Поршневая газовая криогенная машина

 

Изобретение может быть использовано для охлаждения электронных и радиотехнических устройств. Цель изобретения - увеличение ресурса работы и повышение КПД поршневой газовой криогенной машины. V-образные компрессорный и детандерный цилиндры с расположенными в них соответственно поршнем и вытеснителем 5 со штоками (Ш) 6 размещены в карете 1. Механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное связан с Ш 6. Привод выполнен в виде линейного электродвигателя с кольцевой обмоткой и расположен в кожухе с крышками 10. Кожух установлен оппозитно компрессорному цилиндру. Ротор размещен внутри обмотки соосно поршню и связан жестко с поршнем при помощи Ш через механизм преобразования. Ш 6 вытеснителя 5 подпружинен размещенной в кожухе 14 пружиной 15. Механизм выполнен в виде вала 16 с эксцентриковыми пальцами 17 по его торцам. Два цилиндрических кулачка 18 установлены на валу 16 с эксцентриситетом. Втулки 19 охватывают кулачки 18 и жестко связаны с Ш 6. Обойма обгонной муфты 20 закреплена в картере 1. Продольная ось симметрии вала 16 перпендикулярна продольным осям Ш 6. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 F 01 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° » Ф

70

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4313146/25-29 (22) 06.10.87 (46) 07.06.90. Бюл. М 21 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро Физико-технического института низких температур АН УССР (72) В.Н.Залюшников, А.В,Борисенко, Н.Н.Бычихин и А.Н,Корниенко (53) 62-128.2 (088.8) (56) Грезин А.К. и др. Микрокриогенная техника. — M.: Машиностроение, 1977, с. 112, рис. 57. (54) ПОРШНЕВАЯ ГАЗОВАЯ КРИОГЕННАЯ

МАШИНА

»5U 1569413 А1 (57) Изобретение м.б. использовано для охлаждения электронных и радиотехнических устройств. Цель. изобретения — увеличение ресурса работы и повышение КПД.поршневой газовой криогенной машины. Ч-образные компрессорный и детандерный цилиндры с расположенными в них соответственно поршнем и вытеснителем 5 со штоками (LU) 6 размещены в картере 1.

Механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное связан с Ш 6. Привод выполнен в виде линейного электродвигателя с кольцевой обмоткой и расположен в кожухе с крышками

1569413

25

10. Кожух установлен опггозитно компрессорному цилиндру. Ротор размещен внутри обмотки соосно поршню и связан жестко с поршнем при помощи LLI через механизм преобразования. Ш 6 вытеснителя 5 подпружинен размещенной в кожухе 14 пружиной

15. Механизм выполнен в виде вала 16 с эксцентриковыми пальцами 17 по его торИзобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для охлаждения электронных и радиотехнических устройств.

Цель изобретения — увеличение ресурса работы и повышение КПД, На фиг.1 показана поршневая газовая криогенная машина; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1.

Поршневая газовая криогенная машина содержит картер 1, размещенные в нем Чобразные компрессорный 2 и детандерный

3 цилиндры с расположенными в них соответственно поршнем 4 и вытеснителем 5 со штоками 6, и механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, связанный со штоками 6, причем на картере размещены два оппоэитно расположенных цилиндра 7 и 8, кожух 9 с крышками 10, привод, выполненный в вйде линейного электродвигателя 11 с кольцевой обмоткой и расположенный в кожухе 9, и установленный оппозитно компрессорному цилиндру 2, ротор 12 электродвигателя размещен внутри обмотки соосно поршню

4 и жестко связан с поршнем 4 при помощи дополнительного штока 13 через механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, шток 6 вытеснителя 5 подпружинен при помощи -30 размещенной в другом кожухе 14 возвратной пружины 15, закрепленной на штоке 6 с упором в крышку 10 кожуха, механизм преобразования движения выполнен в виде вала 16 с двумя эксцентриковыми пальцами

17 по его торцам, смещенными в одну сторону от продольной оси симметрии вала 16, двух цилиндрических кулачков 18, установленных на валу 16 с эксцентриситетом, двух втулок 19, охватывающих кулачки 18 и жестко связанных со штоками 6 и обгонной муфтой 20, обойма которой закреплена в картере 1, а кулачок 18 — на одном из пальцев 17 вала 16.

Статор линейного электродвигателя выполнен в виде втулки 19 и размещен между дополнительным штоком 13 и ротором 12, цам. Два цилиндрических кулачка 18 установлены на валу 16 с эксцентриситетом.

Втулки 19 охватывают кулачки 18 и жестко связаны с Ш 6. Обойма обгонной муфты 20 закреплена в картере 1, Продольная ось симметрии вала 16 перпендикулярна продольным осям Ш 6. 6 з.п. ф — лы, 2 ил. последний выполнен в виде-стакана, за- крепленного днищем на торце дополнительного штока 13 и обращенного в сторону поршня 4: Кожух 9, в котором размещен электродвигатель 11 и цилиндр 2 компрессора, имеет рубашки 21 охлаждения. Втулки

19 выполнены зацело со штоками 6. Кулачки

18 установлены на валу 16 на роликовых подшипниковых опорах 22.

Машина снабжена двумя крышками 23 и опорным промежуточным диском 24, в картере 1 напротив торцов вала выполнены отверстия 25, а крышки 23 закреплены на картере 1 напротив отверстий 25 с возмож-ностью их герметизации, причем в одной из крышек со стороны вала 16 выполнено глухое отверстие, промежуточный диск 24 закреплен между другой крышкой и картером

1, на его торцовых поверхностях выполнены глухие расточки 26, пальцы 17 вала 16 установлены в подшипниковых опорах 22 в отверстии 25 крышки 23 и одной из расточек

26 диска 24, а в другой расточке последнего закреплена обойма обгонной муфты 20.

Машина работает следующим образом.

Под действием электромагнитного поля ротор 12 совместно с поршнем 4 компрессорного цилиндра 2 начинает двигаться к

В MT и вращать кулачки 18 и вал 16 в направлении, разрешаемом обгонной муфтой 20.

Благодаря бесшатунному механизму вытеснитель 5 начинает движение от BMT. Когда поршень 4 придет в ВМТ, он тормозит движение бегущего электромагнитного поля двигателя 11, а вытеснитель 5 проходит половину хода к НМТ, давление в газовой полости машины проходит через максимальное значение и начинает уменьшаться. Силы газа, действующие на вытеснитель 5, стремятся повернуть кулачки 18 в направлении вращения, выводят бесшатун- . ный механизм из мертвой точки и дают электромагнитному полю двигателя 11 толчок в обратном направлении, а электромагнитное поле двигателя 11 перемещается в противоположную сторону и перемещает ротор 12 вместе с поршнем 4 в HMT.

1569413

Когда поршень 4 пройдет половину хода и НМТ, вытеснитель 5 приходит к HMT u сжимает возвратную пружину 15. Сила сжатия возвратной пружины 15 и силы газа, действующие на вытеснитель 5 и стремя щи- 5 еся повернуть кулачки 18 в направлении, обратном вращению, преодолеваются бегущим электромагнитным полем двигателя

11, бесшатунный механизм выводится из мертвой точки. 10

Формула изобретения

1. Поршневая газовая криогенная машина, содержащая картер, размещенные в. нем V-образные компрессорный и детандерный цилиндры с расположенными в них 15 соответственно поршнем и вытеснителем со штоками, и механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, связанный со штоками, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличе-,20 ния ресурса работы и повышения КПД, машина снабжена приводом и двумя оппозитно закрепленными на картере цилиндрами, и кожухами с крышками, привод . выполнен в виде линейного электродвигате- 25 ля с кольцевой обмоткой и расположен в кожухе, установленном оппозитно компрессорному цилиндру, ротор электродвигателя размещен внутри обмотки соосно поршню . и жестко связан с поршнем при помощи 30 дополнительного штока через механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, шток .вытеснителя подпружинен при помощи размещенной в другом кожухе возвратной пру- 35 жины, закрепленной на штоке с упором в крышку кожуха, механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное выполнен в виде вала с двумя эксцентриковыми пальцами по его торцам, 40 смещенными в одну сторону от продольной оси симметрии вала, двух цилиндрических кулачков, установленных на валу с эксцентриситетом, двух втулок, охватывающих кулачки и жестко связанных со штоками, и 45 обгонной муфты, обойма которой закрепле- :: на в картере, и кулачок — на одном из пальцев вала, причем продольная ось симметрии последнего перпендикулярна продольным осям штоков.

2. Машина по п.l, отл и ч а ю ща я с я тем, что статор линейного электродвигателя выполнен в виде втулки и размещен между дополнительным штоком и ротором, а последний выполнен в виде стакана, за- крепленного днищем на торце дополнительного штока и обращенного в сторону поршня.

Ь. Машина по пп.1 и2, отлича ющ а я с я тем, что ротор выполнен из ферромагнитного материала, а на его поверхность нанесено покрытие из электропроводного материала.

4. Машина по пп.1 — 3, отл ич а ющ а я с я тем, что кожух, в котором размещен . электродвигатель и цилиндр компрессора, имеют рубашки охлаждения.

5. Машина по пп.1 — 4, отл ича ющ а я с я тем, что втулки выполнены зацело со штоками.

6. Машина по пп.1 — 5, отл ича ющ а я с я тем, что втулки установлены на цилиндрических кулачках, а последние — на валу на роликовых подшипниковых опорах.

7, Машина по пп.1 — б, отл ича ющ а я с я тем, что она снабжена двумя крышками и опорным промежуточчым диском, в картере напротив торцов вала выполнены отверстия, а крышки закреплены на картере напротив отверстий с воэможностью их герметизации, причем в одной из крышек со стороны вала выполнено глухое отверстие, промежуточный диск закреплен между другой крышкой и картером, на его торцовых поверхностях выполнены глухие расточки, пальцы вала установлены в подшипниковых . опорах в отверстии крышки и одной из расточек диска, а в другой расточке последнего закреплена обойма обгонной муфты.

1569413

Составитель М.Любомудрова

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор А.Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1429 Тираж 423 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

Il13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5