Газовая криогенная машина

Газовая криогенная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С, ВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со оэ Советских

Социалистических

Республик

<и974063 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11. 03. 83 (21) 3287660/23-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15,11.82 ° Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15. 11 ° 82

Р М g+ з

F 25 В 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ($$) УДК 621.57 (088. 8) (72) Автор изобретения

Ю. О. Прусман (71) Заявитель (54) ГАЗОВАЯ КРИОГЕННАЯ МАИИНА

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к газовым криогенным машинам.

Известна газовая криогенная машина, работающая по циклу Стирлинга, содержащая два цилиндра с компрессор- ным и детандерным поршнями, уплотня» ющие диафрагмы и линию связи рабочего объема цилиндров с полостью картера (1 J.

Недостатком известной газовой криогенной машины является недоста-: точная надежность, так как диафраг-. мы, установленные на рабочих потынах, требуют создания постоянного перепада давлений, а также быстро изнашиваются.

Цель изобретения — повышение надежности и ресурса машины.

Поставленная цель достигается .тем, что в каждом цилиндре установлен второй поршень, образующий с первым вспомогательную полость и снабженный уплотняющими диафрагмами, а на линии связи рабочего объема цилиндров спомощью картера дополнительно установлены дроссель и сильфон, причем последний сообщен с полостью картера.

На чертеже показано конструктивное выполнение газовой криогенной машины.

5 Газовая .криогеПная машина содержит цилиндры 1 и 2, в которых установлены соответственно компрессорный и детандерный поршни 3 и 4, жестко связанные через шатуны 5 и б с ко10 ленчатым валом 7, расположенным в картере 8 машины. Поршни 3 и 4 имеют уплотнения 9 и 10. В цилиндрах 1 и 2 ,установлены вторые поршни 11 и 12, снабженные уплотняющими диафрагмами 13 и 14 и образующие с поршнями

3 и 4 вспомогательные полости 15 и 16. Машина снабжена линией 17 связи рабочего объема цилиндров, состоящей из полости 18 сжатия и полости

19 расширения с полостью картера 8.

На линии 17 .:связи установлены дроссель 20 и сильфон 21, причем внутренняя полость 22 сильфона 21 сообщена с полостью картера 8 ° Во втором поршне 12, установленном в детандерном цилиндре 2, имеется изолирующий колпак 23, образующий со стенками цилиндра 2 зазор 24. Полость 18 сжатия и полость 19 расширения сообщаются меж- . ду собой через холодильник 25,регенератор 26 и теплообменник 27 нагрузки.

974063

Газовая криогенная машина работает следующим образом.

1(омпрессорный и детандерный поршни 3 и 4 приводятся в возвратно-поступательное движение с помощью шатунов 5 и 6 и коленчатого вала 7 со сдвигом фаэ, необходимым для осуществления цикла Стирлинга.

Движением компрессорного и детандерного поршней 3 и 4 через газовые вспомогательные полости 15 и 16 передается движение вторым поршням 11 и 12, причем давление в вспомогательных полостях 1" и 16, в полости 18

Сжатия и в полости 19 расширения практически одинаково в каждый момент времени, поскольку силы упругости уплотняющих диафрагм 13 и 14, силы инерции и трения вторых поршней

11 и 12 малы по сравнению с газовыми силами. Поэтому в рабочей и вспомогательных полостях закон изменения давления соответствует требуемому для цикла Стирлинга.

При движении компрессорного поршня 3 вверх происходит уменьшение объема полости 18 сжатия и сжатие рабочего газа в холодильнике 25, ре генераторе 26, тейлообменнике 27 нагрузки и полости 19 расширения. Далее при движении компрессорного поршня 3 вверх, а детандерного поршня 4 вниз происходит переталкивание рабочего газа через регенератор 26 в полость 19 расширения. Затем при дальнейшем движении детандерного поршня

4 вниз происходит расширение в полости 19 расширения с производством полезного холода. Затем при движении детандерного поршня 4 вверх и компрессорного поршня 3 вниз происходит

"обратное переталкивание газа в полость 40

18 сжатия. Далее цикл повторяется.

При увеличении давления в цикле за счет сжатия газа в вспомогательных полостях 15 и 16 происходит сближение порщней 3 и 4 со вторыми порш- 45 нями 11 и 12 до минимального расстояния между ними, а при снижении давления - увеличение зазоров ° Поскольку в цикле Стирлинга отношение максимального и минимального давлений приблизительно равно двум, объем вспомогательных полостей мал по сравнению с рабочими полостями и не, вызывает больших потерь.

Уплотняющие диафрагмы герметично отделяют рабочую полость от полости картера, Для выравнивания средних давлений при многократных пусках и остановках машины и обеспечения необходимого положения вторых поршней 11 и 12 в цилиндрах 1 и 2 рабочая полость соединена с полостью картера 8 через дроссель 20 и сильфон 21.

Использование данного технического решения позволяет обеспечить надежную работу уплотнений и тем самым повысить ресурс всей машины в целом.

Формула изобретения

1. Газовая криогенная машина, работающая по циклу Стирлинга, содержащая два цилиндра с компрессорным и детандерным поршнями, уплотняющие диафрагмы и линию связи рабочего объема цилиндров с полостью картера, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса, в каждом цилиндре установлен второй поршень, образующий с первым вспомогательную полость и снабженный уплотняющими диафрагмами.

2. Машина по и. 1, о т л и ч aio щ а я с я тем, что, с целью обеспечения выравнивания давлений при пуске и остановке, на линии связи рабочего объема цилиндров с полостью картера дополнительно установлены дроссель и сильфон, причем последний сообщен с полостью картера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3232004, кл. F 25 В 9/00, 06,01.81.

974063

2б

Ю

Заказ 8668/52 Тираж 543

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Семенова

Редактор Т. Парфенова Техред А. Бабинец Корректор Г. Огар