Устройство и способ охлаждения и/или низкотемпературного сжижения - RU2016125046A

1. Устройство для низкотемпературного сжижения и/или охлаждения рабочей текучей среды, содержащей гелий или состоящей из чистого гелия, причем устройство (1) содержит рабочий контур, снабженный компрессорной станцией (2) и холодильной камерой (3), компрессорная станция (2) содержит одну или несколько ступеней сжатия, на каждой из которых применяется один или несколько компрессоров, содержащих рабочее колесо (12) компрессора, скрепленное со шпинделем (25), установленным с возможностью вращения на подшипниках (5), причем шпиндель (25) каждого компрессора (12) приводится во вращательное движение выходным валом (6) двигателя (4) с помощью зубчатой передачи (7), расположенной в механическом корпусе (8), содержащем смазочное масло (9), отличающееся тем, что внутренний объем механического корпуса (8) содержит газовую среду, состоящую из газовой смеси, имеющей среднюю молярную массу меньше, чем молярная масса воздуха, причем газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит молярную долю гелия, которая больше, чем (молярная) доля гелия в воздухе, причем оно содержит элемент (10) для введения буферного газа по меньшей мере на одном подшипнике (5) компрессора или компрессоров (12) для образования газового барьера, направляющего утекающую рабочую текучую среду из рабочего контура к области сбора, причем по меньшей мере часть области сбора содержит механический корпус (8), что означает, что буферный газ, содержащий восстановленный утекший гелий, подается во внутренний объем механического корпуса (8).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит элемент (11) для очистки внутренней среды корпуса (8) двигателя, соединенный с указанным корпусом (8) двигателя посредством первой трубки (16) для отвода смеси газа и масла из корпуса (8), и второй трубки (13) для возврата очищенного масла, при этом очистительный элемент (11) содержит

выпускной патрубок (14) для рекуперации рабочего газа, рекуперированного во время очистки.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит молярную долю гелия, составляющую в диапазоне от 5% до 100%.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит преобладающую молярную долю гелия.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит преобладающую молярную долю гелия.

6. Устройство по любому из пп. 1, 2 или 5, отличающееся тем, что газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит гелий и по меньшей мере один из следующих газов: азот, аргон, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

7. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит гелий и по меньшей мере один из следующих газов: азот, аргон, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит гелий и по меньшей мере один из следующих газов: азот, аргон, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

9. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что содержит элемент (15) для сжатия смеси, отведенной по отводящей трубке (16), для подачи на очистительный элемент (11) смеси, сжатой до определенного давления.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что элемент (15) для сжатия смеси газа и масла из внутренней среды корпуса содержит смазываемый маслом механизм, масло которого идентично или того же типа, что и смазочное масло (9) механического корпуса (8), причем очистительный элемент (11) является общим для обоих и предназначен для очистки смазочного масла (9) механического корпуса (8) и масла элемента (15) для сжатия смеси, отведенной по отводящей трубке (16).

11. Устройство по любому из пп. 1, 2, 5, 7-10, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторые из компрессоров компрессорной станции (2) представляют собой компрессоры центробежного типа.

12. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторые из компрессоров компрессорной станции (2) представляют собой компрессоры центробежного типа.

13. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторые из компрессоров компрессорной станции (2) представляют собой компрессоры центробежного типа.

14. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторые из компрессоров компрессорной станции (2) представляют собой компрессоры центробежного типа.

15. Устройство по любому из пп. 1, 2, 5, 7-10, 12-14, отличающееся тем, что буферный газ содержит по меньшей мере одно из следующего: гелий, азот, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

16. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что буферный газ содержит по меньшей мере одно из следующего: гелий, азот, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

17. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что буферный газ содержит по меньшей мере одно из следующего: гелий, азот, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

18. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что буферный газ содержит по меньшей мере одно из следующего: гелий, азот, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

19. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что буферный газ содержит по меньшей мере одно из следующего: гелий, азот, один или несколько компонентов рабочей текучей среды.

20. Способ низкотемпературного сжижения и/или охлаждения рабочей текучей среды, в частности, рабочей текучей среды, содержащей гелий или состоящей из чистого гелия, с помощью холодильника/ожижителя, содержащего рабочий контур, снабженный компрессорной станцией (2) и холодильной камерой (3), причем в холодильнике/ожижителе рабочий газ в рабочем контуре проходит через цикл, последовательно содержащий: сжатие рабочей текучей среды в компрессорной станции (2), охлаждение в холодильной камере (3) и нагрев рабочей текучей среды для возвращения ее в компрессорную станцию (2), причем компрессорная станция (2) содержит одну или несколько ступеней сжатия, на каждой из которых применен один или несколько компрессоров, содержащих рабочее колесо (12) компрессора, скрепленное со шпинделем (25), установленным с возможностью вращения на подшипниках (5), шпиндель (25) каждого компрессора (12) приводится во вращательное движение выходным валом (6) двигателя (4) с помощью зубчатой передачи (7), расположенной в механическом корпусе (8), содержащем смазочное масло (9), отличающийся тем, что осуществляют контроль газовой среды во внутреннем объеме механического корпуса (8) для обеспечения содержания газовой смеси, имеющей среднюю молярную массу меньше, чем молярная масса воздуха, причем газовая среда внутри механического корпуса (8) содержит молярную долю гелия, которая больше,

чем (молярная) доля гелия в воздухе, причем он содержит элемент (10) для введения буферного газа по меньшей мере на одном подшипнике (5) компрессора или компрессоров (12) для образования газового барьера, направляющего утекающую рабочую текучую среду из рабочего контура к области сбора, и причем по меньшей мере часть области сбора содержит механический корпус (8), что означает, что буферный газ, содержащий восстановленный утекший гелий, подают во внутренний объем механического корпуса (8).

21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что включает этап введения буферного газа по меньшей мере на одном подшипнике (5) компрессора или компрессоров (12) для образования газового барьера, направляющего утекающую рабочую текучую среду из рабочего контура к области сбора, причем во внутренний объем корпуса (8) подают смесь буферного газа и собранного утекшего гелия.

22. Способ по п. 20 или 21, отличающийся тем, что включает этап очистки внутренней среды корпуса (8) для разделения рабочего газа и масла и повторного введения очищенного масла в корпус (8).

23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что включает этап сжатия смеси газа и масла среды перед этапом очистки.