Вихревая труба и способ стабилизации режима работы вихревой трубы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЯО 1255825 ЕСПУБЛИ 5)4 Е 25 В 902 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СПОСОБ РАБОТЫ ю г о о гиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Одесский технологический институтхолодильной промышленности и Ленинградский политехнический институтим, М. И. Калинина(54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА ИСТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМАВИХРЕВОЙ ТРУБЫ(57) 1. Вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом и диафрагмой, выполненнуюв виде набора теплопроводных ребер, чередуюшихся с упругими кольцевыми прокладками, стянутого в пакет посредством стяжки, снабженной регулятором, отличающаясятем, что, с целью повышения термодинамической эффективности в диапазоне ц==0,3 - 1,0, ребра . по периметру отверстий имеют кольцевые выступы, контактируюгцие один с другим в одном из крайних положений пакета с образованием гладкой поверхности камеры энергетического разделения.2 Труба по и 1 отличающаяс тем, что выступы выполнены в виде конических отбортовок, образующих с продольной осью камеры энергетического разделения угол 5 - 45.3. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что диафрагма выполнена из упругого материала и связана кинематически с регулятором стяжек.4. Способ стабилизации режима работы вихревой трубы, содержащей камеру энергетического разделения с сопловым вводом и диафрагмой из упругого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и эксплуатационной надежности, в процессе работы трубы на диафрагму воздействуют вибрациями для очистки ее от загрязнений.5. Способ по п. 4, отличающиис тем, что вибрацию диафрагмы осупествляют путем подвода к ней газа с переменным давлением, отбираемым из камеры энергетического разделения.Изобретение относится к холодильной технике, в частности к охлаждаемым вихревым трубам, предназначенным для охлаж дения газа.Цель изобретения - - повышение термодинамической эффективности в диапазоне ц=0,31,0, а также повышение производительности и эксплуатационной надежности.На фиг. 1 показаца вихревая труоа для работы в режиме максимальной холодопроизволитсльности гг - - продольный разрез;на фиг. 2 -- то же, для работы в режиме максимальной температурной эффскгивцости р,=0,3 0,4), продольный разрг.з; цз фиг. 3 - то же, с кольцевыми выступами в виде конических отбортовок, в которой реали зустся предлагаемый способ стабилизации РГ. ж 51 Ы СГ Рс)Г)О1.Вихревая труба содержит сг)плг)вг)51 вод 1, ПатРУбОК 2 1 ПЪСКс) ХОЛОЛНОГО ПГ) ГГ)КЗ, камеру 3 энергоразлслсния с нзгн)ром тсцлопроодцых ребер 4, снабженных це 1 ггральными соосными отв(рстиями 5 и си)1- МЕТРИгцыИ КОЛЬЦЕВЫМИ ВЬСГМПЗМИ ) ПО ПСРИМ(ТРУ Цептрс 1 Н 1 Х ОТС)СТИ 1, И КОГЬЦЕЫХ ПРОК,1 ЫЛОК Г ИЗ ПРУСИ О ХсгТСРИЗЛс.В КО ЧЬЦРВО,ч 1 Ка Пс 51 С ПсР сбис 1 2 ЫПУСКс 1 холодного потока размещены диафрагма 8, выпочпсцнзя из упругого материала. Ребра 4 сцзбжсны стяжками 9, а сопловой ввод 1, патрубок 2 и диафрагма 8 фиксируются стяжками 1 О. Между ребрами 4 образовы- Зр цы внутренние 11 и периферийные 12 зазо. ры, разделешыс кольцевой прокладкой 7.Совокупность внутренних зазоров1 и центральных отверстий 5 в срсбрых Образу(т Внутр(НН 10 О полость 13 кс 1 мг.Г)ы энерГОрззлсления. Во фланцс 14 камеры эцсргоразлелсния предусмотрена полость 15, снабженная крестовиной 16 и регулирую цим Всп - тилем 17 горячего цотг)кз. Выступы 6 11)гхт быть также ишолцены в Виде кони неких отбортовок, образующих с проло.1 ш 1 ой Осью кзмср 1 энсргорззлгхг;ни 51 хГО, 5 45), с с 3 м 3 и х рс Вы 51 Грубы с ц с О ж ) ци н с в; с 1 т ичсской камерой 18. При этом ц 1 зфрзгма 8 выполнена с полостью 19 В киле торы, КООРс 151 СВЯЗсНЗ С Пс 1 ТРабисМ:1 с)ЕГЪ,ИРГСО- го сечения через канал 20 во флзн 1 ГС 14 и гсцсрзтг)р 21 колебаний Гцзпримср, свисток Гартмана) с калСрой эцергораздсления и ат- МОСфСРОЙ. Д.151 РЕГУЛ ИРОВЗПИ 51 СЛУЖс 1 Т КС)ГГИ- ли 22 и 23. Голость 5 соединена с:1 нскмзтической камерой 18 1 госрслстгк)м кз,1 ибровочцого отверстия 24.ВихРсваЯ тРУба в Режиме мс)кси) с 1,ьнг)й хозОлг)произволитегьнг)с Г 51 раоотаг т следующим образом.Пгтгок сжатого газы цосугает к сг)плг)- вой ввод 1, где приобрстасг ихр(гн)й характер лижспия. Охзлицисс 5 при этомосевые слои вихря выолятся чсрсз цытрубокВЬПУСКЗ ХОЛОЛЦОГГ) ПОТОКЗ, Ы НЗГРЕцИЕС 5 периферийные слои устремляются навстречу холодным во внутреннюю полость 13 и, омывая теплопроводные ребра 4, отдают тепло окружающей среде, циркулирующей в периферийных зазорах 12. Охладившиеся периферийные слои газа пол действием градиента давлений двигаются в направлении, противоположном сопловому вводу 1, и, достигая фланца 14, формируют осевой вихрь и в противотоке через патрубок 2 выпуска холодного потока выводятся к потребителю. При работе вихревой трубы в этом режиме вентиль 17 горячего потока закрыт. Вихревая труба в режиме максимальной температурной эффективности работает следующим образом.Высокоскоростной поток сжатого газа поступает в сопловой вво,ч 1, где приобретает вихревой характер движения. Ох, ЗЛИВНИСС 5 Ц",)ИОСЕВЫС СЛОИ ВИХР 51 ВЫВОДЯТС 51 через патрубок 2, а нагревшиеся периферийные слои протекают через г,адкостенный цилиндрический участок, образованный сопряженныхи кольцевыми выступами 6 на ребрах, 4, и выводятся через вентиль 17. Регулировка режима работы осуцест 1 яется вентилем 17, ы также попутно величиной отверстия в диафрагме 8, зажатой между цатрубком 2 и вводом 1.Пневматическая камера 18 предназначена для управляемого изменения толщины упругих кольцевых прокладок 7 и диафрагмы 8. Фланец 14 выполняет функцию стенки пневматической камеры 18, установ.ченной с возможностью расширения или сжатия.Регулирование толщины прокладок 7 осуществляется слелуюшим образом. Давление в камере 18 задается соотношением сопротивлений калибровочного отверстия 24 и регулирующего вентиля 17. Так кык давление на фланец 14 со стороны камеры 3 эцергоразлеления в установившемся режиме практически постоянно тозаисимости от давления в полости пневматической камеры 18 возникает разность давлений на фланец 14, Выполнян)ций роль подвижной стенки пцсвмокымсры Тсм самым, меняя положение фланца4, изменяют толщину прокладок 7 и размеры зазоров между ребрами в диапазоне Величин 5 - 15 О 4 от диаметра вихревой трубы до нуля, т.е. ло смыкания ребер и формирования гладкостенной камеры энсргоразделения.Предлагаемый способ стабилизации ре. жима работы вихревой трубы реализуется следуощим образомВ случае нестабильной работы вихревой трубы, т.е. появления загрязнений ца диафрагме 8, например при появлении признаков обмерзация лиафрагмы, что возникает практически вс(Гла при работе на влажном воздухе, открывают вентиль 23. Газ проходит через генератор 21 колебаний и попадает в по,ость 19 диафрагмы 8, в кото 1255825рой возбуждаются колебания давления путем изменения расхода нагретого потока, отводимого в атмосферу через регулирующий вентиль 22. Таким образом, иней с поверхности диафрагмы удаляется при ее вибрации вследствие колебания давления в полости 19.