Газовая холодильная машина Советский патент 1991 года по МПК F25B9/00 

1

(21)4749569/06 (22)11.10.89 (46)30.11.91. Бюл. №44

(71)Самарский авиационный институт им. акад. С.П. Королева

(72)В.И. Кузькин, А.И, Довгялло, А.Г. Великанов и Б В. Компанец 953)621.57(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР Ns 732633, кл. F 25 В 9/00. 1980.

(54) ГАЗОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА

(57)Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к газовым холодильным машинам, работающим по обратному циклу Стирлинга, может найти применение для охлаждения радио- и оптоэлектронных устройств и позволяет повысить точность поддерживания заданного уровня температуры охлаждения. Машина содержит цилиндр 1. в котором размещен компрессорный поршень 2, холодильную головку 4, в которой размещен подвижный вытеснитель 5 с регенератором 6, консоль- но закрепленную на холодильной головке 4 биметаллическую пластину 7. Новым в машине является то. что на биметаллической пластине закреплен тензорезистор 8, соединенный с помощью управляющего эле мента 9 с генератором 10 тока высокой частоты замкнутым на индукционную катушку 11. находящуюся на холодильной головке. 2 ил.

со

с

О Ю СП

о о

00

Изобретение относится к холодильной технике, я более конкретно к газовым холодильным машинам, работающим по обратному циклу Стирлинга, и может найти применение для охлаждения радио- и опто- злектронных устройств.

Цель изобретения - повышение точности поддержания заданного уровня температуры охлаждения.

На фиг. 1 изображен общий вид газовой холодильной машины; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема управления элемента в блок-схеме машины,

Газовая холодильная машина содержит цилиндр 1, в котором размещен компрессорный поршень 2, холодильник 3, холодильную голопку 4, в которой размещен подвижный вытеснитель 5 с регенератором G. На холодильной головке 4 консольно закреплена биметаллическая пластина 7. На биметаллической пластине 7 находится тен- зорезмстор 8, соединенный с помощью управляющего элемента 9 с генератором 10 тока высокой частоты, замкнутым на индукционную катушку 11, находящуюся на холодильной головке 4.

Газовая холодильная машина работает следующим образом.

На управляющем элементе 9 задается с помощью потенциометра базовое сопротивление, соответствующее заданному уровню температуры охлаждения. При достижении на холодильной головке 4 заданного уровня температуры охлаждения биметаллическая пластина 7 деформируется и вызывает изменение сопротивления тзнзорезистора 8. При этом управляющий элемент 9 выдерживает генератор 10 тока высокой частоты в выключенном состоянии. При уменьшении тепловой нагрузки на холодильной головке 4 температура охлажде- ния начинает снижаться вследствие нарушения равновесия между тепловой нагрузкой и холодопризводительностью машины. Вместе с изменением температуры охлаждения происходит добавочная деформация биметаллической пластины 7, при этом создавшийся дисбаланс мостовой схемы, выражающийся в дальнейшем изменении сопротивления тензорезистора 8, вызывает срабатывание управляющего элемента 9 на включение генератора 10 тока высокой частоты. Ток высокой частоты подается на индукционную катушку 11, в результате в холодильной головке 4 индуцируются вихревые токи Фуко, которые разогревают холодильную гоповку, повышают ее температурный уровень. Деформация биметаллической пластины 7 уменьшается, сопротивление тензорезистора 8 изменяется до установления заданного уровня охлаждения, тогда происходит уменьшение дисбаланса мостовой схемы управления элемента 9, который, срабатывая, отключает

генератор 10 тока высокой частоты, прекращается подача высокой частоты и в индукционную катушку 11. Процесс разогрева холодильной головки 4 закончен, ее температура становится равной заданному уров0 ню температуры охлаждения.

Управляющий элемент 9 представляет собой мостовую измерительную схему с усилителем, подключенным к входу дифферен- циального компаратора и работает

5 следующим образом,

Чувствительный элемент (тензорези- стор 8) включен в мостовую измерительную схему с уравновешивающим резистором 12 и балансным потенциометром 13, которая

0 подключена к компаратору, выполненному на операционном усилителе 14 инвертирующим образом, т.е. при снижении температуры ниже допустимого уровня большее напряжение подается на инвертирующий

5 вход. Резистор 15, включенный в цепь положительной обратной связи, обеспечивает расширение границ срабатывания компаратора. При снижении температуры ниже заданного уровня операционный усилитель 14

0 вырабатывает отрицательный сигнал, поступающий через делитель напряжения, выполненный на резисторах 16 и 17, на базу транзистора 18, который, открываясь, подает напряжение на реле 19, включающее ге5 нератор 10.

На стабилитроне 20 и резисторе 21 выполнен стабилизатор напряжения для питания операционного усилителя 14 и мостовой измерительной схемы. Диод 22 служит для

0 защиты операционного усилителя 14 от обратного тока при включении транзистора.

Такое выполнение газовой холодильной машины позволяет повысить точность поддержания заданного уровня температуры

5 охлаждения по сравнению с прототипом более чем в 2 раза.

Формула изобретения

0 Газовая холодильная машина, содержащая цилиндр с размещенным в нем компрессорным поршнем, холодильную головку, в которой размещен подвижный вытеснитель с регенератором, и регулятор темпера5 турного уровня, выполненный в виде консольно расположенной биметаллической пластины, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности поддержания заданного уровня температуры охлаждения, регулятор температурного

уровня выполнен в виде расположенного на биметаллической пластине тензорезистора, соединенного с помощью управляющего

элемента с генератором тока высокой частоты, замкнутым на индукционную катушку, находящуюся на холодильной головке.

Фиг. 2