Устройство для сжатия холодных газов и паров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 91 111) 754 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМУ СВ ЕПЬСТ 11 3 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения(56) Шумский К. П. Вакуумные аппараты иприборы химического машиностроения.М.: Машиностроение, 1974, с. 351 - 361.Хлумский В. Ротационные компрессоры ивакуум-насосы. - М.: Машиностроение,1971, с. 127,(54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ СЖАТИЯХОЛОДНЫХ ГАЗОВ И ПАРОВ, содержа(я) 4 Г 04 С 19 00 Р 25 Р 1 00 щее двустенный цилиндрический корпус, выполненные в нем окна, сообщенные с всасывающим и нагнетательным патрубками, и эксцентрично установленный в корпусе ротор с лопатками, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода энергии на сжатие и повышения безопасности при работе с пожаро- и взрывоопасными газами и парами, оно снабжено сетчатым барабаном, установленным в корпусе с образованием кольцевого зазора, и теплопроводным элементом, размещенным между стенками корпуса с обеспечением теплового контакта с внутренней стенкой, при этом в роторе выполнены радиальные пазы, а лопатки установлены в них одними концами с возможностью перемещения, другие концы лопаток жестко свя- Ж заны с сетчатым барабаном.1255754 10 15 25 30 35 40 45 50 Составитель И. ШабалинаТехред И. Верее Корректор А. ЗимокосовТираж 586 ПодписноеВИИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и о 1 крытий13035, Москва, Ж- - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор А. ШишкинаЗаказ 4798/35 Изобретение относится к криогенно-вакуумной технике и может быть использовано для сжатия холодных газов и паров в различных технологических циклах и при откачке холодных газов и паров криогенных жидкостей при их переохлаждении,Цель изобретения - снижение расхода энергии на сжатие и повышение безопасности при работе с пожаро- и взрывоопасными газами и парами.На чертеже изображено устройство для сжатия холодных газов и паров.Предлагаемое устройство содержит двустенный цилиндрический корпус 1, выполненные в нем окна 2 и 3, сообщенные со всасывающим 4 и нагнетательным 5 патрубками и эксцентрично установленный в корпусе 1 ротор 6 с лопатками 7. Устройство имеет сетчатый барабан 8, установленный в корпусе 1 с образованием кольцевого зазора 9 между их стенками, и подсоединяемый к тепловому источнику (не показан) теплопроводный элемент 10, размещенный между стенками корпуса 1 с обеспечением теплового контакта с внутренней стенкой. В роторе 6 выполнены радиальные пазы 11 и лопатки 7 установлены в них одними концами с возможностью перемещения, а другие концы лопаток 7 жестко связаны с сетчатым барабаном 8.В качестве теплопроводного элемента 10 может быть использована, например, тепловая труба, впадины которой выполняют роль конденсационных зон, а вершины испарительных зон.В качестве энергоносителя в такой тепловой трубе используют холодильный агент температурой испарения, близкой к температуре окружающей среды 20 С. Конденсация холодильного агента происходит при температуре около 4 С, что обеспечивает подвод к внутренней стенке корпуса 1 высоких тепловых потоков при низких положительных температурах. Это не слишком отепляет воду, содержашуюся в корпусе, и гарантирует предотвращение ее замерзания. Для поддержания интенсивности процесса подвода тепла к водяному кольцу испарительные зоны гибкой тепловой трубы Гвершины ее) могут подогреваться проточной водой, имеюшей ту же температуру, что и окружающий воздух, т.е. 20 С.Работу с предлагаемым устройством осуществляют следующим образом.Перед началом работы корпус 1 заливают порцией воды и через теплонроводный элемент 10 соединяют с тепловым источни. ком, При вращении ротора 6 лопатки 7 делят все серповидное пространство на ряд ячеек, в каждой из которой на периферии формируется водяной слой равной толщины, соединяющийся в единое водяное кольцо. Так как ячейки правой части увеличивают свой объем, а ячейки левой части уменьшают, холодный газ из всасываюшего патрубка 4 через всасывающее окно 2 поступает на всасывание ячеек правой половины и по мере их уменьшения происходит сжатие газа. Сжатый и холодный газ отводится через нагнетательные окно 3 и патрубок 5. Одновременно в результате охлаждения поверхности водяного кольца изнутри холодным газом оно промерзает на толщину, обеспечивающую армирование образованного ледяного кольца сетчатым барабаном 8. Ледяное кольцо вращается вместе с сетчатым барабаном 8 и лопатками 7 в водяном кольце, которое, являясь гидрозатвором, не создает значительного сопротивления вращению ротора 6 с лопатками 7, поскольку лопатки 7 не погружены в воду и не перемешивают ее. Водяное кольцо выполняет роль смазочной среды для системы ротор - лопатки - сетчатый барабан. Водяное кольцо не замерзает от контакта со льдом из-за наличия теплопритока по тепло- проводному элементу 10 и подачи свежих порций воды. Предлагаемое устройство позволяет вести откачку газов и паров, находящихся при низких тем пературах, вплоть до криогенных, из-за отсутствия мест трения можно сжимать горючие, взрывоопасные газы и газы, склонные к распаду, при повышении безопасности работы с ними. Обеспечивается снижение расхода энергии, поскольку перемешивание рабочей жидкости лопатками отсутствует, а враШение ледяного кольца с гладкой поверхностью в воде потребует затраты энергии примерно на порядок меньше, ибо расход энергии здесь определяется только потерями на трение. В случае перемешивания воды лопатками кроме потерь с трением добавляются потери гидродинамические и механические, которые превышают потери на трение.Как при работе в режиме вакуумного насоса, так и при работе в режиме компрессора предлагаемое устройство не имеет изнашиваюшихся узлов и деталей.