Вихревая труба

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналнстнческик т еслублнк

) 819526

К АВТОРСКОМУ :ВИДЮТЕЛ аСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300579 (21) 2772637/23-06 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 070481. Бюллетень N0 13 (я)м. к.

F 25 В 9/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621.665. .3(088.8) Дата опубликования описания 17. 04. 81

{72) Автор изобретения

1;:,, : ..

"т

ТЕХй:..-::.

БИБЛИО й

В.И.Иетеннн (71) Заявитель

Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к холодильной технике и предназначается для использования в вихревых трубах Ранка-Хильша.

Известны вихревые трубы, имеющие сопловой ввод, диафрагму и цилиндрические патрубки для ввода горячего и холодного потоков (1J.

В известных вихревых трубах цилиндрический патрубок, отводящий горячий поток, заканчивается регулирующим вентилем, через который выбрасываются периферийные слои потока.

Трубы имеют сравнительно большую длину.

Известны также вихревые трубы, содержащие коническую камеру энергетического разделения с сопловым вводом сжатого газа, диафрагму с щелевым диффузором для вывода холодного потока, лопаточный диффузор для вывода горячего потока и установленную за ним сетку, перекрывающую сечение камеры (2).

B этих вихревых трубах щелевой диффузор служит для уменьшения по-. терь кинетической энергии холодного потока.

Уменьшение потерь кинетической энергии горячего потока достигается установкой лопаточного диффузора. Там же в конце камеры энерге-( тического разделения установлена сетка, вызывающая некоторое перераспределение давлений, повышение степени расширения потока в сопловом вводе и, как следствие этого, повышение температурного эффекта охлаждения. Указанный эффект пере" распределения давления и повышения ,холодопроизводительности от постановки сетки в известных вихревых трубах используется лишь частично.

Это связано с очень малой протяжен15 ностью сетки по оси (малой толщиной сетки) и с тем, что за сеткой имеет место большой фиксированный (нерегулируемый) на всех режимах работы трубы объем пространства

20 неопределенной геометрии.

Целью изобретения является повышение температурной эффективности, соответствующее повышение температурного эффекта охлаждения и холодопроизводительности.

Эта цель достигается тем, что труба дополнительно содержит золотниковый цилиндр, примыкающий к торцу камеры со стороны лопаточного

ЗО диффузора, причем золотник устано819526

d0 влен с воэможностью осевого перемещения и его рабочая поверхность обращена к сетке, а последняя вдоль оси трубы имеет толцину, равную ширине ячейки сетки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая вихревая труба, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез A-A фиг. 1; на фиг. 3 — разрез R-Б фиг. 1 °

Вихревая труба имеет корпус 1. С одной стороны в корпус вставлен сопловой ввод 2 (улитка),: выполненный по спирали Архимеда. Через диафрагму 3 сопловой ввод 2 прижимается к корпусу вворачиваемым в него патрубком 4 холодного потока. Послед ний образует с диском 5 щелевой диффузор 6 для выхода холодного потока.

С другой стороны в корпус 1 ввернута камера 7 энергетического разделения, на конце которой закреплен лопаточный диффузор 8. К.последнему прикреплен золотниковый цилиндр 9, в котором перемещается подвижный золотник 10 и который закрыт со стороны лопаточного диффузора сеткой

11, имеющей толщину (протяженность по оси) с и размер ячейки а. Сторона золотника 10, обращенная к сетке

11, выполняется конической с углом $ =160 — 180О.

К лопаточному диффузору 8 кроме того, крепится патрубок 12 горячего потока с калиброванным отверстиеел d<

В процессе работы вихревой трубы сжатый гаэ или воздух через отверстие в корпусе 1 подается в со-. пловой ввод 2, где расширяется и получает закрутку. По мере движения закрученного потока по поверхности камеры 7 происходит его разделение на два потока, из которых один, перемещающийся у периферии и имеющий более высокую температуру и давление, выходит через лопаточный диффузор 8, в патрубок 12 горячего потока с калиброванным отверстием д .

Второй поток, имеющий пониженную температуру и давление, перемещается в приосевой области в обратном направлении: от сетки 11 к сопловому вводу 2 и выходит через отверстие в диафрагме 3 и щелевой диффузор к потребителю.

В процессе работы вихревой трубы сетка 11 позволяет, перепускать некоторую долю газа из вихревой камеры в засеточное пространство, и таким образом, срывать глубокий вакуум» образующийся на.оси в плоскости сетки. Глубина вакуума зависит от режима работы и поэтому в зависимости от этого изменяется величина эасеточного пространства путем перемещения золотника 10 на оптимальную величину S, отвечающую максимальным значениям температурного эффекта охлаждения и холодопроизводительности.

Для увеличения этого положительного эффекта сетка 11 выполняется толстой" с величиной толщины "с ", равной ширине ячейки "а". Дальнейшее увеличение холодопроизводительности может быть получено за счет особой формы объема между сеткой

11 и золотником 10, получаемой профилированием стенки золотника 10, обращенной к сетке 11, в форме ко-нуса с углом при вершине /3=160-180 .

С целью обеспечения максимального температурного эффекта охлаждения на всех режимах работы вихревой трубы, золотник 10 имеет воэможность перемещения в цилиндре

9, так, чтобы на каждом из режимов работы выдерживался оптимальный зазор 5 между сеткой 11 и золотником 10 °

Таким образом, описанная конструкция вихревой трубы позволяет повысить эффективность рабочего процесса, температурный эффект охлаждения и холодопроизводительность.

Формула изобретения

1. Вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом сжатого газа, диаграмму с целевым диффузором для вывода холодного потока, лопаточный диффузор для вывода горячего потока и установленную за ним сетку, перекрывающую сечение камеры, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с öåëüþ ëîвышения температурной эффективности и холодопроизводительности, труба дополнительно содержит золотниковый цилиндр, примыкающий к торцу камеры со стороны лопаточного диффуэора, причем золотник установлен с возможностью осевого перемещения и его рабочая поверхность обращена к сетке.

2. Труба по . 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что сетка вдоль оси трубы имеет толщину, равную ширине ячейки сетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мартынов А.В., Бродянский В.М., Что такое вихревая труба?, М., "Энергия", 1976, с. 64.

2. Мартынов А.В., Бродянский В.М.

Что такое вихревая труба, М., "3»ергия", 1976, с. 69.

819526

Составитель Р).Мартинчик

Редактор Т.Глазова Техред A. Ач

Корректор Н.Бабинец

Заказ 1358/14 . Тираж 566

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,. ул. Проектная, 4