Холодильно-газовая машина

 

Изобретение м.б. использовано в микробиологии, микроэлектронике химии, физике, а также при ожижении газов. Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности холодильно-газовой машины. Вытеснитель выполнен в виде цилиндра со ступенями разного диаметра. Ступень 3 меньшего диаметра снабжена поршнем rjг 4, жестко связанным с перегородкой, размещенной в ступени большего диаметра с образованием в этой ступени полости 10, связанной с полостью 9 сжатия вытеснителя посредством регулируемого гидросопротивления I1. При опускании компрессорного поршня 2 к нижней мертвой точке (НМТ) возникающая от перепада давлений в полостях 9 и 10 сила перемещает поршень 4 со стаканом 8 вниз, происходит расширение газа в полости 5. По достижении поршнем 4 НМТ происходит дальнейшее понижение давления в полости 5 расширения до минимального давления цикла при постоянном объеме. Когда поршень 2 достигнет НМТ, поршень 4 со стаканом 8 возвращается в среднее положение, происходит выталкивание порции газа при минимальном давлении из полости 5 расширения в полость 1 сжатия компрессора. 1 ил. ts сл со ;о СП эо

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ()!) А1 (с)) 4 F 25 В 9/00

ВСЕ(;ЕО НАЯ

13 „",Ä13

Ьиь Jiiб. 1:)(,Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4061406/23-06 (22) 28.04.86 (46) 07,03.88. Бюл. 1) 9 (7l) Омский политехнический институт (72) Г.А.Гороховский, А.Г,Чуянов

А.Г.Михайлов, А.Е.Якименко и А.С.Яцковский (53) 621.57 (088.8) (56) Суслов А.Д. и др. Криогенные газовые машины.- М.: Машиностроение, 1982, с.146. (54) ХОЛОДИЛЬНО-ГАЗОВАЯ МАШИНА (57) Изобретение м.б. использовано в микробиологии, микроэлектронике химии, физике, а также при ожижении rasos. Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности холодильно-газовой машины. Вытеснитель выполнен в виде цилиндра со ступенями разного диаметра. Ступень 3 меньшего диаметра снабжена поршнем д, 4, жестко связанным с перегородкой, размещенной в ступени большего диаметра с образованием в этой ступени полости 10, связанной с полостью 9 сжатия вытеснителя посредством регулируемого гидросопротивления Il. При опускании компрессорного поршня 2 к нижней мертвой точке (НМТ) возникающая от перепада давлений в полостях

9 и 10 сила перемещает поршень 4 со стаканом 8 вниз, происходит расширение газа в полости 5. По достижении поршнем 4 НМТ происходит дальнейшее понижение давления в полости 5 расширения до минимального давления цикла при постоянном объеме, Когда поршень 2 достигнет НМТ, поршень 4 со стаканом 8 возвращается в среднее положение, происходит выталкивание порции газа при минимальном давлении из полости 5 расширения в полость 1 сжатия компрессора. 1 ил.

1379581

Изобретение относится к холодильной технике и предназначено для охлаждения и криостатирования объектов микроэлектроники, микробиологии, 5 химии, физики, а также для ожижения газов.

Целью изобретения является повышение термодинамической эффективности холодильно-газовой машины (ХГМ). 10

На чертеже представлена схема холодильно-газовой машины.

Машина содержит поршневой компресс.ор с полостью сжатия и поршнем 2 ступень 3 цилиндра вытеснителя, со- 15 держащую поршень 4 с полостью 5 расширения. К ступени 3 примыкает ступень 6, внутренний объем которой разделен упругой перегородкой в виде подпружиненного пружиной 7 стакана 8, жестко связанной с поршнем 4, на полость 9 сжатия вытеснителя и дополнительную полость 10, причем эти полости сообщены между собой посредством регулируемого гид- 25 равлического сопротивления 11, а полость 9 сжатия вытеснителя сообщена с полостью 1 сжатия компрессора.

Кроме того, полость 1 сжатия компрессора соединена через холодильник 12, 30 регенератор 13 и теплообменник 14 нагрузки с полостью 5 расширения.

ХГМ работает следующим образом, Перед пуском поршень 4 благодаря жесткой связи со стаканом 8 удерживается пружиной 7 в среднем положении. При перемещении компрессорного поршня 2 во внутреннем объеме машины создается пульсация давления и через малый промежуток времени переме- 40 щение поршня 4 согласуется с перемещением поршня 2. Возникающий в полостях 9 и 10 перепад давлений создает силу, непосредственно воздействующую на стакан 8 с поршнем 4 и на пру-45 жину 7. В среднем положении компрессорный поршень 2 имеет наибольшую скорость — перепад давлений в полостях 9 и 10 максимальный и-стакан 8 с вытеснителем отжаты в крайние положения. В фазы цикла, когда поршень

2 находится в мертвых точках, скорость rasa в машине и перепад давлений в полостях 9 и 10 близки к нулю, пружина 7 возвращает стакан 8 с поршнем 4 в среднее положение. Таким образом, создается сдвиг пО фазе между компрессорным поршнем 2 и поршнем 4 вытеснителя.

При подъеме компрессорного поршня

2 к верхней мертвой точке (ВМТ) давление во всех объемах машины растет.

Иэ полости 1 сжатия гаэ перетекает через холодильник 12 в полость 9 и под действием перепада давлений в полостях 9 и 10 стакан 8 с поршнем 4 устремляются к BNT. При этом происходит выталкивание газа иэ полости

5 расширения. Когда процесс сжатия закончен, т.е. компрессорный поршень

2 находится в ВМТ, силы упругости дружины 7 возвращают поршень 4 со стаканом 8 в среднее положение. В это время происходит натекание в полость 5 расширения rasa максимального давления, который прошел иэ полости 1 сжатия компрессора через холодильник !2, регенератор 13 и теплообменник 14 нагрузки. В холодильнике 12 от газа отводится тепло сжатия, а в регенераторе 13 происходит дальнейшее понижение температуры газа за счет теплообмена с насадкой регенератора 13.

При опускании компрессорного поршня 2 к нижней мертвой точке (HMT) возникающая от перепада давлений в полостях 9 и 10 сила, преодолевая силы упругости пружины 7, перемещает поршень 4 со стаканом 8 вниз, к НМТ вЂ” происходит расширение газа в полости 5. По достижении поршнем

4 HMT происходит дальнейшее понижение давления в полости 5 расширения до минимального давления цикла при постоянном объеме последней.

Когда компрессорный поршень 2 достигает НМТ, поршень 4 со стаканом 8 эа счет сил упругости пружины 7 возвращается в среднее положение— происходит выталкивание порции газа при минимальном давлении из полости

5 расширения в полость 1 сжатия компрессора. Проходя через теплообменник 14, холодный газ воспринимает тепловую нагрузку, т.е. охлаждает объект криостатирования. В регенераторе 13 гаэ, обмениваясь теплом с насадкой, нагревается до температуры окружающей среды. Выталкивание оставшейся части холодного гаэа иэ полости 5 расширения происходит в следующий момент, когда компрессорный доршень 2 начинает движение вверх, к ВМТ. Затем все процессы повторяются.

1379581

Формула изобретения

Составитель Н.Кирьянова

Редактор А.1цандор Техред M.Äèäüïñ Корректор Л. Пилипенко

Заказ 968/40 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул. Проектная, 4

Холодильно-газовая машина, содержащая поршневой компрессор и вытеснитель в виде цилиндра, разделенного упругой подвижной перегородкой на полости сжатия н расширения, при этом полость сжатия компрессора через последовательно установленные холодильник, регенератор и теплообменник нагрузки соединена с полостью расширения вытеснителя,и только через холодильник — с полостью сжатия вытеснителя, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, ци5 линдр выполнен со ступенями разного диаметра, при этом ступень меньшего диаметра снабжена поршнем, жестко свяэанньм с перегородкой, размещенной в ступени большего диаметра, с образованием в этой ступени дополнительной полости, связанной с полостью сжатия вытеснителя посредством регулируемого гидросопротивле ния.