Способ работы криогенной установки в пусковом периоде

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 1974065(22) Заявлено 12. 05, 81 (21) 3290552/23-06с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 15.1182.Бюллетень М 42Дата опубликования описания 15.11.82 11 М Кл 3 Е 25 В 9/02 Государственный комитет СССР по делам изобретении и открытий(54) СПОСОБ РАБОТЫ КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКИ В ПУСКОВОМ ПЕРИОДЕИзобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к технике получения криогенных температур в дроссельных установках,Известен способ работы в пусковомпериоде криогенной установки, содержащей баллон со сжатым криоагентом,компрессор и подключенный к ним двухконтурный холодильник с объектом охфлаждения, включающий процессы предварительной зарядки баллона сжатымкриоагентом, сжатие криоагента в ком,пресаоре, расширение сжатих криоагентов в холодильнике с последующимохлаждением объекта 1 1.Недостатком такого способа работы криогенной установки в пусковомпериоде является большой вес и габа"риты установок его реализующих приохлаждении объектов относительнобольшой массы, что обусловлено существенным увеличением количествасжатого криоагента в баллоне.Этого недостатка в значительной,мере лишен способ работы криогеннойустановки в пусковом периоде путемсжатия криоагента в компрессоре ирасширения его в синхрохолодильникес последующим охлаждением объекта,с понижением температуры которогО снижают давление в линии всасываниякомпрессора21.При работе установки по известно 5,му способу начальное давление в линии всасывания устанавливают несколько выше, чем это давление в рабочемрежиме. Этим обеспечивают увеличениерасхода компрессора, а следовательно и холодопроизводительности установки. При этом соответственно увеличивается и мощность для привода ком"прессора. Увеличение потребляемоймощности ведет к быстрому перегревукомпрессора и ограничивает степеньувеличения холодопроизводительностив пусковом периоде, что влечет засобой ограничения по сокращению пускового периода,Цель изобретения - сокращение пускового периода.Поставленная цель достигается тем,что одновременно с снижением давления в линии всасывания компрессораувеличивают объемную производитель 25 ность последнего. При этом давлениев линии всасывания компрессора ипроизводительность компрессора могутизменяться дискретно.На фиг. 1 изображена схема криогенной установки для реализации дан 974065ления 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,35 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 потокаРеализация 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 энергопотребления, массы и габаритов. Это обеспечивает соответствующее сокращение длительности пускового периода, Однако, учитывая существенное повышение иэотермического КПД компрессора при увеличении др 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 егс первой ступени до тех пор, пока потребляемая мощность не уменьшится до допустимого значения. Вследствие этого развивафтся максимальная холодопройзводиФельность, 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 ного способа; на фиг. 2 - график зависимости холодопроизводительностиЯ Установки от давления Р криоагента в линии всасывания при постояннойвеличине потребляемоймощности (криоагент - азот, давление в линии нагнетания 15 МПа, потребляемая мощность300 Вт, изотермический КПД компрессора 0,21.Установка содержит компрессор 1с регулируемой объемной производительностью, например, путем изменения мертвого объема первой ступени,микрохолодильник 2, снабженный регулируемым дросседем 3 и датчикамитемпературы 4 и 5 объекта охлаждения 156 и испарителя, и присоединенныйлиниями прямого 7 и обратного 8 потоков криоагента к компрессору, а через электромагнитные клапаны 9 и 10 к аккумулирующей емкости 11. В линии8 обратного потока установлен датчикдавления 12,Объемная производительность компрессора 1, расход криоагента через,дроссель 3 и давление криоаГента влинии связи обратного потока регулируются блоком управления 13 в зависимости от величины электрическоготока 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 влинии 8 всасываниякомпрессора 1. Одновременно с этимувеличивают объемную производитель-ность компрессора 1. При этом давление в линии 8 всасывания компрессора 1 и производительность последнего вследствие роста плотности криоагента,974065 0 формула изобретения 3,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 неявки в пусковом периоде путем сжа,тия криоагента в компрессоре и расширения его в микрохолодильнике с последующим охлаждением объекта, с попижением температуры которого снижают давление в линии всасываниякомпрессора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью сокращения пускового периода, одновременно со снижением давления в линии всасываниякомпрессора увеличивают объемнуюпроизводительность последнего,2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и йс я тем, что давление влинии всасывания компрессора и производительность последнего изменяютдискретно,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 580415, кл. Р 25 В,9/02, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР У 842355, кл, Р 25 В 9/02, 1978.