Способ работы криогенной установки в пусковом периоде

 

0 ll И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >974065 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 12. 05. 81 (2! ) 3290552/23-06 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано 15.1182.Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15.11.82

Р11М К з

F 25 В 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретении и открытий (53) УДК 621. 574 (088. 8) Г. Н. Аникеев и Б. Б. Антонович (72) Авторы изобретения

I

> с (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАБОТЫ КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКИ

В ПУСКОВОМ ПЕРИОДЕ

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к тех нике получения криогенных .температур в дроссельных установках.

Известен способ работы в пусковом периоде криогенной установки, содержащей баллон со сжатым криоагентом, компрессор и подключенный к ним двухконтурный холодильник с объектом ох лаждения, включающий процессы предварительной зарядки баллона сжатым криоагентом, сжатие криоагента в ком,пресаоре, расширение сжатых криоагентов в холодильнике с последующим охлаждением объекта 1 1).

Недостатком такого способа работы криогенной установки в пусковом периоде является большой вес и габа" риты установок его реализующих при охлаждении объектов относительно большой массы, что обусловлено существенным увеличением количества сжатого криоагента в баллоне.

Этого недостатка в значительной ,мере лишен способ работы криогенной установки в пусковом периоде путем сжатия криоагента в компрессоре и расширения его в синхрохолодильнике с последующим охлаждением объекта, с понижением температуры которогО снижают давление в линии всасывания компрессора (21.

При работе установки по известно5, му способу начальное давление в линии всасывания устанавливают несколько выше, чем это давление в рабочем режиме. Этим обеспечивают увеличение расхода компрессора, а следовательно и холодопроизводительности установки. При этом соответственно увеличивается и мощность для привода компрессора. Увеличение потребляемой мощности ведет к быстрому перегреву компрессора и ограничивает степень увеличения холодопроизводительности в пусковом периоде, что влечет за собой ограничения по сокращению пускового периода.

Цель изобретения - сокращение пускового периода.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с снижением давления в линии всасывания компрессора увеличивают объемную производитель25 ность последнего. При этом давление в линии всасывания компрессора и производительность компрессора могут изменяться дискретно.

На фиг. 1 изображена схема криогенной установки для реализации дан974065

40 увеличивается. Одновременно из-за снижения перепада давлений уменьшается и дроссель-эффект. Однако, поскольку его уменьшение в области низких и средних давлений незначительное, холодопроизводительность установки растет с ростом давления крио- агента в линии связи обратного потока °

Реализация дискретного изменения объемной производительности компрессора и давления криоагента в линии связи обратного потока позволяет, в некоторых случаях, упростить конструкцию компрессора и систему контроля и регулирования.

Использование данного способа работы криогенной установки в пусковом периоде (фиг. 2) позволяет более, чем в 3 раза увеличить холодопроизводительность без увеличения энерго потребления, массы и габаритов. Это обеспечивает соответствующее сокращение длительности пускового периода.

Однако, учитывая существенное повышение иэотермического КПД компрессора при увеличении до определенного предела давления криоагента в линии обратного потока, действительйое увеличение холодопроизводительности изменяют дискретно.

При включении установки блок управления 13 открывает электромагнитный клапан 10. В резУльтате давление 45 в линии 8 обратного потока повышается за счет снижения давления в аккумулирующей емкости 11. Одновременно блок управления уменьшает объемную производительность компрессора 1, например, путем увеличения мертвого пространства в era первой ступени до тех пор, пока потребляемая мощность не уменьшится до допустимого значения. Вследствие этого развиваФтся максимальная холодопройзводительность, и объект интенсивно охлаждается. После достижения между объектом б и испарителем расчетного перепада температур, например 13 К, блок управления 14 открывает элект-, 60 . ромагнитный клапан 9, и частЬ крйоагента перепускается в аккумулирующую емкость 11. Закрытйе электромаг нитного клапана 9 блок управления 13 осуществляет по сигналу датчика дав- 65 ного способа; на фиг. 2 — график зависимости холодопроизводительности

Qg установки от давления Р криоагента в линии всасывания при постоянной величине потребляемой мощности (криоагент — азот, давление в линии нагне- 5 тания 15 МПа, потребляемая мощность

300 Вт, изотермический КПД компрессора 0,21.

Установка содержит компрессор 1 с регулируемой объемной производительностью, например, путем изменения мертвого объема первой ступени, микрохолодильник 2, снабженный регулируемым дросселем 3 и датчиками температуры 4 и 5 объекта охлаждения 15

6 и испарителя, и присоединенный линиями прямого 7 и обратного 8 потоков криоагента к компрессору, а через. электромагнитные клапаны 9 и 10к аккумулирующей емкости 11. В линии 20

8 обратного потока установлен датчик давления 12, Объемная производительность компрессора 1, расход криоагента через

,дроссель 3 и давление криоагента в линии связи обратного потока регулируются блоком управления 13 в зависимости от величины электрического тока привода, сигналов датчиков температуры 4 и 5 и датчика лавления 12, В пусковом периоде криоагент сжимают в компрессоре 1, расширяют в микрохолодильнике 2, а затем охлаждают с помощью этого криоагента охлаждаемый объект 6. С понижением температуры охлаждаемого объекта 6 снижают давление в линии 8 всасывания,. компрессора 1. Одновременно с этим увеличивают объемную производитель- ность компрессора 1. При этом давление в линии 8 всасывания компрессора 1 и производительность последнего ления 12 и в зависимости от величины электрического тока в цепи привода компрессора. Одновременно блоком управления 13 уменьшается расход криоагентачерез дроссель 3 и увеличивается объемная производительность компрессора 1. Такой процесс регулирования осуществляется до тех пор дока температура охлаждаемого объекта б не достигнет расчетного значения, после достижения которой блок управления 13 устанавливает давление криоагента в линии 8 обратного потока, его расход через дроссель 3 и объемную производительность компрессора 1 равными значениям, соответствующим стационарному режиму работы установки.

При реализации дискретного режима работы криогенной установки в пусковом периоде блок управления 13, например, через равные временные промежутки расчетное количество раз ступенчато уменьшает давление криоагента в линии 8 обратного потока, его расход через дроссель 3 и увеличивает объемную производительность компрессора 1. Причем эти изменения выполняются одновременно и согласованы таким образом, что мощность,. потребляемая приводом компрессора, не превышает допустимую.

Несмотря на уменьшение объемной производительности компрессора в пусковом периоде при повышении давления криоагента в линии обратного потока

его массовая производительность, вследствие роста плотности криоагента, 974065 l0

Формула изобретения и сокращение пускового периода следует ожидать еще более ощутимыми.

При длительности пускового периода, одинакового с прототипом, уменьшение массы, габаритов и повышение термодинамической эффективности криогенной установки, реализующей данный способ работы, зависит от массы охлаждаемого объекта, и чем эта масса больше, тем улучшение указанных характеристик более существенно.

1. Способ работы криогенной уста- 15 новки в пусковом периоде путем сжа,тия криоагента в компрессоре и расши:рения его в микрохолодильнике с последующим охлаждением объекта, с по-

"ижением температуры которого снижают давление в линии всасывания компрессора, отличающийся тем,-что, с целью сокращения пускового периода, одновременно со снижением давления в линии всасывания компрессора увеличивают объемную производительность последнего.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что давление в линии всасывания компрессора и производительность последнего изменяют дискретно.

:Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 580415, кл. F 25 В,9/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 842355, кл. F 25 В 9/02, 1978.

974065

Заказ 8668/52 Тираж 543

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

Составитель IO. Килимник

Редактор Т. Парфенова Техред Т.Маточка Корректор Г. Огар