Газовая криогенная машина Советский патент 1989 года по МПК F25B9/00 

(Л

а

4 СО СП О1

со

С5

10

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройству газовых криогенных машин.

Цель изобретения - снижение уровня вибраций и обеспечение возможности регулирования холодопроизводительности.

На фиг. 1 представлена газовая криогенная машина, разрез; на фиг. 2 - развертка участка наружной поверхности поршня детандера и соответствующая ей поверхность полого вала электродвигателя (h - ход поршня).

Газовая криогенная машина содержит размешенные в корпусе 1 соосно оси полого вала 2 электродвигателя 3 компрессорный 4 и детандерный 5 поршни, на поверхностях которых выполнены профилированные канавки: на поршне 4 - канавки 6, на наружной поверхности вала 2 - канавки 7, на наружной поверхности поршня 5 - канавки 8, на внутренней поверхности вала 2 - канавки 9. Между канавками 6 20 и 7 установлены шарики 10, а между канавками 8 и 9 - шарики 11. Поршень 4 компрессора соединен с корпусом 1 через сильфон 13 и шток 14, установленный с зазором в полом валу 2. На наружных поверхностях поршня 5 детандера и вала 2 группы канавок 7 и 8 выполнены так, что каждая группа образована непересекающимися канавками, которые образуют на наружных поверхностях поршня 5 и вала 2 эллипсы.

Машина работает следующим образом.

При вращении вала 2, как ротора электродвигателя 3, шарики II, обкатываясь по эллипсоидным канавкам 8 вокруг порщня 5, приводят его в возвратно-поступательное двиня 4 компрессора. Сильфон 12, закрепленный на корпусе 1, также препятствует вращению поршня 4 компрессора, не мешая при этом его возвратно-поступательному движению.

Движение щариков 10 и 11 по эллипсоидным канавкам обеспечивает плавность хода поршней компрессора 4 и детандера 5, причем этих канавок должно быть не менее трех в группе.

Необходимый сдвиг фаз ходов поршней компрессора 4 и детандера 5 обеспечивается соответствуюш,ей ориентировкой эллипсоидных канавок 7 и 8, при этом воз- 5 можность регулировать сдвиг фаз с целью достижения максимальйной холодопроизводительности путем пробных поворотов штока 14 относительно корпуса 1 с нахождением положения штока, обеспечивающего максимально возможную холодопроизводитель- ность машины. После этого шток 14 окончательно фиксируется относительно корпуса 1.

Формула изобретения

25

Газовая криогенная машина, содержащая корпус, компрессорный и детандерный поршни, снабженные профилированными канавками с установленными в них шариками, шток и электродвигатель с валом, отли- 30 чающаяся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности и снижения уровня вибраций, машина дополнительно содержит сильфоны, вал выполнен полым, имеет на внутренней и наружной поверхностях по крайней мере по три профилированных кажение через соответствующие кольцевые ка- 35 навки, следы которых образуют эллипсы, навки 9 на внутренней поверхности вала 2. ориентированные так, что плоскости, прохо- Причем, сильфон 13, закрепленный на кор- дящие через большие оси эллипсов и ось пусе 1 при помощи штока 14, препят-вала электродвигателя, образуют одна с другой одинаковые углы, и соединен с порщня- ми компрессора и детандера посредством щариков, установленных в профилированные канавки, причем компрессорный порщень соединен с корпусом посредством одного сильфона, а детандерный поршень - посредством другого сильфона и штока, установ- д5 ленного с зазором в полом валу электродвигателя.

ствует вращению поршня 5 детандера, не мешая при этом его осевому прямолинейному возвратно-поступательному движению. Передача возвратно-поступательного движения поршня 4 компрессора происходит аналогично посредством шариков 10, эллипсоидных канавок 7 на наружной поверхности вала 2 и соответствующих кольцевых канавок 6 на внутренней поверхности порш40

ня 4 компрессора. Сильфон 12, закрепленный на корпусе 1, также препятствует вращению поршня 4 компрессора, не мешая при этом его возвратно-поступательному движению.

Движение щариков 10 и 11 по эллипсоидным канавкам обеспечивает плавность хода поршней компрессора 4 и детандера 5, причем этих канавок должно быть не менее трех в группе.

Необходимый сдвиг фаз ходов поршней компрессора 4 и детандера 5 обеспечивается соответствуюш,ей ориентировкой эллипсоидных канавок 7 и 8, при этом воз- можность регулировать сдвиг фаз с целью достижения максимальйной холодопроизводительности путем пробных поворотов штока 14 относительно корпуса 1 с нахождением положения штока, обеспечивающего максимально возможную холодопроизводитель- ность машины. После этого шток 14 окончательно фиксируется относительно корпуса 1.

Формула изобретения

Газовая криогенная машина, содержащая корпус, компрессорный и детандерный поршни, снабженные профилированными канавками с установленными в них шариками, шток и электродвигатель с валом, отли- чающаяся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности и снижения уровня вибраций, машина дополнительно содержит сильфоны, вал выполнен полым, имеет на внутренней и наружной поверхностях по крайней мере по три профилированных ка

Изобретение позволяет снизить уровень вибраций. При вращении полого вала 2 шарики 11 обкатываются по наклонным профилированным канавкам 8 поршня детандера, при этом сильфон 13, соединенный с корпусом через шток 14, препятствует повороту вокруг своей оси поршня 5 детандера и позволяет последнему совершать возвратно-поступательное движение. Аналогичное движение поршня 4 компрессора осуществляется посредством шариков 10 и канавок 7 и 6 на поверхностях вала 2 и поршня 4 соответственно, а сильфон 12 препятствует повороту вокруг своей оси поршня 4. Движение шариков 10 и 11 по элипсоидным канавкам обеспечивает плавность хода поршней компрессора и детандера, при этом канавок должно быть не менее трех в каждой группе. Необходимый сдвиг фаз ходов поршней 4 и 5 обеспечивается ориентировкой канавок 7 и 8. 2 ил.

Фиг. г