Микроохладитель Советский патент 1987 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к газовым криогенным машинам с внутренней регенерацией тепла, реализующим циклы Гиффорда - Мак-М.е- гона, Стирлита, Эриксона, и может быть использовано в генераторах холода.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности микроохладителя.

На фиг. 1 изображен предлагаемый микроохладитель; на фиг. 2 - регулировочный элемент, профиль.

Микроохладитель содержит цилиндр 1, разделенный поршнем 2 на полости 3 и 4. Полость 3 через регенератор 5 и клапаны 6 и 7 впуска и выпуска сооби ается с линиями 8 и 9 высокого и низкого давления. Для переключения клапанов 6 и 7 служит клапанн.ый механизм 0 с приводом 11. Полость 4 через канал 12 сообпдается с б,у- ферной емкостью 13. Для регулировки сечения канала 12 в буферной емкости установлен регулировочный элемент 14, имею- пдий форму диска, профилированного по своей образующей, и кинематическую связь 15 с приводом 11 посредством, например, зубчатого зацепления.

Микроохладитель работает следующим образом.

При нахождении поршня 2 в нижней мертвой точке (и. м. т.) клапанный механизм 10 открывает клапан 6 впуска, при этом клапан 7 выпуска закрыт, а регулировочный элемент 14 полностью закрывает канал 12 (фиг. 1).

Начинается такт впуска. Давление газа в регенераторе 5 и полости 3 повышается и поршень 2, пере.мещаясь, сжимает газ в полости 4. Так как канал 12 в течение всего такта впуска полностью перекрыт регулировочным элементом 14, то перетечки газа из полости 4 в емкость 13 отсутствуют.

После повышения давления в полости 3 до максимального значения, регулировочный элемент 14, перемещаясь под действием привода 11, посредством кинематической связи 15 своим профилем приоткрывает проходное сечение Kanajia 12. Начинается такт наполнения, в течение которого поршень 2 перемещается в направлении к верхней мертвой точке (в. м. т.), переталкивая газ из полости 4 в емкость 13 через частично открытое проходное сечение канала 12. При этом профиль регулировочного элемента 14 выбирается таким, чтобы получившееся в результате перекрытия проходное сечение канала 12 обеспечивало такую скорость протекания такта наполнения, при которой нагрузка на регенератор 5 в такте наполнения была бы такой же, как и такте впуска.

После достижения поршнем 2 положения, соответствующего началу такта расширения, клапан 6 впуска закрывается клапанным механизмом 10, при этом клапан 7 выпуска

по-прежнему закрыт, а регулировочный элемент 14, перемеодаясь своим профилем начинает увеличивать проходное сечение канала 12, в результате чего, скорость движения

поргпня 2 возрастает. Профиль регулировочного элемента 14 выполняется таким образом, чтобы скорость такта расширения обеспечивала нагрузку на регенератор 5 той же величины, что и в тактах впуска и наполнения.

После достижения поршнем 2 в.м.т. регулировочный элемент 14 полностью перекрывает канал 12, а клапанный механизм 10 открывает клапан 7 выпуска, оставляя при этом клапан 6 впуска закрытым.

5 Начинается такт выхлопа. Давление газа в полости 3 и регенераторе 5 понижается и поршень 2 начинает перемещаться в направлении к н.м.т. После понижения давления в полости 3 до минимального значения, регулировочный элемент 14 частично приот0 крывает проходное сечение канала 12. Начинается такт выталкивания. Газ из емкости 13, натекая в полость 4, перемещает поршень 2 в направлении к н.м.т., который выталкивает газ из полости 3 через

5 регенератор 5 и клапан 7 выпуска в линию 9 низкого давления. Профиль регулировочного элемента 14 выбирается таким образом, чтобы получившееся в результате перекрытия проходное сечение канала 12 обеспечивало такую скорость протекания такта выталки0 вания, при которой нагрузка на регенератор 5 в такте вьггалкивания была бы такой же, как в такте выхлопа. После достижения поршнем 2 положения, соответствующего началу обратного сжатия, клапан 7 выпуска закрывается клапанным механизмом

5 10, при этом клапан 6 впуска по-прежнему закрыт, а регулировочный элемент 14, перемещаясь, своим профилем начинает увеличивать проходное сечение канала 12, в результате чего скорость движения поршня 2 возрастает.

Профиль регулировочного элемента 14 выполняется таким образом, чтобы скорость такта обратного сжатия обеспечивала нагрузку на регенератор 5 такой же, что и в тактах выхлопа и выталкивания. После дог стижения поршнем 2 н.м.т. цикл повторяется.

Следует отметить, что для реализации вышеописанного принципа работы микроохладителя регулировочный элемент 14 можно не профилировать по образуюодей, а вы0 полнять на его торцовой поверхности, при- легаюндей к каналу 12, профилированный паз, изменяюпдий проходное сечение канала 12 в течение цикла, что в целом ряде случаев может обеспечить относительную свободу компоновки емкости 13 по отношению к по5 лости 4. Кроме того, регулировочный элемент 14 может быть выполнен не вращательным, а движущимся возвратно-поступательно.

Формула изобретения

1. Микроохладитель, свободнопоршнево- го типа, содержащий цилиндр разделенный поршнем на две полости, одна из которых через регенератор и клапанный механизм с приводом сообщена с линиями высокого и низкого давления, а другая через канал - с буферной емкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамичес аполне(/е

кой эффективности, микроохладитель дополнительно содержит регулирующий элемент с приводом, установленный в буферной емкости с возможностью перекрытия канала.

2. Микроохладитель по п. 1, отличающийся, тем, что, с целью упрощения конструкции, привод регулировочного элемента кинематически связан с приводом клапанного механизма.

CPU2.2.

Изобретение относится к холодильной технике и позволяет повысить термодинамическую эффективность микроохладителя. Последний содержит цилиндр 1, разделенный поршнем 2 на полости 3 и 4. Для переключения клапанов 6 и 7 впуска и выпуска служит клапанный механизм 10 с приводом 11. Полость 4 через канал 12 сообщается с буферной емкостью 13. Для регулировки сечения канала 12 в емкости 13 установлен регулировочный элемент 14, имеющий форму диска, профилированного по своей образующей, и имеющий кинематическую связь с приводом II. Во всех тактах элемент 14 прикрывает определенную часть канала 12. При этом профиль регулировочного элемента выбирается т. о., что в тактах наполнения и расщирения проходное сечение канала 12 обеспечивает такую скорость протекания такта наполнения, при которой нагрузка на регенератор 5 будет такой же, как в такте впуска. Нагрузка на регенератор в такте обратного сжатия обеспечивается такой же, как в тактах выхлопа и выталкивания. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. /J. 74 $тЖЗ|кЩ$: ч:$;с: -. 72 4 70 Ю 77 S (Л со to со оо со сриг,1