- •Устройство и принцип действия машины
- •Техническая характеристика.
- •Назначение, состав и принцип действия машины
- •Процесс ожижения газов (внешний процесс)
- •Устройство и принцип действия составных частей машины
- •Компрессор с ожижителем и электродвигателем
- •Кривошипная группа
- •2.1.2. Шатунно – поршневая группа
- •2.1.3. Трубчатый холодильник
- •2.1.4. Регенератор
- •2.1.5 Ожижитель
- •2.1.6. Масляный насос с масляным холодильником
- •2.1.7. Группа клапанов
- •2.1.8. Электродвигатель
- •Пусковой баллон
- •Водяной фильтр
- •Водоструйный насос
- •Приборный щит
- •Щит управления
- •Системы обеспечения нормальной работы машины и контроля за работой машины.
- •3.1. Система машины питания гелием.
- •3.2 Система смазки машины
- •3.3 Система охлаждения машины
- •3.4 Пусковая аппаратура и приборы управления
- •Испытание ткм зиф – 1000
Изучение конструкции и испытание газовой криогенной машины ЗИФ-1000
Цель работы: изучить особенности конструкции машины. Определить действительную холодопроизводительность и потребляемую мощность серийной ГКМ при различных рабочих параметрах. Провести расчет ГКМ.
Время: 6 часов.
Методические указания:
В начале занятия напомнить студентам правила техники безопасности.
В течении первых двух часов необходимо ознакомиться с конструкцией машины;а течении последующих четырех часов изучить методику испытания, произвести испытание и обработать полученные результаты.
Устройство и принцип действия машины
Техническая характеристика.
Тип машины - поршневая холодильно-газовая машина с вытеснителем.
Холодопроизводительность по жидкому азоту на температурном уровне -195,8С – 1160 Вт
Используемый криогент – гелий технический МРТУ 51-77-66
Количество гелия в машине – около 30 г.
Тип компрессора – поршневой, вертикальный, двухкривошипный с вытеснителем, бесклапанный, с замкнутым циклом
Диаметр цилиндра – 101,6 мм
Ход поршня – 52мм
Диаметр вытеснителя (по гильзе холодильника) – 70мм
Ход вытеснителя – 30мм
Ход смещения кривошипов - 70 (опережает вытеснитель)
Система смазки – принудительная под давлением и разбрызгиванием
Рабочее масло – турбинное масло 22П ГОСТ32-53 или турбинное масло ТСП-22 МРТУ 12Н 18-63
Заправочная емкость масляной системы – 1,25 л
Система охлаждения – жидкостная под давлением
Расход охлаждающей жидкости – не менее 1 м3 ч
Привод компрессора – непосредственный от трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Мощность электродвигателя – 17кВт
Число оборотов электродвигателя и компрессора – 1460 об \мин.
Питание электродвигателя – трехфазная четырехпроводная сеть частотой 50 Гц, напряжением 320 В
Холодопроизводительность машины установлена при следующих условиях и испытаниях:
Рабочее давление гелия в компрессоре 2,5 МПа
Расход охлаждающей жидкости не менее 1м3.ч
Температура охлаждающей жидкости +15С
Температура наружного воздуха +20С
Барометрическое давление окружающей среды 760 мм.рт.ст.
Назначение, состав и принцип действия машины
криогенная машина представляет собой малогабаритную установку для получения холода и предназначена для ожижения газов, температура конденсации которых не ниже -200С. Ожижаемый газ не подвергается в машине сжатию и не вступает в контакт с маслом, поэтому жидкий продукт остается чистым.
В состав машины входят следующие основные элементы:
А) компрессор с ожижителем и электродвигателем 18 (рис.1)
Б) пусковой баллон 5 с трубопроводом.
В) щит управлением 11
Г) щит приборный 16
Д) водяной фильтр 9 для очистки охлаждающей жидкости
Е) осушитель газа 3
Ж) водоструйный насос 10
В криогенной машине сочетаются в одном агрегате компрессор, холодильник, регенератор, ожижитель, смонтированные вместе с электродвигателем на общей плите.
Корпус 16 (рис.2) – закрытого типа и заполнен рабочим телом – криоагентом. В качестве криоагента применен гелий, обладающий более низкой температурой конденсации чем газы, для которых предназначена машина. Кроме того, гелий является инертным газом, что обеспечивает безопасность использования машины.
Процесс ожижения газов осуществляется в ожижителе (рис.6) в результате непосредственного соприкосновения ожижаемого газа с холодной поверхностью стенок корпуса теплообменника 21. Холод, необходимый для ожижения газов, получается в верхней части компрессора, примыкающей к теплообменнику ожижителя, за счет периодического расширения гелия в этой полости.
Процесс получения холода основан на принципе понижения температуры предварительно сжатого и охлажденного в холодильнике и регенераторе гелия при его расширении. Путем многократного повторения циклов сжатия и расширения температура гелия достигает -200С. Полученный холод передается ожижаемому газу через стенки корпуса теплообменника. Ожиженный газ стекает по трубопроводу 10 (рис.6) ожижителя.
Таким образом в машине происходят сразу 2 процесса: процесс получения холода – внутренний процесс и процесс ожижения газов – внешний процесс.
Холодильный цикл осуществляется только при правом вращении коленчатого вала. Направление вращения указано стрелкой на кожухе. Запуск машины в противоположном направлении приводит к изменению направления переноса тепла в машине, т.е к очень сильному перегреву (до +500+600) теплообменника в ожижителе и верхней части регенератора, что приводит к выходу машины из строя.
Наблюдающееся иногда самопроизвольное вращение машины в обратном направлении в течении 1-2 минут при выключенном питании электродвигателя особой опасности не представляет, так как обусловлено нормальной разности температур. В этом случае после прогрева ожижителя до комнатной температуры вращение машины прекращается и в дальнейшем разогрев не происходит. Однако, это явление свидетельствует о необходимости чистки деталей обратного клапана с целью устранения заедания штока.
Работа машины автоматически контролируется приборами управления по следующим параметрам:
Расход охлаждающей жидкости в системе охлаждения
Давление масла в системе смазки
Рабочее давление гелия в машине
При выходе любого из этих параметров за допустимые пределы машина автоматически останавливается.