МИКРООХЛАДИТЕЛЬ Советский патент 1966 года по МПК F25B9/00 F25B9/14 F04B35/04 

Известны микроохладители для получения низких температур по обратному циклу Стирлинга, содержащие размещенные в общем корпусе цилиндр с соосно расположенными в нем поршнями компрессора и расширителя, холодильник, регенератор и шатунно-кривошипный механизм привода.

Для уменьшения габаритов микроохладителя, обеспечения его динамической уравновешенности и снижения потерь на трение между цилиндром и поршнями путем вращения последних в описываемом микроохладителе механизм перемещения выполпен в виде установленных в корпусе двух кольцевых соленоидных катушек с якорями, жестко соединенными с поршнями, и демпфирующих газовых полостей для осуществления обратного хода поршней.

Кроме того, в корпусе микроохладителя установлены электродвигатели с общим статором и роторами, закрепленными на штоках поршней.

На чертеже изображен описываемый микроохладитель, продольный разрез.

Он содержит размещенные в общем корпусе / цилиндр 2 с соосно расположенными в нем порщнями 3 компрессора и расширителя 4, холодильник 5, регенератор 6 и механизм привода, выполненный в виде установленных в корпусе двух кольцевых соленоидных катушек 7 с якорями 8, жестко соединенными с поршнями, и демпфирующих газовых полостей 9 и 10 для осуществления обратного хода поршней.

В корпусе микроохладителя установлены электродвигатели с общим статором 11 н ротором 12, закрепленными на щтоках 13 поршней.

Рабочим телом в микроохладителе служит гелий. Движение поршней компрессора и расширителя подчиняется синусоидальному закону со сдвигом по фазе на угол, определяемый из расчета машины. При включении привода компрессора в зазор соответствующей соленоидной катушки втягивается якорь 8, связанный с поршнем 5, и газ сжимается до рабочего давления. Одновременно в демпфирующей полости 9 происходит сжатие газа, который через холодильник 5 и регенератор 6 проходит в детандерную полость 14, где адиабатически расщиряется. При этом газ сжимается в демпфирующей полости 10 и возвращает поршни в первоначальное положение. Скорость движения поршней определяется характеристикой соленоидных катушек и главным образом геометрией воздушного зазора между якорем и катушкой.

11 и ротором 12, устанавливаемыми на штоках 13 поршней. Враш,ение поршней при малых зазорах в цилиндрах способствует появлению газового клина, и пары поршень-цилиндр работают как газовые подшипники аэродинамического типа. Движение газа в зазоре перпендикулярпо оси л ашины, препятствует утечкам его при сжатии, что позволяет отказаться от установки уплотнений.

Предмет изобретения

1. Микроохладитель для получения низких температур по обратному циклу Стирлинга, содержаший размещенные в общем корпусе цилиндр с соосно расположенными в нем поршнями компрессора и расширителя, холодильник, регенератор и механизм привода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и обеспечения динамической уравновешенности, механизм выполнен в виде установленных в корпусе двух кольцевых соленоидных катушек с якорями, жестко соединенными с поршнями, и демпфирующих газовых полостей для осуществления обратного хода поршней.

2. Микроохладитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь на трение между цилиндром и поршнями путем вращения последних, в корпусе микроохладителя установлены электродвигатели с общим статором и роторами, закрепленными на штоках поршней.