УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА СЖАТОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ИЗ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
DEVICE FOR SELECTING COMPRESSED FLUID FROM THE REFRIGERATION SYSTEM

Изобретение относится к устройству отбора текучей среды из холодильной установки. Устройство отбора текучей среды включает в себя компрессор и протекаемое текучей средой охлаждающее устройство, которое включает в себя протекаемую текучей средой трубопроводную структуру с несколькими соединенными между собой трубопроводными элементами. Трубопроводная структура имеет впускной патрубок текучей среды и выпускной патрубок текучей среды. Обычно в случае с текучей средой речь может идти о конденсирующемся газе. Охлаждающее устройство используется для охлаждения компрессора, который отбирает конденсирующиеся газы из технологического процесса. Подобные устройства отбора текучей среды находят применение в процессе технического обслуживания холодильных установок или систем кондиционирования воздуха, таких как, например, кондиционеры. Основной принцип работы такого охлаждающего устройства состоит в том, что предварительно подвергнутая сжатию текучая среда протекает в трубопроводную структуру через впускной патрубок текучей среды и конденсируется при протекании через трубопроводную структуру. При этом она отдает тепло наружу, прежде чем в виде жидкости выйти из трубопроводной структуры через выпускной патрубок текучей среды.
Для очистки или технического обслуживания охлаждающего устройства или для предупреждения того, чтобы различные конденсирующиеся жидкости не смешивались по ходу различных технологических процессов, текучая среда должна полностью удаляться из трубопроводной структуры. Известно, что для очистки охлаждающего устройства используют способ промывки (продувки), согласно которому через трубопроводную структуру пропускают находящуюся под давлением промывочную (продувочную) текучую среду, например воздух, а затем снова заполняют другим жидкотекучим хладагентом. Для этого требуются дополнительные насосы и клапаны, чтобы сначала скачать хладагент из трубопроводной структуры, а затем прокачать очищающий (продувочный) газ через трубопроводы.
В основу изобретения положена задача создать более просто очищаемое устройство отбора для отбора текучей среды из холодильной установки. Устройство отбора текучей среды согласно изобретению определено отличительными признаками по п. 1 формулы изобретения.
Согласно этому трубопроводная структура имеет несколько соединенных между собой трубопроводных элементов с расположенным над трубопроводными элементами впускным патрубком текучей среды и расположенным под трубопроводными элементами выпускным патрубком текучей среды, причем трубопроводные элементы расположены соответственно с наклоном под углом α относительно горизонтальной плоскости таким образом, что вся текучая среда, поступающая через впускной патрубок текучей среды, при открытом выпускном патрубке текучей среды под воздействием силы тяжести автоматически перемещается к выпускному патрубку текучей среды. При этом угол α может составлять от 1 до 4°, предпочтительно от 2 до 3° и, прежде всего, примерно 2,5°. Благодаря наклонно расположенным, последовательно протекаемым текучей средой текучая среда при открытом выпускном патрубке текучей среды под воздействием силы тяжести может стекать из выпускного патрубка текучей среды без использования дополнительных насосов или клапанов. При открытом впускном патрубке текучей среды и/или при открытом выпускном патрубке текучей среды, то есть в условиях атмосферного давления внутри трубопроводной структуры, такой текучей средой является, предпочтительно, жидкий хладагент. Текучая среда может без остатка вытекать из выпускного патрубка текучей среды, не прибегая к перемещению или поворачиванию устройства отбора текучей среды.
Трубопроводные элементы выполнены, предпочтительно, прямолинейными и расположены друг за другом в направлении потока текучей среды. При этом трубопроводные элементы могут быть размещены штабелем друг над другом. Трубопроводные элементы, расположенные друг за другом в направлении потока текучей среды, наклонены относительно друг друга, предпочтительно, под углом β. Угол β может составлять от 1 до 9°, предпочтительно от 3 до 7° и, прежде всего, примерно 5°. Для типичного хладагента при этом получаются преимущественные скорости движения потока в расчете на равномерное и полное вытекание текучей среды из трубопроводных элементов.
Трубопроводные элементы, расположенные друг за другом в направлении потока текучей среды, соответственно соединены, предпочтительно, U-образными соединительными патрубками, которые расположены в плоскости, наклоненной относительно горизонтальной плоскости под углом γ. При этом угол γ может составлять от 10 до 50°, предпочтительно от 25 до 35° и, прежде всего, примерно 30°. Благодаря этому текучая среда при открытом выпускном патрубке текучей среды и атмосферном давлении вытекает также полностью и из изогнутых соединительных патрубков.
Трубопроводные элементы расположены укладкой в штабель, предпочтительно, в двух различных расположенных параллельно друг другу плоскостях, причем обе плоскости наклонены соответственно относительно вертикальной плоскости и относительно горизонтальной плоскости. Угол наклона δ этих плоскостей относительно вертикальной плоскости составляет предпочтительно от 5 до 35°, более предпочтительно от 15 до 25° и, прежде всего, примерно 20°. При этом трубопроводные элементы, расположенные друг за другом в направлении потока текучей среды, должны располагаться в различных плоскостях из этих двух плоскостей. При этом получается компактная компоновка трубопроводных элементов, из которой текучая среда при открытом выпускном патрубке текучей среды может вытекать полностью.
В преимущественном выполнении охлаждающее устройство снабжено ребрами охлаждения для трубопроводной структуры, в которых, соответственно, имеются расположенные вдоль первой прямой отверстия для трубопроводных элементов первой плоскости и расположенные вдоль второй прямой, проходящей параллельно первой прямой, канавки для трубопроводных элементов второй плоскости. Эти ребра охлаждения могут располагаться рядом друг с другом и параллельно друг другу, причем отверстия в ребрах охлаждения контактируют с трубопроводными элементами первой плоскости, а канавки не контактируют ни с какими трубопроводными элементами. Теплообмен в этом случае осуществляется только между приходящимися на первую плоскость трубопроводными элементами и ребрами охлаждения. Канавки для трубопроводных элементов второй плоскости способствуют упрощению монтажа ребер охлаждения на трубопроводной структуре.
В направлении протекания потока на участке перед трубопроводной структурой охлаждающее устройство включает в себя, предпочтительно, компрессор, выполненный с возможностью протекания текучей средой и соединенный с впускным патрубком текучей среды в системе трубопроводной структуры. С помощью компрессора протекающий через трубопроводную структуру хладагент перед протеканием через трубопроводную структуру можно подвергнуть сжатию таким образом, что при протекании через трубопроводную структуру в хладагенте происходит сброс давления и при этом он поглощает тепло.
В направлении протекания потока перед компрессором и/или в направлении протекания потока на участке после выпускного патрубка текучей среды, предпочтительно, предусмотрены самоблокирующиеся в обоих направлениях разъемы и/или самоблокирующиеся в обоих направлениях быстродействующие муфты.
Далее на основе фигур приведено более подробное разъяснение примера конструктивного выполнения согласно изобретению.
Фиг. 1 - эквивалентная схема устройства отбора текучей среды,
Фиг. 2 - вид в аксонометрии устройства отбора текучей среды с компрессором, включенным перед ним по технологической цепочке,
Фиг. 3 - устройство отбора текучей среды в боковом разрезе,
Фиг. 4 - объемное изображение трубопроводной структуры,
Фиг. 5 - вид со стороны в направлении стрелки V на фиг. 4,
Фиг. 5А - вид со стороны в направлении стрелки Va на фиг. 4,
Фиг. 5Б - вид со стороны в направлении стрелки Vb на фиг. 4,
Фиг. 6 - изображение согласно фиг. 4 со смонтированными ребрами охлаждения,
Фиг. 7 - вид со стороны в направлении стрелки VII на фиг. 6,
Фиг. 8 - вид сверху на первое ребро охлаждения, и
Фиг. 9 - вид сверху на второе ребро охлаждения.
На эквивалентной схеме (см. фиг. 1) представлено устройство 10 отбора текучей среды согласно изобретению, которое состоит из охлаждающего устройства 11, включенного перед ним по технологической цепочке в направлении потока текучей среды компрессора 14 и еще раньше включенных перед ним по технологической цепочке самоблокирующейся в обоих направлениях, быстродействующей муфты 16 и самоблокирующегося в обоих направлениях разъема 18, а также включенных далее по технологической цепочке самоблокирующейся в обоих направлениях, быстродействующей муфты 20 и самоблокирующегося в обоих направлениях разъема 22. Охлаждающее устройство 11 состоит из трубопроводной структуры 12 и ребер 34а, 34b охлаждения на трубопроводной структуре.
Как представлено на фиг. 4 и 5, трубопроводная структура 12 состоит из нескольких прямолинейных трубопроводных элементов 24, 26, впускного патрубка 28 текучей среды, выпускного патрубка 30 текучей среды и нескольких соединительных патрубков 32, которые с обеспечением пропускания текучей среды соединяют соответственно два расположенных друг за другом в направлении потока текучей среды трубопроводных элемента 24, 26. При этом трубопроводные элементы 24 расположены друг над другом в первой плоскости, проходящей параллельно второй плоскости, в которой друг над другом расположены остальные трубопроводные элементы 26. Таким образом, в направлении потока текучей среды трубопроводный элемент 24 первой плоскости расположен между трубопроводными элементами 26 второй плоскости. Трубопроводный элемент 26 второй плоскости в направлении потока текучей среды расположен между трубопроводными элементами 24 первой плоскости. Соответственно, трубопроводный элемент 24 первой плоскости посредством двух соединительных патрубков 32 соединен с двумя трубопроводными элементами 26 второй плоскости.
Как представлено на фиг. 5, соседствующие между собой, расположенные друг за другом в направлении потока текучей среды, приходящиеся на различные плоскости трубопроводные элементы 24, 26 наклонены по отношению друг к другу под углом β примерно в 5°, то есть под углом в 5° или 5,1°. В боковых проекциях согласно фиг. 5А и 5Б, при рассмотрении в направлении стрелок Va и Vb на фиг. 4, плоскость соединительных патрубков 32 наклонена по отношению к горизонтальной плоскости под углом γ примерно в 30°. На фиг. 7 можно распознать, что каждый трубопроводный элемент 24, 26 наклонен по отношению к горизонтальной плоскости под углом α примерно в 2,5°. На фиг. 2 и 3 видно, что плоскость трубопроводных элементов 24 и плоскость трубопроводных элементов 26 расположены параллельно друг другу и соответственно наклонены под углом δ относительно вертикальной плоскости. Угол δ составляет примерно 20°.
На фиг. 6 и 7 показаны проходящие параллельно друг другу и расположенные вдоль трубопроводной структуры 12 ребра 34а, 34b охлаждения. При этом соответственно левое ребро 34а охлаждения согласно фиг. 8 расположено рядом с правым ребром 34b охлаждения согласно фиг. 9. Ребра 34а, 34b охлаждения соответственно снабжены отверстиями 36 в форме проемов для трубопроводных элементов 24 первой плоскости. Для трубопроводных элементов 26 второй плоскости каждое ребро 34а, 34b охлаждения снабжено канавками 38. На фиг. 8 и 9 можно распознать, что отверстия 36 и канавки 38 расположены соответственно вдоль прямой. Согласно профилю обеих плоскостей, на которые приходятся трубопроводные элементы 24, 26, эти две прямые также расположены параллельно друг другу. В то время как отверстия 36 полностью охватывают приходящиеся на первую плоскость трубопроводные элементы 24 и контактируют с ними с обеспечением теплопроводности, на участке каждой канавки 38 никакой контакт с тем или иным трубопроводным элементом 24, 26 и, прежде всего, никакой теплообмен не предусмотрены.