Газовая криогенная машина

 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройству поршневых газовых криогенных машин. Целью изобретения является расширение возможности регулирования холодопроизводительности. Газовая криогенная машина содержит корпус 1, в котором размещены поршневые компрессор 2 и вытеснитель 3, приводимые в движение от кривошипа 4 компрессора и кривошипа вытеснителя, выполненного в виде эксцентрикового кольца 5, и шатунами 6 и 7 соответственно компрессора и вытеснителя. Со стороны, противоположной приводному валу, в кривошипе 4 компрессора выполнено центральное отверстие 15, в которое устанавливается цилиндрическая втулка 16 с эксцентриковым коническим выступом 17, выполненные как одна деталь. На коническую поверхность 22 выступа 17 насажено конической поверхностью эксцентриковое кольцо 5. Втулка 16 и кольцо 5 имеют возможность взаимного поворота вокруг оси 31 и совместного поворота вокруг оси 18 и приводного вала 9. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК..SU„, ÄÙ2ß щ) Р 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 15 г ::1 1О! ". Г.А

3Z

И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21} 44 36484/ 23-06 (22) 03.06.88 (46) 07,05.90. Бюл. 1Ф 17 (72) И.lI.Ðÿçàíöåâà, А.В.Бородин и Я.Ф.цмерельэон (53) 621.57 (088.8) (56) Патент Великобритании

У 1411480, кл. F 25 В 9/00, 1975. (54) ГАЗОВАЯ КРИОГЕННАЯ NAUHHA

2 (5?) Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройству поршневых газовых криогенных машин.

Целью изобретения является расширение возможности регулирования холодо-. производительности. Газовая криогенная машина содержит корпус 1, в котором размещены поршневые компрессор

2 и вытеснитель 3, приводимые в дви-!

Я- A

1562629 таль. жение от кривошипа 4 компрессора и кривошипа вытеснителя, выполненного в виде эксцентрикового кольца 5, и шатунами 6 и 7 соответственно компрессора и вытеснителя. Со стороны, противоположной приводному валу, в кривошипе 4 компрессора выполнено центральное отверстие 15, в которое устанавливается цилиндрическая втулка 16 с эксцентриковым коническим зобретение относится к криог:гной технике, а именно к устройству поршневых газовых криогенных машин

Целью изобретения является расширение возможности регулирования ",:олодопроизводительности.

На фиг. 1 изображена газовая крио- генная машина, общий вид; на фиг. 2— сечение Л-A на фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 зависимость изменения объемов компрессорной и вытеснительной полостей от угла поворота коленчатого вала; на фиг. 5 — кинематическая схема машины; на фиг. 6 — цилиндрическая втулка с эксцентриковым коническим выступом„ на фиг. 7 — эксцентриковое кольцо," на фиг. 8 — пример регулировки радиуса кривошипа вытеснителя.

Газовая криогенная машина содержит корпус 1, в котором размещены поршневые компрессор 2 и вытеснитель 3, приводимые и движение от кривошипа компрессора и кривошипа вьшеснителя, выполненного в виде эксцентрикового кольца 5, и шатунами 6 и 7 соответственно компрессора и вытеснителя.

Кривошип 4 компрессора установлен в опорные подшипники 8 приводного вала 9. Кривошип 4 компрессора и приводной вал 9 выполнены как одна де5Î

Со стороны приводного вала в криьошипе 4 компрессора выполнена эксцентричная канавка 10, в которую внутренней поверхностью запрессован подшипник 11. На наружную обойму подшипника 11. напрессован шатун 6 ком55 прессора, имеющий форму кольца, в котором установлен палец 12 с подшипником 13, соединенным со штоком комвыступом 17, выполненные как одна деталь. На коническую rr 1верхность 22 выступа 17 насажено конической поверхностью эксцентриковое кольцо 5.

Втулка 16 и кольцо 5 имеют возможность взаимного поворота вокруг оси

31 и совместного поворота вокруг оси

18 и приводного вала 9. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. прессора 14, имеющего цилиндрическую форму.

Со стороны, противоположной приводному валу, в кривошипе 4 компрессора, имеющего форму диска, вйполнено центральное отверстие 15, в которое устанавливается цилиндрическая втулка

16 с эксцентриковым коническим выступом 17, выполненные как одна деталь.

Ось вращения приводного вала 18 совпадает с осью вращения кривошипа

4 и осью вращения цилиндрической втулки 16. Втулка 16 закрепляется в кривошипе 4 BHHTQM 19. Расстояние между осью 18 и осью 20 определяет величину радиуса кривошипа компрессора. Ось 20 — это геометрический центр шатуна 6 компрессора и подшипника 11, имеющих форму тел вращения.

Паз 21 позволяет поворачивать цилиндрическую втулку 16 с, эксцентриковым коническим выступом 17.

На коническую поверхность 22 выступа 17 насажено конической поверхностью эксцентриковое кольцо 5, имеющее наружную цилиндрическую посадочную поверхность 23 с упорным буртиком 24, служащую для установки подшипника 25 шатуна 7 вытеснителя, имеющего форму кольца. На шатуне 7 вытеснителя установлен палец 26 с подшипником 27, соединенным со штоком вытеснителя 28, имеющего цилиндрическую форму.

Эксцентриковое кольцо 5 по конической поверхности 22 соединяется с выступом 17 и закрепляется шайбой 29 и винтом 30. При соединении кольца 5 с выступом 17 геометрическая ось 31 конической поверхности эксцентрнкового кольца 5 совпадает с геометричес15Е2629 кой осью 31 конической поверхности

22 выступа 17.

Расстояние между осью 31 конической поверхности кольца 5 и осью 32 определяет величину эксцентриситета кольца 5 ° Ось 32 — это геометрическая ось цилиндрической поверхности

23, на которую устанавливается подшипник 25. 10

Расстояние между осью 18 вращения приводного вала и осью 32 определяет величину радиуса кривошипа вытеснителя. Следует отметить, что ось 18 приводного вала совпадает с осью вра- 15 щения кривошипа вытеснителя.

Линии, условно проведенные на плоскости (фиг. 1) и соединяющие.оси

20 и 18, а также 32 и 18, пересекающиеся в точке, определяемой осью 18, образуют угол (смещения кривошипа вытеснителя и кривошипа компрессора.

Резьбовые отверстия 33 на эксцентриковой втулке 5 используются для демонтажа этой втулки, а отверстия 34 уменьшают дисбаланс вращающихся деталей кривошипа вытеснителя.

Корректирующей массой 35, имеющей возможйость передвигаться с гайкой 36 и винтом 37 в пазу 38, ведется урав- 30 новешивание кривошипа 4 компрессора.

Газовая криогенная машина работает следующим образом.

При вращении приводного вала 9, 35 кривошипа 4 компрессора и хривошипа вытеснителя, выполненного в виде эксцентрикового кольца 5, движение через шатун 6 компрессора и шатун 7 вытеснителя передается поршню ком- 4р прессора и вытеснителя, совершающим возвратно-поступательные движения в направляющих, реализуя цикл охлаждения газовой машины.

Машина на фиг. 1 изображена в таком положении, при котором регулируемый радиус кривошипа вытеснителя име ет максимальную величину для принятых размеров конического вйступа 17 и эксцентрикового кольца 5, т.е. в этом положении оси 18, 31 и 32 находятся иа одной прямой.

Угол поворота относительно оси 18 втулки 16 с выступом 17 и кольца 5 ,в фиксированном состоянии, т.е. при неподвижном соединении конических поверхностей выступа 17 и кольца 5, .отсчитываемый от прямой, на которой находятся оси 18, 31 и 32, назван углом Д(.

Угол поворота эксцентрикового кольца 5 относительно выступа 17 вокруг оси 31, отсчитываемый от прямой, на которой находятся оси 18, 31 и 32, назван углом

Угол смещения (кривошипов вытеснителя и компрессора отсчитывается от линии, соединяющей оси 20 и 18.

Ось 20 — геометрический центр шатуна Ь компрессора, выполненного в форме кольца, и подшипника 11, остается на неизменном расстоянии от оси

1S при всех возможных регулировках в машине.

Расстояние между осями 18 и 20 определяет величину радиуса кривошипа компрессора, который остается посто янным, расстояние между осями 18 и

32 определяет величину радиуса кривошипа вытеснителя, которую можно регулировать.

I. Регулировка угла у смещения кривошипа вытеснителя и кривошипа компрессора осуществляется в следующей последовательности.

Снимают винт 30 и шайбу 29, ослабляют винт 19 и, используя паз 21, поворачивают цилиндрическую втулку 16 с эксцентриковым коническим выступом

17 и насаженным на этот выступ кольцом 5 вокруг оси 18 на угол Д(до получения требуемой величины угла(.

Для этой регулировки произошло увеличение угла (. Для уменьшения угла у втулку 16 с выступом 17 и кольцом 5 поворачивают вокруг оси 18, saтягивают винт 19, устанавливают шайбу 29 и винт 30.

II. Регулировка радиуса MD криво-. шипа вытеснителя осуществляется в следующей последовательности.

1. Снимают винт 30 и шайбу 29.

2. Демонтируют коническую поверхность 22 с помощью винтов, устанавливаемых в резьбовые отверстия 33.

3, Поворачивают эксцентриковое кольцо 5 вокруг оси 31 эксцентрикового конического выступа 17 втулки на требуемый угол (фиг. 8) до получения нужного размера радиуса кривошипа К), при этом повороте произошло изменение угла (на величину hQ (фиг. 8).

4. Фиксируют эксцентриковое кольцо 5 на втулке 17 путем его осевого

1562629 перемещения по направлению к торцу кривошипа компрессора.

5. Ослабляют винт 19 и, используя паз 2 1, поворачивают цилиндрическую втулку 16 вместе с эксцентриковым кольцом 5, насаженным на конический выступ 17, вокруг оси 18 на уголь(1) в направлении, противоположном вращению эксцентрикового кольца 5, выполненном в п. 3 регулировки. б. Затягивают винт 19, устанавливают шайбу 29 и винт 30.

ТХх. Регулировка радиуса МВ кривошипа вытеснителя и угла g .

Выполняют пп. 1 — ч регулировки

ХХ затем, ослабляют винт 19 и, ис,по ;ьзуя паз 21, поворачивают цилипд. ри .:..-.скую втулку 16 вместе с эксцеп"- риковым кольцом 5, насаженным на конический выступ, o pyr оси 18 н: такой угол 5($,, при котором g получа, ется требуемым. Поворот на угол Ь ® может быть осуществлен как в левую, так и в правую сторсну or положения

ИТ) (, Затем затягивают винт 19, устанавливают шайбу 29 и винт 30.

В машине ведется регулирование не только угла (/, но и хода вытеснителя Н, что благоприятно сказывается на расширении диапазона регулирования холодопроизводительности.

Получение заданного хода вытесни.теля ведется путем изменения радиу. са кривошипа вытеснителя. Достижение требуемой холодопроизводительности достигается путем совместного выбора

Н и угла(фазового сдвига объемов

Ь сжатия и расширения, величина угла < зависит от регулируемо-о угла g сме" щения радиусов кривошипа вытеснителя и компрессора, даже незначительное с . отклонение угла q ат оптимального в сторону уменьшения или увеличения приводит к уменьшению холодопроизводительности на 10 — 15Ж. Поэтому только одновременная регулировка Н и р может привести к получению требуемой

5 холодопроизводительности.

Ф о р м у л а и з о б р е т ения

1. Газовая криогенная машина, со» держащая корпус и расположенные в нем поршенькомпрессора ивытеснителя, шарнирно связанные с кривошипами и шатунами компрессора и вытеснителя, выполненными в виде колец, установленных в подшипниках, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения возможности регупирования холодопроизводительности, на кривошипе компрессора выполнено центральное отверстие, в котором с возможностью фиксации и поворота вокруг оси, совпадающей с осью вращения приводного вала, установлена цилиндрическая втулка с эксцентриковым коническим выступом.

25 2. Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я, тем, что кривошип вытеснителя выполнен в виде эксцентрикового кольца, имеющего коническое отверстие, сопрягаемое с эксцентриковым коническим выступом цилиндрической втулки, и наружную цилиндрическую поверхность с упорным буртиком для установки подшипника шатуна вытеснителя, при этом эксцентриковое кольцо установлено с возможностью поворота вокруг оси эксцентрикового конического выступа.

3„ Машина по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что цилиндри40 ческая втулка с эксцентриковым коническим выступом и эксцентриковое кольцо, зафиксированное относительно .друг друга, установлены с возможностью совместного поворота вокруг оси, совпадающей с осью вращения приводного вала.

15б2б29

55 56

Фиг.1

1562629

15(>262<2

ЦилиндРикескоЯ аодеркноать coeproenup

C Чiнм аЛЬНЫМ 0tp8 15

Коноче жи ер нос пь ковьца 5, Quz. 7

1562629

Составитель H,Ëëåêñeåâÿ

Корректор. H.Påâñêàÿ

С.Пекарь Те:сред И.,Цидык

Тираж 456

Подписное

ВНИ!ТР1 Государственно; о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,, Москва, 1(-35, 1 аупская наб., д. 4/5

t::;-о; -оцственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101