Газовая криогенная машина Советский патент 1983 года по МПК F25B9/00 

-tf Изобретение отнсхгится к криогенной т нвхе и может нейти тфимэнение .при рх каисдевви объектов до темпе|}атуры а-ю к. Известна га.зовая криогенная машина, соавржоц шотинар, разпеленныЯ на теплую Л холоануто полости вытеснителем, выпопвенвым в виде полого поршня с регенератором,.причем полость поршня соойдается с холодной полостью цилиндра через осевые, каналы в торае вытесюггеля, а тепловая полость цигашдра связана с полостью порщня„ источнике газа высокого давления и приемником газа Н1Йкого. давления. Охлаждаемий объект ннеет тепловой контшст с холодным торцом ципивдра. Вположенин выгееиигеля у холодного тррца цилиндра теплая полость цилиндра и {эш енератор заполняются сжатым газом. При движении вьггеснитепя в сторону теплрвбг торца цилиндра сжатый газ проталкивается через регенератор, где он охлаждается за счет отдачи тепла йас(адке,в холод ную псшость цшшцдра, при этсм в холо1Д«ой. полости цшип1дра к .сжатому газу подводится тепло от охланша у ого объекте, и сжатый газ нагревается, В положении вытеснителя у теплого торца цилиндра сжатый газ расширяется .чер регенерато в приемник газа низкого давления. При этом температура газа в холодной полости цилиндра понижается. При движ;ении вы теснителя в, сторону холодного торца цилиндра расширенный газ переталкивается из холодной полости цилиндра в теплую через регенератор, где он нагревается, за счет подвода тетша, аккумулированного. насашсой от сжатого газа. Далее цикл повторяется. Эта газовая криогенная ма1шша характеризуется ускоренньпл выходом на рабочий режим, так как холодный поток сжатого газа из регенератора омывает непосредственно торцовую крьпику тонко- .стенного цилиндра, на который снаружи размещен охлаждаемый объект Tij. Однако в этой машине поверхность теплообмена с газом ограничена площадью холодного торца цилиндра. Это приводит к повышению температуры охлашаемого объекта относительно температуры, потока сжатого газа, выходящего из холодного конца регенератора, на 1,5-2 К. В газовь1Х криогенных машинах такого типа тем пература охлаждения объекта значительно вьпие температуры холодного конца регенератора. Известна газовая криогенная машина, содержащая циливдр, разделенный на теплую и холодную полости вытеснителем вьшолненным в виде полого поршня, ко- торый соойдается с холодной лолостью циливдра через щелевой теплообменник образованный внутренней поверхностью холодной полости цилиндра и вытеснителем, теплая полость цилиндра связана с полость порш, с источником газа высо- кого давления и с приемником газа низкого давления, а охланщаемый объект Я5и:еет тепловой контакт с наружной ци- линдрическсй поверхностью холодной полости цилиндра Работает эта машина аналогично описанной. Теплообмен между газом и охлаждаеМЬ1М объектом осуществляется в линии свЯзи, имеющей хороший тепловой контакт с охлаждаемым .объектов.- в щелевом . теплообменнике, -образованном внутр н-. ней поверяюстью холодной полости , . |шлиндра и вытеснителем 12J. Однако из-за сравнительно больших потерь ОТ-гидравлического сопротивления обратному потоку газа, перетекающего из полости расширения в генератор, и регенеративного т&плорбмвна между газом и стенками цилиндра снижается-термоди нал ическая эффективность таких машин. Известна газовая криогенная машина, содержащая цилиндр со стыковочным узлом, под охлаждаемый объект, разделенный на теплую и холодную полости прсредством вытеснителя со встроенным регенератором, имеющего на торце, обращенном к холодной полости, осевой канал с обратным клапаном, причем холодная попреть цилиндра соедщена .с реген«ратрром посредством кольцевой щели : между вытеснителями и цилиндре {з J. Недостатком известной машины является ограниченность уровня охлаждения изза того, что этот уррвень устанавпивается несколько вьТше температуры холодного конца регенератора, так как теплота от охлаждаемого объекта подводится к прямому потоку газа, имеющему температуру выше, чем обратный. Целью изобретения является снижение УРОВ.НЯ охлажцения.. Поставленная цепь достигается тем, что в газовой криогенной машине, содержащей цилиндр со стыковочным узлом под охлаяздаемый объект, разделенный на теплую и холодную полости посредством вытеснителя со встроенным регенератором имеющего на торце, обращенном к холодной полости, осевой канал с обратным 31О , клапаном,-причем холодная полость аишгадрасоединенасрсгвкераторгал посредст вом ксш певой шали между вытесните лем и щшиндром;, стыковочный узел- раа.мсшек на боковой поверхности цилиндра на расстоянии его наиболее удаленной точки от торца цилиндра, равном длине кольцевой.шелИ| а обратный клапан ориен : тир01вш в нащювлении пррхода газа из регенератору вхолодную полость ци ТИ1Щрв, ;. На чертежеизобрежена 1фе1дпагаемая гвзйКая криогенная машина. Машина содерноп- цшшндр 1 со стыковочным .узлоь 2 под охлааздаемий объект, разделенный на теплую 3 и хотод ную 4 полости посредством вытеснителя 5 со встроенным регенератором6, имеющего.на; торце 7 обращевдом к холодной .Pf клапаном 9. Холодная, полость 4 цилиндр I соединена с регенератором 6 посредс вом1 кольцевой щели IО между вытесните -.. I. Стыковочный узел - . -w , i I34JvWi3L/4H.Oi ;2 размещен на боковой поверхности цилиндра I на расстоянии его наиболее удаленной точки от торца цилиндра I, .;равНом койьцев.ой щели. IО, а обратЦаый клапан ориентирован в направлении прохода газа из регенератора, б в холодную, .noJIrrfVTt 4 тт1Гпгптп«-1л 1 . .. ПОЛОСТЬ 4 цилиндра I. Щель гЮ соединена с регенератором 6 через,Каналы 11. Теплая полость 3 .сдедйнена с регенератором 6 каналами 12 к с компрессором 13 через клапаны впуска 14 и вьшуска 15. ; Газовая .криогенная Машина работает слёдукяцим. образом. .; Когда вытеснитель 5 находится у холодного торца цилиндра 1, клапан 14 впуска открыт, а клапан. 15 вьшуска зак344рыт. Сжатый в компрессоре 13 газ за полняет теплую полость 3 и регенератор ------ - - -.- (.чг л-л-ы-тлл t. г -,, д jjti JL criCLJC lA/W / тХв. Когда вытеснитель 5 движется к теп- пому. торцу -цилиндра, .сжатый газ переталкивается из тепловой полости 3 через регенератор 6 в холодную полость 4 по линии связи, не имекяцей теплового кон такта, с рхлажпав 1ым объектом, через осевой канал 8 и обратный клапан 9. В регенераторе 6 сжатый газ охланяается, отдавая тепл.о насадк§,. . , Когда вытеснитель 5 находится у теплого цилиндра I, клапан14 впуска закрывается, а,клапан 15 в.ьтуска открывается. Сжатый газ расширяется в линию Низкого давления компрессора 13 через щель 10 и регенератор 6. При этом температура газа в холодной полости 4 понижается. При движении вытесшетеля 5 к холоднсж у ..,„ .......нт«,ш о к холодном торцу цилиндра 1 расширенный газ таякивается из холодной полости 4 щ,линдра 1 в теплую полость 3 через Шель Ю, где к газу подводится тепло от охлаждаемого объекта, и через регенератор 6. Далее цикл повторяется. ОТБОЦ тепла от. охлаждаемого объекта осуществляется только расширенным- газом, температура которого на несколько градусов ниже температуры холодного конна регенератора из-за нейдеальности глттттг-.. т Г. . теплообмена в нем. При. размещении стыковочного узла 2 на расстоянии его наиболее удаленной точкой от торца цилиндра равном длине щели, обеспечивается наиболее- аффективный теппоотвод от охла)вдаетлого объекта. Предлагаемая газовая холодильная машина позволяет снизить температурный уровень охлажденияна 0,8-1 К по сравнению с известной машзшой при уровне охлавдения 8 К.; .

ГАЗОВАЯ ; КРИОГЕННАЯ МАШИНА, содержащая цилиндр со стык вочкым узлом под охлаждаемый объект разделенный на теплую и холопную поI iCTC-РГ Е Tff-i И лости посредством вытеснителя со встроенным регенератором, нмекяцегр на торце, о.фащенном к холодной полости, осевой канал с обратным клапаном, причем холодная полость циливдра соединена с регенератором посредством кольцевой щели между вытеснителем и цилиндром, о т Д и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения уровня охлаждения, стыковочный узел размещен на боковой поверхности цилиндра на расстоянии его наи.более уделенной точки от торца цилиндра, равном длине кольцевой щели, а обратньтй клапан ориентирован в направлении прохода газа из регенератора в холодную полость цилиндра..