Способ охлаждения сжатого газа и устройство для его осуществления

) 4 Г 25 В 9/02 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нноГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институт общейи неорганической химии им.Н.С.Курнакова(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СЖАТОГО ГАЗАИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦ 1 ЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ охлаждения сжатогогаза путем его импульсной подачи в виде порций в приемную трубку,заполненную приемным газом, сжатияпоследнего в течение каждого импуль- .са с образованием уцарной волны,перемещающейся вдоль трубки, расширения охлаждаемого газа с понижением его температуры, вывода охлаждего газа из трубки и заполнения последней новой порцией приемногогаза, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью иовыгения теплового КПДи снижения температурного уровня,образующуюся ударную волну выводятиз трубки по ходу ее распространенияа вывод охлажденного газа осуществляют посредством его сброса в зонупониженного давления.2, Устройство для охлаждения сжатого газа, содержащее вращающуюся распределительную камеру с соплом, расположенным перпендикулярно оси вращения, приемные трубки с концевыми участками, размещенные радиально и равномерно по окружности вокруг распределительной камеры, и камеру отвода охлажденного газа с выходным патрубком, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения теплового КПД и уменьшения времени выхода на режим, концевой 16588участок каждой приемной трубкивыполнен в виде диффузора с открытымвыходным торцом и сквозными каналами в боковых стенках,3. Устройство по п, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что распределительная камера снабжена цилиндрическим кожухом, сообщенным с выходным патрубком камеры отвода охлажденного газа, причем на боковой поверхности кожуха выполнены окна с направляющими лопатками, Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовако для охлаждения и сжижения сжатыхгазов в химической, нефтяной и других отраслях промьппленности.Цель изобретения - повышение теплового КПД, снижение температурногоуровня и уменьшение времени выходана режим.На фиг; 1 изображено устройство,иллюстрирующее предлагаемый способохлаждения сжатого газа, продольныйразрез; на фиг. 2 в . то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - концевойучасток приемной трубки,Устройство содержит вращающуюсяраспределительную камеру 1, на выходном конце которой закреплено сопло 2, размещенное напротив входныхучастков приемных трубок 3. Приемные трубки 3 расположены радиальнои равномерно вокруг оси вращения,а их концевые участки выполнены либов виде полого цилиндра 4, либо в виде полого конуса 5, расширяющегосяпо направлению от распределительнойкамеры 1, На внешней поверхностиконцевых участков трубок имеютсясквозные каналы 6 для подсасываниягаза из окружающей среды. Торцовыйучасток 1 трубок 3 открыт, поэтомутрубки сообщаются с окружающей средой, На трубках могут быть установлены теплозащитные экраны 8, предотвращающие возврат горячего газа,вытесненного из трубок, через каналы 6, Для сбора и отвода охлажденного газа предусмотрена отводная каме 51 О пружинного типа,Устройство при реализации предлагаемого способа работает следующим образом.Сжатый рабочий газ под действием перепаца давлений вытекает из вращающегося сопла 2 и попадает поочередно в приемные трубки 3. В каждой из этих трубок происходит преобразование потенциальной энергии рабочего газа (сопровождающееся его расширением и охлаждением) в потенциальную и кинетическую энергии порции приемного газа (сопровождающееся ее сжатием и нагревом), находяшейся в трубке. Приемный газ и движущийся в кем с большим опережением фронт уцарной волкы под действием сообщенной рабочим газом энергии выбрасываются в окружающую среду, где полученная ими энергия рассеивается. При этом движении нагретая порция приемного газа будет заменяться подсасываемым через каналы 6 более холодным газом из окружающей среды. 15 2025 ЗО 35 Далее под действием перепада давлений, образовавшегося из-за перерасра 9. На распределительной камере 1может быть установлено устройстводля отсасывания газа из приемныхтрубок, выполненное в виде кожуха 10,установленного с возможностью поворота относительно оси сопла. Кожух 10содержит верхнюю крышку ",1 и окна 12с направляющими лопатками 13. В канале 6 могут быть установлены обратные клапаны, например клапаны 14киппельного типа или клапаны 151216588 10 Т 1 ЯЩиг, 2 74 ВНИИПИ Заказ 989/ Т дписно илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ширения рабочего газа и подсасывающего действия источника вакуума в камере 9, происходит изменение направления движения газа в приемной трубке, Холодный рабочий газ вытесняется из нее и поступает через камеру 9 потребителю.Со снижением температуры поступающей вместо предыдущей порции приемного газа новой порции приемного газа (в общем случае со снижением удельной внутренней энергии приемного газа) эффективность устройства возрастает. На рабочем (стабильном) режиме наибольший результат будет получен при равенстве удельных энергий предыдущей и последующей порции приемного газа.Отсасывающее устройство с перфорированным кожухом и направляющими лопатками, примыкающими к окнам перфорации, дает возможность упорядочить движение газовых потоков и открывать входные участки приемных трубок только для впуска-выпуска рабочего газа, Направляющие лопатки организуют поток отсасываемого газа и "концентрируют" подсасывающее действие отводной камерыу тех приемных трубок, которыеоткРыты для выпуска газа, Повороткожуха относительно оси сопла позволяет согласовать фазы выпуска ивпуска рабочего газа.Использование обратных клапанов10 позволяет недопустить обратноговыхода новой порции приемного газа,вошедшей из окружающей среды в режиме обратного тока газа по приемной трубке. Конкретная конструкцияобратных клапанов выбирается в соответствии с температурным уровнемработы устройства и его производительностью,В качестве окружающей среды можетбыть не только атмосфера, но и имитирующий ее замкнутый объем, находящийся на заданном температурном уровне.Установка теплозащитного экранапредотвращает попадание нагретогогаза обратнов приемную трубку.