Холодильно-газовая машина

 

О П И-Е

ИЗОЬГЕтЕНИЯ

< ц 438838

Союз Сооатсиии

Социалистиыескии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 03.07.72 (21) 1803933/24-6 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 03.02.75 (51) M. Кл. F 25Ь 9(ОО

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.547 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. А. Гороховский

Омский политехнический институт (71) Заявитель (54) ХОЛОДИЛЬНО-ГАЗОВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к технике получения низких температур в поршневых холодильных машинах.

Известны холодильно-газовые машины, содержащие цилиндр с поршневым компрессором и расширителем в виде дифференциального золотника, сообщающего в крайних положениях полости компрессора и расширителя.

С целью упрощения конструкции компрессор выполнен двойного действия с возвратной пружиной, закрепленной на торцах цилиндра и компрессора, и в линии связи полостей компресссора установлены теплообменник, регенератор и подогреватель для обеспечения теплового привода золотника.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой машины; на фиг. 2 — теоретические индикаторные диаграммы компрессора и расширителя в координатах давление — перемещение поршня.

Поршневые компрессор 1 и расширитель 2 выполнены в виде дифференциального золотника, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре 3. Регенератор 4 встроен в мертвое пространство полости 5 расширителя 2. Холодная полость б компрессора

1 через теплообменник 7, регенератор 8 и подогреватель 9 соединена с теплой полостью

10 компрессора 1. Пружина 11 крепится к торцам поршня компрессора 1 и цилиндра

3 и стремится удержать золотник в среднем положении.

При положении золотника в крайней правой

5 точке полость 6 компрессора 1 через каналы

12 в золотнике и регенератор 4 соединена с полостью 5 расширителя 2. Давление в полостях 5, 6 и 10 одинаково.

При положении золотника в крайней левой

10 точке полость 6 компрессора 1 через трубопровод 13, коллектор 14, каналы 12 в золотнике и регенератор 4 соединена с полостью 5 расширителя 2. Давление в полостях 5, 6 и

10 также одинаково.

15 Величина относительного мертвого объема полости 5 расширителя 2 выбирается достаточно большой, вследствие чего степень повышения давления газа в полости 5 оказывается меньшей, чем в полости 6 компрессо20 ра 1.

При движении золотника влево каналы 12 перекрываются цилиндром 3, полости 6 и 5 разобщаются. Газ из полости 6 через теплообменник 7, регенератор 8 и подогреватель 9

25 вытесняется в полость 10, одновременно нагреваясь.

Давление в полостях 6 и 10 компрессора 1 возрастает (фиг. 2, кривая а — б). Одновременно вследствие движения золотника давле30 ние газа в полости 5 расширителя 2 также возрастает (кривая а — в на фиг 2), Поскольку величина относительного мертвого объема полости 5 достаточно велика, давление газа в полости 6 компрессора 1 растет скорее, чем в полости 5, и возникшая переменная разность давлений hP< вызывает силу, направленную в сторону движения золотника, преодолевающую сопротивление пружины 11 и достигшую наибольшей величины вблизи левого крайнего положения золотника. При достижении золотником левого крайнего положения каналы 12 соединяются с коллектором 14 — происходит перепуск сжатого газа из полости 6 через трубопровод 13 в полость 5 с одновременным его охлаждением в регенераторе 4. Давление в полостях 6 и 5 вновь выравнивается (точка г на фиг. 2). Сжатая пружина 11 перемещает золотник вправо, каналы 12 перекрываются цилиндром 3 — происходит расширение газа в полости 5 расширителя 2 (кривая г — д на фиг. 2). Давление в полости 6 компрессора 1 снимается вследствие охлаждения газа в регенераторе 8 и теплообменнике 7 при его перетекании из полости 10 в полость 6 (кривая г — e на фиг. 2). Одновременно к полости 5 через стенки цилиндра 3 подводится тепло от холодного источника. После закрытия каналов 12 вновь возникает переменная разность давлений ЬР . вызывая силу, направленную теперь вправо, т. е. опять в сторону движения поршня.

В крайней правой точке каналы 12 выходят из цилиндра 3 и газ, расширившийся в полости 5, через регенератор 4 и каналы 12 перепускается в полость 6. Перепуск газа сопровождается его одновременным нагревом в регенераторе 4. Давление в полостях 5 и 6

s вновь выравнивается (точка а на фиг. 2).

Растянутая пружина 11 перемещает золотник влево. Цикл повторяется.

При движении золотника возникают силы, всегда направленные в сторону его движения, 10 поэтому машина практически может работать с тепловым приводом.

Запуск машины осуществляют, сообщив золотнику начальное перемещение в любую сторону, например, при помощи сил взаимо15 действия стержня 15 из магнитного материала и электромагнитной катушки 16 при подаче в нее электрического импульса.

Предмет изобретения

Холодильно-газовая машина, содержащая цилиндр с поршневыми компрессором и расширителем в виде дифференциального золотника, сообщающего в крайних положениях

25 полости компрессора и расширителя, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, компрессор выполнен двойного действия с возвратной пружиной, закрепленной на торцах цилиндра и компрессора, З0 и в линии связи полостей компрессора установлены теплообменник, регенератор и подогреватель для обеспечения теплового привода золотника.

9иг 1

Фиг, 2

Составитель Э. Борисовец

Корректор В, Брыксина

Техред Г. Васильева

Редактор С. Титова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 168/2 Изд. Кз 165 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская-паб., д. 4/5