Привод криоохладителя Советский патент 1985 года по МПК F25B9/00 F16H21/30 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам микрокриогенной техники, и может быть использовано для сжижения газов.

Известен привод криоохладитель, содержапдий электродвигатель с кривошипом, снабженный ведущим роликом, и кулису прямолинейного движения с пазом, в котором размещен ведущий ролик кривошипа 1.

Недостатком дачного привода криоохладителя являетс51 его высокое энергопотребление, обусловленное тем, что необходимо использовать электропривод повыщенной мощности для компенсации пневмоудара поршня-вытеснителя.

Наиболее близким к изо.бретению техиически.м решением является привод криоохладителя, содержащий электропривод, соединенный при помощи вала с кулисой, и закрепленный на валу кривошип с ведущим роликом, обкатывающим кулису 2J.

Недостатками известного привода являются повыщенные энергозатраты, малый ресурс работы и низкий КПД, Вследствие того, что из-за гидравлического сопротивления давление в холодной камере криоохладителя повышается не мгновенно, а через некоторое время после открытия клапана впуска, последний открывается до прихода поршня-вытеснителя в верхнюю мертвую точку, что приводит к пневмоудару. На преодоление этого пневмоудара затрачивается дополнительная электроэнергия. Кроме того, воздействие пневмоудара на электропривод возрастает в процессе эксплуатации-по мере наполнения в регенераторе криоохладителя продуктов износа трущихся деталей и намерзания влаги и жидких фракций из смазки привода, что приводит, в конечном счете, к снижению ресурса работы.

Цель изобретения - снижение энергозатрат, повышение ресурса работы и КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в приводе криоохладителя, содержащем электропривод, соединенный при помощи вала с кулисой, и закрепленный на валу кривошип с ведущим роликом, обкатывающим кулису, кулиса выполнена с углублениями, симметрично расположёнными относительно оси вала и описанными по дуге окружности, имеющей угловую длину 30-50°.

На фиг. 1 представлен привод криоохладителя с промежуточным расположением поршня-вытеснителя; на фиг. 2 - то же, в момент остановки поршня-вытеснителя в верхней мертвой точке.

Привод криоохладителя содержит электропривод (не показан), соединенный посредством вала 1 с кулисой 2. На валу 1 закреплен кривошип 3 с ведущим роликом 4, обкатывающим кулису 2, которая выполнена с углублениями 5 и 6, симметрично расположенными относительно оси вала 1 и

описанными по дуге окружности, имеющей угловую длину 30-50°. 2 связана при помощи штока 7 с поршнем-вытеснителем 8, входящим вместе с установленным

в нем регенератором 9 в цилиндр 1.0, полость которого через газовые каналы сообщена с клапанами впуска 11 и выпуска 12 газа. В корпусе криоохладителя установлены амортизирующие ограничители 13 и 14 перемещения кулисы 2.

Наличие на кулисе 2 углублений 5 и 6 позволяет осуществлять остановки порщнявытеснителя в крайних положениях при равномерном вращении кривошипа 3 на моменты времени, необходимые для открытия клапана 11 впуска или клапана 12 выпуска и выравнивания давления газа в полостях цилиндра 10. Время, необходимое для стоянки поршня-вытеснителя 8, составляет 30-50° угла поворота кривошипа 3, что соответствует дуге окружности с угловой длиной 30-50°.

Привод криоохладителя работает следующим образом.

При вращении электродвигателя вала 1 ведущий ролик 4, установленный на кривошипе

3, описывает окружности вокруг оси вала 1, и, воздействуя на кулису 2, приводит ее в возвратно-поступательное движение. Кулиса 2, жестко связанная со штоком 7, передает свое движение поршню-вытеснителю 8. В то

время, когда ведущий ролик 4 прокатывается по углубления,м 5 и 6 кулисы 2, она вместе со штоком 7 и поршнем-вытеснителем 8 остаются неподвижными.

При достижении поршня-вь1теснителя 8

верхней мертвой точки ведущий ролик 4 прокатывается по углублению 5. Клапан 12 выпуска газа закрывается, а клапан 11 впуска газа открывается. Газ высокого давления, поступивший через клапан 11 в цилиндр 10, совершает пневмоудар по поршнювытеснителю 8 с регенератором 9, усилие которого воспринимается амортизирующим ограничителем 13. Давление газа по обе стороны поршня-вытеснителя 8 выравнивается. После выхода ведущего ролика 4 из углубления 5 поршень-вытеснитель 8 начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При достижении поршнем-вытеснителем 8 нижней мертвой точки клапан 11 впуска закрывается, а клапан 12 выпуска, открывается. При этом ведущий ролик 4 прокатываётся по углублению 6 кулисы 2. Поршеньвытеснитель 8 остается неподвижным. Газ сбрасывается в линию низкого давления и происходит его охлаждение. Давление газа в полостях цилиндра 10 выравнивается. После выхода ведущего ролика 4 из

углубления 6 поршень-вытеснитель 8 начинает перемещение в сторону верхней мертвой точки, по достижению которой цикл повторяется.

Изобретение позволяет значительно снизить энергозатраты, повысить ресурс работы и КПД привода, так как клапаны впуска и выпуска открываются при нахождении

поршня-вытеснителя в крайних мертвых точках и оставшееся количество газа в этом случае ытшмалъно.

ПРИВОД КРИООХЛАДИТЕЛЯ, содержащий электропривод, соединенный при помощи вала с кулисой, и закрепленный на валу кривошип с ведущим роликом, обкатывающим кулису, отличающийся -560, тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения ресурса работы и КПД, кулиса выполнена с углублениями, симметрично расположенными относительно оси вала и описанными по дуге окружности, имеющей угловую длину 30-50°. (Л |С ел

т

Фиг.2