Газовая криогенная машина
Изобретение относится к криогенной технике и касается газовых криогенных машин. Изобретение позволяет улучшить массогабаритные характеристики, упростить конструкцию, повысить надежность и снизить уровень вибрации криогенной машины за счет использования узла переменного давления ротационного типа. Узел переменного давления содержит цилиндр 1 с эксцентрично расположенным ротором 2 и двумя подпружиненными разделительными пластинами 3, расположенными в корпусе цилиндра 1 и делящими объем цилиндра на две замкнутые полости 4 и 5, сообщенные с узлами расширения 6 и 7 соответственно. Такое выполнение позволит уравновесить силы инерции, а следовательно, значительно снизить уровень вибрации, упростить конструкцию, уменьшить массогабаритные характеристики, повысить надежность машины, вследствии того, что узел переменного давления значительно компактнее и имеет меньшее количество неуравновешенных сложных деталей по сравнению с поршневым узлом. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 F 25 В 9 00
«А,,»7» -.»; »".
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21 ) 4629405/23-06 (22) 02.01.89 (46) 23.12.90. Бюл. № 47 (71) Омский политехнический институ1 (72) А. К. Бреусов, И. Е. Титов и М. А. Баннов (53) 621.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 473884, кл. F 25 В 9/00, 1978. (54) ГАЗОВАЯ КРИОГЕННАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к криогенной технике и касается газовых криогенных машин. Изобретение позволяет улучшить массогабаритные характеристики, упростить конструкцию, повысить надежность «уровень вибрации криогенной машины за счет использования зла переменного давления
„„SU„„161548 А 1
2 ротационного типа. Узел переменного давления содержит цилиндр 1 с эксцентрично расположенным ротором 2 и двумя подпружиненными разделительными пластинами 3, расположенными в корпусе цилиндра 1 и делящими объем цилиндра на две замкнутые полости 4 и 5, сообщенные с узлами расширения 6 и 7 соответственно. Такое выполнение позволит уравновесить силы инерции, а следовательно, значительно снизить уровень вибрации, упростить конструкцию, уменьшить массогабаритные характеристики, повысить надежность машины, вследствие того что узел переменного давления з:(ачигель но компактнее и имеет меньшеt количество неуравновешенных сложHbtx деталей по сравнению с поршневым узлом. 1 ил.
1615489
Формула изобретения
5с
Изобретение относится к криогенной технике и касается газовых криогенных машин.
Цель изобретения — улучшение массогабаритных характеристик, снижение уровня вибрации.
На чертеже схематично изображена предлагаемая газовая криогенная машина, поперечный разрез.
Газовая криогенная машина содержит цилиндр с эксцентрично установленным ротором 2 и радиально расположенными двумя разделительными пластинами 3, делящими объем цилиндра на две замкнутые полости 4 и 5, сообщенные с узлами 6 и 7 расширения соответственно, имеющими оди наковое конструктивное исполнение и содержащие холодильник 8, регенератор 9, теплообменник 10 нагрузки, изолированный от, окружающей среды вакуумным колпаком 11, полость 12 расширения. В зоне холодильника 8 размещен подпружиненный колпачок 13 и пружина 14.
Газовая криогенная машина работает следующим образом.
В процессе вращения ротора 2 происходит изменение объемов 4 и 5, являющихся полостями сжатия, обеспечивающими работу узлов 6 и 7 расширения соответственно. Изменение объемов 4 и 5, а следовательно, и протекания процессов в узлах 6 и 7 происходит одинаково, но они сдвинуты по фазе на 180 . Поэтому работу можно рассмотреть только на комбинации двух узлов 4 и 6 или 5 и 7. При уменьшении об.ь-.-ма 4 происходит рост давления свободных обьемов узла 6. При этом газ протекает через холодильник 8, где происходит, отвод тепла сжатия, далее регенератор 9, где происходит охлаждение газа, а затем из теплообменника 10 нагрузки поступает в полость 12 расширения. Течение газа через аппараты 8 — 10 приводит к появлению разности давления, заставляющей перегородку, выполненную в виде подпружиненного колпачка 13, перемещаться в сторону полости 12, сжимая пружину 14. Дальнейшее уменьшение объема становится меньше, уменьшается и поток газа через аппараты 8 — 10 в полость 12. Следовательно, уменьшается и разность давлений, вызванная этим потоком.
Падение разности давлений приводит к тому, что сжатая пружина 14 стремится возвратить подпружиненный колпачок 13 в исходное среднее положение. При этом в полость 12 притекает дополнительная порция сжатого газа. Процесс наполнения заканчивается, когда колпачок 13 достигнет среднего положения. В это же время заканчивается уменьшение объема полости 4 и начинается его увеличение. При увеличении объема полости 4 происходит уменьшение давления в свободных объемах узла 6, т. е. начинается процесс расширения. При этом газ перетекает из полости 12 через теплообменник 10 нагрузки, где к газу подводится тепло от охлаждаемого объекта, а далее в регенератор 9, где происходит нагрев газа, и через холодильник 8 в полость 4.
Течение газа через аппараты 8 — 10 приводит к появлению разности давлений между полостями 4 и 12, которая заставляет подпружиненный колпачок 13 перемещаться в сторону полости 4, сжимая пружину 14.
При этом происходит расширение и охлаждение газа, находящегося в полости !2.
Когда темп уменьшения давления начинает снижаться, уменьшается и разность давлений, действующая на перегородку. При этом сжатая пружина 14 стремится переместить колпачок 13 в среднее положение, выталкивая расширившийся в полости 12 газ.
Расширившийся газ, проходя через теплообменник 10 нагрузки, отводит тепло от охлажденного объекта, обеспечивая, тем самым, необходимую температуру охлаждения.
Как только увеличение объема 4 заканчивается, колпачок 13 приходит в среднее положение.
Поскольку узлы 6 и 7 расширения не имеют механической связи с ротором, то их расположение может быть произвольным, т. е. радиальным, как на чертеже, или соосным (не указано).
В дальнейшем цикл повторяется.
Таким образом, использование узла переменного давления ротационного типа позволит уравновесить силы инерции, следовательно, значительно снизить уровень вибрации, упростить конструкцию, уменьшить массогабаритные характеристики, повысить надежность машины вследствие того, что указанный узел значительно компактнее и имеет меньшее количество неуравновешенных сложных деталей по сравнению с поршневым узлом.
Газовая криогенная машина, Содержащая узел переменного давления и узел расширения, включающий регенераторы, теплообменники для предварительного охлаждения газа и упругую перегородку, отличаюи1аяся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик и снижения уровня вибрации, она снабжена дополнительным узлом расширения, а узел переменного давления выполнен в виде цилиндра с эксцентрично расположенным ротором и двумя радиально расположенными в корпусе цилиндра подпружиненными пластинами, делящими рабочий объем цилиндра на дBE замкнутые полости, каждая из которых сообщена с соответствующим узлом расширения, которые расположены радиально друг другу.
