Вихревая труба

 

Союз Сееетскик

Сециалистическик

Реслу6лнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<1>851019 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0211,79 (2)) 2835677/23-06 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень Н928

Дата опубликования описания 30.0781

<51)М. Кл.

F 25 В 9/02

Государственный комитет

СССР ио дедам изобретений и открытиЮ (53) УДК 621. 565. 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.П.Коротков и В ° А.Шмаков (71) Заявитель (54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к холодиль ной и морозильной технике,а именно к компрессионным холодильВы9 машинам, установкам и системам1работа которых основана на вихревом эффекте(эффекте

Ранка),а хладагентом является воздух или иной газ с низкой точкой кипения, и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства.

Известны вихревые трубы, содержащие камеру с тангенциальным вводом сжатого газа, например воздуха, диафрагму с центральным отверстием для вывода холодного потока и камеру энергетического разделения с осевым выводом горячего потока. Эти трубы нашли широкое применение из-за удовлетворительных габаритно-весовых характеристик, простоты и надежности конструкции. В этих трубах выполнен 20 осевой ввод газа в камеру энергети" ческого разделения (1).

Однако хотя осевой ввод обеспечи" вает повышение термодинамической эффективности, он требует размещения дополнительных магистралей.

Известны также вихревые трубы, s которых камера энергетического разделения снабжена внешним охлаждающим контуром, имеющие повышенную экономичность при замкнутой циркуляции хладагента контура (2).

Однако такие трубы требуют дополнительного источника хладагента.

Известны и вихревые трубы, в которых камера энергетического разделения выполнена профилированной в виде лемнискаты. Они обладают повышенной термодинамической эффективностью (3).

Недостатком этих. труб является то, что они не обеспечивают регулировки для поддержания максимальной термодинамической эффективности в широком диапазоне расходов холодного потока.

Известны вихревые трубы, вывод холодного потока которых снабжен регулируемыми дросселями, выполненными в виде клапана возвратно-поступательного перемещения с приводом от электродвигателя (4), либо в виде разрезного конуса с приводом от вращающейся гайки; (5).

Однако являясь механически перестраиваемыми системами, эти трубы обладают большой инерционностью и дают большие динамические погрешности термостатирования и терморегули851019 рования аппаратов, параметры которых резко изменяются во времени.

Наиболее близким к предлагаемой являются вихревые трубы, содержащие тангенциальный сопловой ввод и камеру энергетического разделения с диафрагмой и потрубком холодного нотона — на одном конце и патрубком го рячего потока — на другом. В патрубке холодного потока установлен термобиметаллический датчик (6).

Однако и они характеризуются значительной инерционностью при терморегулировании объектов.

Цель изобретения — обеспечение малоинерционной регулировки холодного и горячего потоков для поддержания 15 максимальной термодинамической эффективности в широком диапазоне расходов холодного потока.

Указанная цель достигается тем, что труба дополнительно содержит 20 вихревые усилители с управляющими и выходными каналами, установленные по обоим торцам камеры перед патрубками холодного и горячего потоков, причем управляющие каналы усилителей 25 снабжены термочувствительными элементами, например пневмотермосопротивлениями, а выходные каналы — спрямляющими аппаратами, например крестовинами.

На фиг. 1 схематически изображена 30 предлагаемая вихревая труба, продольный вертикальный разрезу на фиг. 2 то же, продольный горизонтальный разрез.

Вихревая труба содержит улитку 1 с тангенциальным сопловым вводом 2 сжатого .газа, например, воздуха, диафрагму 3 с центральным отверстием 4 и патрубком 5 холодного потока, камеру 6 энергетического разделения с 40 патрубком 7 горячего потока. Для обеспечения малоинерционной регулировки холодного и горячего потоков, для поддержания максимальной термодинамической эФФективности в широком диа» 45 пазоне расходов холодного потока между диафрагмой 3 и патрубком 5 холодного потока, а также между торцом камеры 6 и патрубком 7 горячего потока включены вихревые усилители 8 0 и 9, управляющие каналы 10 и 11 которых снабжены термочувствительными элементами 12 и 13, например пневмотермосопротивлениями, а выходные ка.налы 14 и 15 - спрямляющими аппаратами il6 и 17, например крестовинами.

Вихревая труба работает следующим образом.

Прй наличии пневматических сигналов в управляющих каналах 10 и 11 холодный и горячий потоки, вытекающие у) соответственно из центрального отверстия 4 диафрагмы 3 и торца камеры

6, турбулизируются ими и испытывают некоторое гидродинамическое сопротивление, пропорциональное этим сигна-, 65 лам. При отсутствии сигналов холодйый и горячий потоки являются ламинарными и проходят в патрубки 5 и 7 без заметного сопротивления, Оба этих потока турбулизируются потоками управляющих каналов 10 и 11, во много раз меньшими, т.е. имеет место усилительный эффект с коэффициентом усиления в несколько сот единиц (по мощности). Это позволяет с уче том малых значений постоянных времени усилителей 8 и 9 обеспечить малоинерционное регулирование режимов работы вихревой трубы и при включении термочувстнительных элементов

12 и 13- в замкнутый контур с отрицательной обратной сняэью обеспечить заданные параметры термостатирования с минимальными динамическими ошибками. Спрямляющие аппараты 16 и

17 ламинаризируют поступающий к потребителям холодный и горячий потоки.

Предлагаемая вихревая труба обеспечивает эффективное термостатиронание и терморегулирование различных перемещающихся объектов.

Формула изобретения

1. Вихревая труба, содержащая тангенциальный сопловой ввод и камеру энергетического разделения с диафрагмой и патрубком холодного потока на одном конце и патрубком горячего потока — на другом, о т л и ч а ю— щ а я с-я тем, что, с целью поддержания максимальной термодинамической эффективности путем обеспечения малоинерционной регулировки обоих потоков, труба дополнительно содержит вихревые усилители с упранляющими и выходными каналами, установленные по обоим торцам камеры, перед патрубками соответственно холодного и горячего потоков, причем управляющие каналы усилителей снабжены термочувствительными элементами, а выходные — спрямляющими аппаратами °

2. Труба по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, термочувствительные элементы выполнены в виде пневмотермосопротивлений, а спрямляющие аппараты - в виде крестовин.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Р 259915, кл. F 25 В 9/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 283246, кл. F 25 В 9/02, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 377592, кл. F 25 В 9/02, 1971.

4. Авторское свидетельство СССР

9 208724, кл. F 25 В 9/02, 1966.

5. Авторское свидетельство СССР

9 314049, кл. F 25 В 9/02, 1970. б. Авторское свидетельство СССР

Р 282349, кл. F 25 В 9/02, 1970.

851019 фис. f

Составитель Ю.Мартинчик

Редактор К.Лембак Техред A,Ñàâêà Корректор В.Бутяга

Заказ 6300/50 . Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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