Патент на изобретение №2250423
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ВОЛНОВОЙ ДЕТАНДЕР-КОМПРЕССОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к волновым детандерам-компрессорам и может быть использовано в компрессионных системах и установках, в которых применяются расширительные машины. Волновой детандер-компрессор содержит корпус с установленным внутри него на валу ротором с энергообменными каналами, соединяющимися при вращении ротора с патрубками подвода и отвода газа через сопла подвода, и диффузоры отвода газа соответствующих газораспределителей. Корпус выполнен в виде статора с электрической обмоткой. Ротор с энергообменными каналами снабжен короткозамкнутой обмоткой, стержни которой расположены между наружной поверхностью ротора и его энергообменными каналами. Использование изобретения позволит упростить конструкцию волнового детандера-компрессора. 2 ил.
Изобретение относится к волновым детандерам-компрессорам и может быть использовано в компрессионных системах и установках, в которых применяются расширительные машины. Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является волновой детандер-компрессор, содержащий корпус с установленным внутри него на валу ротором с энергообменными каналами, соединяющимися при вращении ротора с патрубками подвода и отвода газа через сопла подвода и диффузоры отвода газа соответствующих газораспределителей, при этом ротор приводится в действие электродвигателем через магнитные полумуфты, между которыми установлен распределительный колпак, обеспечивающий герметичность устройства (см. Бобров Д.М. и др. Вклад ВНИИГАЗа в создание и совершенствование расширительных холодильных машин с волновым рабочим процессом, кн. Этапы развития газоперерабатывающей подотрасли. М., 1998, с.183-198). Недостатком данного устройства является сложность конструкции, заключающаяся в соединении вала ротора с электродвигателем через муфту и необходимости разделительного колпака для обеспечения герметичности волнового детандера-компрессора. Задачей данного технического решения является упрощение конструкции волнового детандера-компрессора. Решение поставленной задачи достигается тем, что в волновом детандере-компрессоре, содержащем корпус с установленным внутри него на валу ротором с энергообменными каналами, соединяющимися при вращении ротора с патрубками подвода и отвода газа через сопла подвода и диффузоры отвода газа соответствующих газораспределителей, корпус выполнен в виде статора с электрической обмоткой, ротор с энергообменными каналами снабжен короткозамкнутой обмоткой, стержни которой расположены между наружной поверхностью ротора и его энергообменными каналами. На фиг.1 изображен продольный разрез волнового детандера-компрессора, а на фиг.2 – его поперечный разрез (по линии А-А). Волновой детандер-компрессор содержит корпус 1, выполненный в виде статора с электрической обмоткой 2, и установленный внутри корпуса 1 на валу 3 ротор 4. Ротор снабжен короткозамкнутой обмоткой, стержни 5 которой размещены в теле ротора 4 и замкнуты с двух сторон кольцами 6. В теле ротора 4 выполнены энергообменные каналы 7, оси которых параллельны оси ротора 4. Вал 3 ротора 4 расположен в подшипниках 8, размещенных в соответствующих полостях газораспределителей 9, которые содержат сопла 10 подвода и диффузоры 11 отвода газа. Газораспределители 9 укреплены между корпусом 1 и первой крышкой 12 с патрубками подвода 13 и отвода 14 газа, предназначенными для активного газа, и второй крышкой 12 с патрубками подвода 15 и отвода 16 газа – для пассивного газа. Корпус 1, газораспределители 9 и крышки 12 стягиваются между собой с помощью шпилек 17, проходящих через сквозные отверстия в обеих крышках, обоих газораспределителях и корпусе. Волновой детандер-компрессор работает следующим образом. При подаче электрического тока в электрическую обмотку 2, расположенную в корпусе 1, представляющем собой статор, возникает вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя с короткозамкнутой обмоткой ротора 4, наводит в ней ЭДС. При этом в стержнях 5 обмотки ротора 4 появляются токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся магнитным полем на роторе 4 возникают электромагнитные силы, результирующая сила которых создает электромагнитный вращающий момент. Вследствие этого ротор 4 приходит во вращение с определенной частотой в сторону вращения поля статора. Эксперименты показали, что в оптимальном режиме установленный на валу 3 ротор 4 вращается с частотой, значение которой находится в диапазоне от 2500 об/мин до 6000 об/мин. При вращении ротора 4 в энергообменные каналы 7 через патрубки крышек 12 и газораспределители 9 в определенной последовательности поступают и удаляются потоки активного газа по патрубкам 13 и 14 и пассивного газа – по патрубкам 15 и 16. В процессе их взаимодействия происходит снижение давления и температуры активного газа, т.к. от него отводится энергия, и повышение давления и температуры пассивного газа. В результате этого активный газ расширяется и охлаждается, а пассивный газ (до 40% от расхода активного газа) сжимается. За один оборот ротора 4 с энергообменными каналами 7 может осуществляться несколько рабочих циклов устройства. Для оптимизации рабочего цикла необходимо согласование моментов достижения волнами стенок газораспределителей 9 с временем открытия или закрытия сопел 10 и диффузоров 11. При этом конструктивные характеристики газораспределителей 9 определяются значительным числом факторов, в том числе термодинамическими параметрами активного и пассивного газов на входе и выходе из устройства, геометрическими характеристиками ротора 4, частотой его вращения. Использование изобретения позволяет упростить конструкцию волнового детандера-компрессора.
Формула изобретения
Волновой детандер-компрессор, содержащий корпус с установленным внутри него на валу ротором с энергообменными каналами, соединяющимися при вращении ротора с патрубками подвода и отвода газа через сопла подвода, и диффузоры отвода газа соответствующих газораспределителей, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде статора с электрической обмоткой, ротор с энергообменными каналами снабжен короткозамкнутой обмоткой, стержни которой расположены между наружной поверхностью ротора и его энергообменными каналами.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 09.04.2006
Извещение опубликовано: 10.05.2007 БИ: 13/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
