Микроохладитель свободно-поршневого типа Советский патент 1989 года по МПК F25B9/00 

(Л

31515

Изобретение относится к газовым криогенным машинам с внутренней регенерацией теплоты и клапанным газораспределениям и может быть использовано в качестве генератора холода в микрокриогенной технике.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности микроохладителя.

На фиг. 1 представлена рневмати- ческая схема микроохладителя; на фиг. 2 - опорная плита микроохладителя, разрез; на фиг. 3 - схема каналов золотника; на фиг. 4 - микроохладител общий вид;

Микроохладитель содержит цилиндр 1 разделенный поршнем 2 на полости 3 и 4. Полость 3 через регенератор, канал 6, дроссельный вентиль 7 и ка- налы 8-10 сообщается с линией 11 низкого давления, а также через регенератор, каналы 12-14 с линией 15 высокого давления. Полость 4 сообщается с буферной емкостью 16 либо по каналам 17-19,либо через канал 20, дроссельный вентиль 21 и каналы 22-25, 19 Золотник 26 приводится во вращение двигателем 27 через муфту 28.

Каналы, вьтолненные в опорной пли- те 25 показаны на фиг. 1 условно совмещенными в одной плоскости. Расположение этих каналов относительно друг

.

друга показано на фиг. 2.

Золотник 26 с примерным расположе- нием профилированных каналов 9 и 13 и перепускных каналов 23 и 24 представлен на фиг. 3. По диаметру I расположены каналы 23 и 24, соединяющие полость 4 с буферной емкостью 16 че- рез дроссельный вентиль 21 в процессах впуска, по диаметру II включается канал 18 большого сечения, соеди- няюрщй полость 4 с буферной емкостью 16 в конце процессов наполнения и вы- талкивания, по диаметру III расположены каналы 13 и 9 переменного сече- йия, последовательно соединяющие линии высокого 15 и низкого IT давления с полостью 3 через дроссельный вентиль 7 (впуск и выпуск) и каналы 12 и 10 большего сечения (наполнение и выталкивание).

Микроохладитель работает следующи образом.

При вращении золотника 26 канал 8 опорной плиты 3 совмещается с каналом 13, связанным через канал 14 с л5

5

0

5

5 40 5 0

-,

нией 15 высокого давления. Через канал 8, дроссельный вентиль 7 и канал 6 происходит впуск газа, давление в холодной полости 3 и регенераторе повышается и поршень 2 начинает перемещаться, сжимая газ в полости 4. При этом каналы 19 и 22 разобщены и газ не поступает в буферную емкость 16 из полости 4. После плавного повышения давления газа до максимального значения за счет сопротивления дроссельного вентиля 7 (при этом скорость заполнения может изменяться за счет регулировки дроссельного вентиля 7 во время работы микроохладителя) золотник 26, перемещаясь, соединяет через канал 22 с помощью канала 23 полость 4 сжатия с буферной емкостью 16. Начинается такт наполнения. Поршень 2 переталкивает газ из полости 4 в буферную емкость 16 через дроссельный вентиль 21. Вентиль 21 регулируют таким образом, чтобы скорость протекания такта наполнения обеспечивала нагрузку на регенератор, близкую к оптимальной. Во время такта наполнения канал 13 постепенно соединяется с каналом большего сечения и пропускает газ в полость 3 в возрастающем количестве пропорционально падению нагрузки на регенератор. После достижения поршнем 2 положения, соответствующего началу такта расширения, золотник 26 уводит канал 13 от канала 12 и канала 8 (наполнение окончено), а в это время перепускной канал 18 большого сечения совмещается с каналом 19 и 17, соединяющими буферную емкость 16 с полостью 4. При этом скорость движения возрастает, что увеличивает нагрузку регенератора, падающую из-за отсутствия впуска газа, так как каналы 8 и 14 впуска перекрыты. После достижения поршнем 2 верхней мертвой точки золофник 26 перекрьшает связь каналов 19 и 22 и открывает сообщение канала 8 через канал 9 с линией 11 низкого давления. Начинается процесс выхлопа. Давление газа в полости 3 и регенераторе понижается. Поскольку газу открыт только канал 6 через вентиль 7 и канал 8, то процесс растягивается во времени и уменьшает пиковую нагрузку на регенератор. В этот момент золотник 26 сообщает полость 4 через канал 20, дроссельный вентиль 21, каналы 22, 24, 25 и 19 с буферной ем515

костью 16. Поршень 2 начинает движение вниз, выталкивая ,газ из полости через регенератор под действием давления в буферную емкость 16, Поскольку натекание газа осуществляется через небольшое отверстие дросселя с возможностью его регулировки, то увеличенную нагрузку на регенератор в начале процесса выталкивания можно снизить путем поджатня сечения дросселя. После достижения поршнем 2 положения, соответствующего началу процесса обр атного, сжатия, золотник 26 разобщает каналы 8 и 12 с линией 11 низкого давления. Каналы впуска также закрыты. В этот момент большой перепускной канал 18 золотника 26 соединяет полость 4 с буферной емкостью 16 через канал 19.

Таким образом, применяя дроссели (вентили статической регулировки), которые можно отрегулировать на каждом конкретном микроохладителе, и компенсируя таким образом все неточ26

ности изготовления, можно в широких пределах регулировать режим работы микроохладителя.

Формула изобретения

Микроохладитель свободно-поршневого типа, содержащий цилиндр, разделенный поршнем на две полости, одна из которых через регенератор и перепускной механизм сообщена с линиями высокого и низкого давления, а другая через регулирующий узел - с буферной емкостью, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повьш1ения надежности, перепускной механизм и регулирующий узел вьшолнены в виде золотника с

перепускными каналами и контактирующей с ним опорной плиты,имеющей свои каналы, снабженные вентилями статической регулировки подключения одной полости к линиям высокого и низкого давления, а другой - к буферной емкости.

Изобретение относится к газовым криогенным машинам с внутренней регенерацией теплоты и клапанным газораспределением. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности охладителя. Цилиндр 1 разделен поршнем 2 на полости 3 и 4. Полость 3 через регенератор сообщена с линиями 11 и 15 низкого и высокого давления соотв., а полость 4 через регулирующий узел - с буферной емкостью. Перепускной механизм и регулирующий узел выполнены в виде золотника 26 с перепускными каналами и контактирующей с ним опорной плиты 29. Каналы плиты 29 снабжены дроссельными вентилями 7 и 21 статической регулировки подключения полостей 3 и 4 соотв. к линиям 11 и 15 и емкости. Режим работы охладителя регулируют вентилями 7 и 21, компенсируя неточности изготовления. 4 ил.

25

22

W

Фие.2

фиг.З

Pw.