Термокомпрессор

 

Использование, для получения сверхвысоких давлений Сущность изобретения: нагреватель и охладитель выполнены в виде диаметриально-противоположных стенок цилиндрического корпуса Разделитель установлен на валу в корпусе при помощи спиц с возможностью вращения. В торцевых крышках корпуса размещены всасывающий и нагнетательный патрубки с обратными клапанами.Разделитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом.Разделитель и крышки выполнены из теплоизоляционного материала. Площадь продольного выреза равна площади нагревателя и охладителя В разделителе выполнены радиальные сверления, в корпусе - отверстие, соосное сверлениям в крайних положениях разделителя. Постоянные магниты размещены в сверлениях, сердечник с катушкой индуктивности - в отверстии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 04 В 19/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856122/29 (22) 03.08.90 (46) 23,08.92. Бюл. ¹ 31 (72) А.Д.Савчук, А.В.Полупан, С.В.Козелков и С.В.Яковлев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1132048, кл. F 04 В 19/24, 1981. (54) ТЕРМОКОМПРЕССОР (57) Использование: для получения сверхвысоких давлений. Сущность изобретения: нагреватель и охладитель выполнены в виде диаметриально-.противоположных стенок цилиндрического корпуса. Разделитель установлен на валу в корпусе при помощи

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к комп рессоростроению, и может быть использовано для получения сверхвысоких давлений, Известен термокомпрессор, содержащий пакет компрессорных камер, разделенный общими теплоизолирующими стенками и включающий теплоподводящую и теппоотводящую стенки, расположенные одна против другой, причем нагрев рабочей среды осуществляется через теплоподводящую стенку, а охлаждение — через теплоотводящую (13.

Прототипом изобретения можно считать термокомпрессор. содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубкэми, нагреватель, охладитель и вытеснитель в виде цилиндрического ротора с продольными вырезами на боковой поверхности, причем корпус состоит из четырех продольных элементов, иэ которых двэ диаметрально противополож„„SU „„1756611 А1 спиц с возможностью вращения. B торцевых крышках корпуса размещены всасывающий и нагнетательный патрубки с обратными клапанами. Разделитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом. Разделитель и крышки выполнены из теплоизоляционного материала. Площадь продольного выреза равна площади нагревателя и охладителя, В разделителе выполнены радиальные сверления, в корпусе — отверстие, соосное сверлениям в крайних положениях разделителя. Постоянные магниты размещены в сверлениях, сердечник с катушкой индуктивности — a отверстии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ных выполнены из теплоизолирующего материала, э нагреватель и"бхладитель" — "в виде двух других элементов (2).

Недостатком известного термокомпрессора является недостаточно высокий

КПД, посколькудлительность процессов нагрева и охлаждения (порядка 5-10 мин ) не позволяет обеспечить полной герметичности уплотнения между "рабочими полостями высокого и низкого давления (как известно, величина утечек прямо пропорциональна времени). А это приведет к снижению КПД, Цель изобретения — повышение КПД путем исключения перетечек.

Указанная цель достигается тем, что в предложенном устройстве исключаются перетечки рабочей среды в процессе ее нагрева и охлаждения. Так, в термокомпрессоре, содержащем цилиндрический корпус из теплоизоляционного материала, нагреватель и охладитель выполнены в видедиаметрально противоположных" стенок корпуса, 175661 l с отсечными . клапанами 10 и 11, а также подшипники 12 и 13. Внутри корпуса 1 установлен разделитель 14 из теплоизолирую- 40

50

55 разделитель, установленный на валу в корпусе с возможностью вращения, торцевые крышки корпуса, всасывающий и нагнетательный патрубки с обратными клапанами, разделитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом, разделитель и торцевые крышки выполнены из теплоизоляционного материала, при этом установлен на валу посредством спиц, а патрубки подвода, отвода подключены к торцевым крышкам, Кроме того, площадь продольного выреза в разделителе может быть равна площади нагревателя и охладителя и совпадать с их площадью в крайних положениях разделителя.

Помимо этого, термокомпрессор может быть снабжен магнитами и электромагнитным сердечником с катушкой индуктивности, при этом в разделителе выполнены тангенциальные сверления, а в корпусе отверстие, соосное сверлениям в крайних по. ложениях разделителя, причем магниты установлены в сверлениях, а сердечники в отверстии.

На фиг, 1 показана схема устройства термокомпрессора; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1;

Термокомпрессор содержит составной цилиндрический немагнитный герметичный, корпус 1 из четырех продольных элементов, причем диаметрально расположенные элементы 2 и 3 выполнены из теплоизолирующего материала, а нагреватель 4 и охладитель 5 — в виде двух других элементов. Корпус 1 с торцов закрыт торцевыми крышками 6 и 7, в которых размещены вса сывающий и нагревательный патрубки 8 и 9 щего материала в виде цилиндрической трубы с продольным вырезом, соответствующим по размеру нагревателю 4 и охладителю 5. Разделитель 14 крепится к валу 15 спицами 16, Вал 15 установлен в подшипниках 12 и 13. В разделителе в тангенциальных сверлениях установлены постоянные магниты 17 и 18, à в отверстии корпуса 1. соосном сверлением.в крайних положениях разделителя 14 — сердечник 19 с катушкой индуктивности.

Работает термокомпрессор следующим образом.

К нагревателю 4 подводится тепло, он нагревается. От охладителя 5 отводится тепло, он охлаждается. Разделитель 14 повернут таким образом, что его продольный вырез находится напротив охладителя 5. В полости разделителя 14 находится некоторое количество рабочей среды (газа) при

35 температуре начала сжатия (т.е. при температуре охладителя 5). В таком состоянии термокомпрессор готов к работе. При подаче на катушку индуктивности на некоторое время постоянного напряжения (назовем его прямым) таким образом, что ближние полюса постоянного магнита 17 и сердечника 19 становятся одноименными, возникает магнитная сила их взаимного отталкивания.

Эта сила приводит к крутящему моменту, приложенному к разделителю 14, Последний начинает вращаться, поворачиваясь своим продольным вырезом в сторону нагревателя 4. При снятии прямого напряжения с катушки индуктивности исчезает и сила взаимного отталкивания магнита 17 и сердечника 19, Однако разделитель 14 в силу своей инерции и небольшого момента трения в подшипниках 12 и 13 продолжает свое вращение в сторону нагревателя 4. При повороте разделителя 14 на 180 градусов от первоначального положения (т.е, при совмещении продольного выреза с нагревателем

4) на катушку индуктивности снова подаЕтся импульс прямого напряжения. В этот момент ближние полюса магнита 18 и сердечника 19 становятся разноименными, возникает магнитная сила взаимного притяжения магнита 18 и сердечника 19, приводящая к крутящему моменту, равному по величине и обратному по направлению первоначальному моменту, В результате разделитель 14 остановится в положении

"вырезом к нагревателю" и закроет охлэдитель 5. Тепло от нагревателя 4 передается рабочей среде (газу), давление ее растет.

При достижении в полости разделителя 14 давления нагнетания открывается отсечной клапан 11, и сжатая рабочая среда (газ) подается по нагнетательному патрубку 9 потребителю. Отсечной клапан 11 закрывается.

После этого на катушку индуктивности подается импульс обратного напряжения.

Ближние полюса магнита 18 и сердечника

19 становятся разноименными. Разделитель 14 начинает вращение вырезом в сторону от нагревателя 4 к охладителю 5, При достижении разделителем 14 угла поворота 360 градусов от первоначального положения (180 градусов от предшествующего положения) на катушку индуктивности подается вторичный импульс обратного напряжения, Разделитель 14 останавливается в этом положении ("вырезом к охладителю"), полностью закрыв нагреватель 4. Тепло от рабочей среды (газа) передается охладителю 5, давление в полости разделителя 14 падает, открывается отсечной клапан 10, и по впускному патрубку 8 поступает новая

1756611 порция рабочей среды (газа). Далее цикл повторяется, В предлагаемом изобретении отсутст- . вуют уплотнения движущих частей. Единственные узлы трения — подшипники — 5 работают в условиях низкой нагрузки и небольшой частоты вращения, Поэтому по сравнению с прототипом значительно повышается надежность и ресурс термокомпрессора. Помимо того, отсутствие уплотнений 10 позволяет снять ограничения по максимальной температуре цикла, т.е. повысить ее и вместе с тем повысить производительность и степень повышения давления термокомпрессора. 15

Формула изобретения

Термокомпрессор, содержащий цилиндрический корпус из теплоизоляционного материала, нагреватель и охладитель, вы- 20 полненные в виде диаметрально противоположных стенок корпуса, разделитель, установленный на валу в корпусе с возможностью вращения, торцевые крышки корпуса, и всасывающий и нагнетательный 25 патрубки с обратными клапанами, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

КПД путем исключения перетечек, распределитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом, разделитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом, разделитель и торцевые крышки выполнены иэ теплоиэоляционного материала, при этом разделитель установлен на валу посредством спиц, а патрубки подвода, отвода подключены к торцевым крышкам, 2. Термокомп рессор по и, 1. о т л и ч а юшийся тем, что площадь продольного выреза в разделителе равна площади нагревателя и охладителя и совпадает с их площадью в крайних положениях разделителях..

3. Термокомпрессор rio и. 1 или и. 2, о тли ча ю щийся тем, чтоон снабжен постоянными магнитами и электромагнитным сердечником с катушкой индуктивности, при этом в разделителе выполнены радиальные отверстия, а в корпусе - отверстие, соосное сверлениям в крайних положениях разделителя, причем магниты установлены в сверлениях, а сердечник — в отверстии.

1756611

Составитель А. Савчук

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Лисина

Редактор А.3 робок

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагаоина, 101

Заказ 3075 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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