Газовая криогенная машина Советский патент 1990 года по МПК F25B9/00 

зобретение относится к криог - ной технике, а именно к устройству поршневых газовых криогенных машин

Целью изобретения является расам- рение возможности регулирования э.оло- допроизводительности.

На фиг. 1 изображена газовая криогенная машина, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 - зависимость изменения объемов компрессорной и вытеснительной полостей от угла поворота коленчатого вала; на фиг. 5 - кинематическая схема машины; на фиг. 6 - цилиндрическая втулка с эксцентриковым коническим выступом; на фиг. 7 - эксцентриковое кольцо} на фиг. 8 - пример регулировки радиуса кривошипа вытеснителя.

Газовая криогенная машина содержит корпус 1, в котором размещены поршневые компрессор 2 и вытеснитель 3, приводимые в движение от кривошипа & компрессора и кривошипа вытеснителя, выполненного в виде эксцентрикового кольца 5, и шатунами 6 и 7 соответственно компрессора и вытеснителя.

Кривошип 4 компрессора установлен в опорные подшипники 8 приводного вала 9, Кривошип 4 компрессора и приводной вал 9 выполнены как одна деталь ,

Со стороны приводного вала в кривошипе 4 компрессора выполнена эксцентричная канавка 10, в которую внутренней поверхностью запрессован подшипник 11. На наружную обойму подшипника 11 напрессован шатун 6 компрессора, имеющий форму кольца, в котором установлен палец 12 с подшипником 13, соединенным со штоком ком5

Q

5

прессора 14, имеющего цилиндрическую фоому.

Со стороны, противоположной приводному валу, в кривошипе 4 компрессора, имеющего форму диска, виполнено центральное отверстие 15, в которое устанавливается цилиндрическая втулка 16 с эксцентриковым коническим выступом 17, выполненные как одна деталь.

Ось вращения приводного вала 18 совпадает с осью вращения кривошипа 4 и осью вращения цилиндрической втулки 16. Втулка 16 закрепляется в кривошипе 4 винтом 19. Расстояние между осью 18 и осью 20 определяет величину радиуса кривошипа компрессора. Ось 20 - это геометрический центр шатуна 6 компрессора и подшипника 11, имеющих форму тел вращения. Паз 21 позволяет поворачивать цилиндрическую втулку 16 с эксцентриковым коническим выступом 17.

На коническую поверхность 22 выступа 17 насажено конической поверхностью эксцентриковое кольцо 5, имеющее наружную цилиндрическую посадочную поверхность 23 с упорным буртиком 24, служащую для установки подшипника 25 шатуна 7 вытеснителя, имеющего форму кольца. На шатуне 7 вытеснителя установлен палец 26 с подшипником 27, соединенным со штоком вытеснителя 28, имеющего цилиндрическую форму.

Эксцентриковое кольцо 5 по конической поверхности 22 соединяется с выступом 17 и закрепляется шайбой 29 и винтом 30. При соединении кольца 5 с выступом 17 геометрическая ось 31 конической поверхности эксцентрикового кольца 5 совпадает с геометрической осью 31 конической поверхности 22 выступа 17,

Расстояние между осью 31 конической поверхности кольца 5 и осью 32 определяет величину эксцентриситета кольца 5. Ось 32 - это геометрическая ось цилиндрической поверхности 23, на которую устанавливается подшипник 25.

Расстояние между осью 18 вращения приводного вала и осью 32 определяет величину радиуса кривошипа вытеснителя. Следует отметить, что ось 18 приводного вала совпадает с осью вра- щения кривошипа вытеснителя.

Линии, условно проведенные на.плоскости (фиг. 1) и соединяющие оси 20 и 18, а также 32 и 18, пересекающиеся в точке, определяемой осью t8, образуют угол у смещения кривошипа вытеснителя и кривошипа компрессора.

Резьбовые отверстия 33 на эксцентриковой втулке 5 используются для демонтажа этой втулки, а отверстия 34 уменьшают дисбаланс вращающихся деталей кривошипа вытеснителя.

Корректирующей массой 35, имеющей возможность передвигаться с гайкой 36 и винтом 37 в пазу 38, ведется урав- новешивание кривошипа 4 компрессора.

Газовая криогенная машина работает следующим образом.

При вращении приводного вала 9, кривошипа 4 компрессора и кривошипа вытеснителя, выполненного в виде эксцентрикового кольца 5, движение через шатун 6 компрессора и шатун 7 вытеснителя передается поршню ком- прессора и вытеснителя, совершающим возвратно-поступательные движения в направляющих, реализуя цикл охлаждения газовой машины.

Машина на фиг. 1 изображена в таком положении, при котором регулируемый радиус кривошипа вытеснителя имеет максимальную величину для принятых размеров конического выступа 17 и эксцентрикового кольца 5, т.е. в этом положении оси 18, 31 и 32 находятся на одной прямой.

Угол поворота относительно оси 18 втулки 16 с выступом 17 и кольца 5 в фиксированном состоянии, т.е. при неподвижном соединении конических поверхностей выступа 17 и кольца 5, отсчитываемый от прямой, на которой

, 0

5

5

0

5

о

5

0

находятся оси 18, 31 и 32, назван углом kif .

Угол поворота эксцентрикового кольца 5 относительно выступа I7 вокруг оси 31, отсчитываемый от прямой, на которой находятся оси 18, 31 и 32, назван углом Ј .

Угол смещения у кривошипов вытеснителя и компрессора отсчитывается от линии, соединяющей оси 20 и 18. Ось 20 - геометрический центр шатуна 6 компрессора, выполненного в форме кольца, и подшипника 11, остается на неизменном расстоянии от оси 18 при всех возможных регулировках в машине.

Расстояние между осями 18 и 20 определяет величину радиуса кривошипа компрессора, который остается посто- янным, расстояние между осями 18 и 32 определяет величину радиуса кривошипа вытеснителя, которую можно регулировать.

I.Регулировка угла ц; смещения кривошипа вытеснителя и кривошипа компрессора осуществляется в следующей последовательности.

Снимают винт 30 и шайбу 29, ослабляют винт 19 и, используя паз 21, поворачивают цилиндрическую втулку 16 с эксцентриковым коническим выступом 17 и насаженным на этот выступ кольцом 5 вокруг оси 18 на угол Ду до получения требуемой величины угла у.

Лля этой регулировки произошло увеличение угла и . Для уменьшения угла и втулку 16с выступом 17 и кольцом 5 поворачивают вокруг оси 18, затягивают винт 19, устанавливают шайбу 29 и винт 30.

II.Регулировка радиуса MD кривошипа вытеснителя осуществляется в следующей последовательности,

1.Снимают винт 30 и шайбу 29.

2.Демонтируют коническую поверхность 22 с помощью винтов, устанавливаемых в резьбовые отверстия 33.

3.Поворачивают эксцентриковое кольцо 5 вокруг оси 31 эксцентрикового Конического выступа 17 втулки на требуемый угол Ј (фиг. 8) до получения нужного размера радиуса кривошипа MD, при этом повороте произошло изменение угла (р на величину Д (фиг. 8).

4.Фиксируют эксцентриковое кольцо 5 на втулке 17 путем его осевого

перемещения по направлению к ториу кривошипа компрессора.

5.Ослабляют винт 19 и, используя паз 21, поворачивают цилиндрическую втулку 16 вместе с эксцентриковым кольцом 5, насаженным на конический выступ 17, вокруг оси 18 на направлении, противоположном вращению эксцентрикового кольца 5, рыполнен- ном в п. 3 регулировки.

6.Затягивают винт 19, устанавливают шайбу 29 и винт 30„

III. Регулировка радиуса MD кривошипа вытеснителя и угла ( „

Выполняют пп. 1 -4 регулировки II затем, ослабляют винт 19 и, ис- псгьзуя паз 21, поворачивают ри -скую втутау 16 вместе с эксценч- риковым кольцом 5, насаженным на конический выступ, вокруг оси 18 нл такой угол ЬС/, , при котором (f получается требуемым. Поворот на угол Аф, может быть осуществлен как в левую, так и в правую сторону or положения МП,.

Затем затягивают винт 19, устанавливают шайбу 29 и винт 30.

В машине ведется регулирование не только угла Ц , но и хода вытеснителя НБ, что благоприятно сказывается на расширении диапазона регулирования холодопроизводительности.

Получение заданного кода вытеснителя ведется путем изменения оадиу- са кривошипа вытеснителя. Достижение требуемой холодопроизвоците ьности достигается путем совместного выбора ЕЪ и углац фазового сдвига объемов сжатия и расширения, величина угла ( зависит от регулируемого угла у сме щения радиусов кривошипа вытеснителя

и компрессора, даже незначительное отклонение угла ц от оптимального в сторону уменьшения или увеличения приводит к уменьшению холодопроизвояв ию

156262У8

дительности на 10 - 15%. Поэтому только одновременная регулировка Нр и i может привести к получению требуемой холодопроизводительности.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1. Газовая криогенная машина, содержащая корпус и расположенные в нем поршень компрессора и вытеснителя, шар- нирносвязанные с кривошипами и шатунами компрессора и вытеснителя, выполненными в виде колец, установленных в подшипниках, отли.чающа я- с я тем, что, с целью расширения возможности регулирования холодопроизводительности, на кривошипе компрессора выполнено центральное отверстие, в котором с возможностью фиксации и поворота вокруг оси, совпадающей с осью вращения приводного вала, установлена цилиндрическая втулка с эксцентриковым коническим выступом.

2„ Машина по п. 1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что кривошип вытеснителя выполнен в виде эксцентрикового кольца, имеющего коническое отверстие, сопрягаемое с эксцентриковым коническим выступом цилиндрической втулки, и наружную цилиндрическую поверхность с упорным буртиком для установки подшипника шатуна вытеснителя, при этом эксцентриковое кольцо установлено с возможностью поворота вокруг оси эксцентрикового конического выступа.

3. Машина по пп. 1 и2, отличающаяся тем, что цилиндрическая втулка с эксцентриковым коническим выступом и эксцентриковое кольцо, зафиксированное относительно .друг друга, установлены с возможностью совместного поворота вокруг оси, совпадающей с осью вращения приводного вала.

П

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройству поршневых газовых криогенных машин. Целью изобретения является расширение возможности регулирования холодопроизводительности. Газовая криогенная машина содержит корпус 1, в котором размещены поршневые компрессор 2 и вытеснитель 3, приводимые в движение от кривошипа 4 компрессора и кривошипа вытеснителя, выполненного в виде эксцентрикового кольца 5, и шатунами 6 и 7 соответственно компрессора и вытеснителя. Со стороны, противоположной приводному валу, в кривошипе 4 компрессора выполнено центральное отверстие 15, в которое устанавливается цилиндрическая втулка 16 с эксцентриковым коническим выступом 17, выполненные как одна деталь. На коническую поверхность 22 выступа 17 насажено конической поверхностью эксцентриковое кольцо 5. Втулка 16 и кольцо 5 имеют возможность взаимного поворота вокруг оси 31 и совместного поворота вокруг оси 18 и приводного вала 9. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

ФигЗ

нмаке

ША

fyDunmovndxgi Wniuud duw ыпнзиовшнуЪъ tfobfaojtft/uo QiuyoHxdagoU tto l392ndpHni/ nfi

W//&

Ж

/г

2Ј

S

V/////77

Y7//////A tl

g-гпй

6292951

jj