 предусмотрен вентиль 14, а для вывода холодного потока выполнены диафрагмы 15 и 16.

Охладитель работает следующим образом.

В пусковой период при закрытом вентиле 14 высокоскоростной поток расширяющегося газа подводится к сопловому вводу 4 вихревой трубы 2, которая работает в относительно экономичном режиме и обеспечивает при доле холодного потока 20 — 30Я понижение температуры газа с коэффициентом энергетической эффективности

=60 65Я. В этот период вихревая труба 1 с сопловым вводом 3 отключена, агент в сильфоне 13 находится в газообразном состоянии и вследствие повышенного давления в его полости теплопроводный стержень 7 прижимает клапан 11

2 к диафрагме 15. После снятия основной тепловой нагрузки от охлаждаемого объекта и при необходимости получения более низких температур по холодному потоку (Q< )65®) вентиль 14 открывают и вих5 ревая труба 1 начинает работать в режиме самовакуумирования, т. е. весь поток газа, подводимый в эту вихревую трубу через сопловой ввод 3, выходит через диффузор 5. При этом теплопроводный

1р стержень 7 постепенно охлаждается. В этот момент вихревая труба 2 продолжает работать с выпуском холодного потока, который истекает через диафрагму 16, открытый клапан ll и регенератор 12.

Горячий поток выходит в атмосферу (зону

15 сброса) через диффузор 6 с подвижной стенкой 9. При охлаждении теплопроводного стержня 7 ниже температуры холодного потока вихревой трубы 2 происходит конденсация агента в сильфоне 13.

При достижении силы давления на стержень 7 со стороны сокращающегося сильфона 13 выше силы давления на клапан 11 происходит резкое перемещение стержня 7 в сторону вихревой трубы 2. При этом клапан 11 прижимается к диафрагме 16

25 и открывает выпуск потока через диафрагму 15 в регенератор 12. Одновременно при перемещении подвижных стенок 8 и 9 диффузоров 5 и 6 происходит увеличение зазора диффузора 6 и уменьшение зазора диффузора 5, необходимые для

З0 обеспечения оптимального режима работы вихревой трубы 2 в режиме самовакуумирования, а вихревой трубы 1 — с выпуском холодного потока. При работе вихревой трубы 1 холодный поток дополнительно переохлаждается при интенсивном теплообмене с теплопроводным стержнем 7. Одновременно происходит снижение температуры участка стержня 7, расположенного в центре самовакуумирующейся вихревой трубы 2. Повышение температуры

40 теплопроводного стержня 7 приводит к вскипанию агента в сильфоне 13 и переключению режимов работы вихревых труб. При этом вихревая труба 1 переводится в режим самовакуумирования, а вихревая труба 2 работает с выпуском холодного потока.