ПОРШНЕВАЯ ХОЛОДИЛЬНО-ГАЗОВАЯ МАШИНА Советский патент 1974 года по МПК F25B9/00 F25B9/14 

1

Изобретение относится к технике получения низких температур.

Известны поршневые холодильно-газовыс машины для получения низких температур, содержащие компрессор и расширитель с общим приводом от коленчатого вала и установленный в линии связи компрессора с расширителем регенератор для предварительного охлаждения газа.

Цель изобретения - повысить термодинамическую эффективность холодильно-газовой машины.

Это достигается тем, что к линии связи между расширителем и регенер атором подсоединен с номощью автоматических клапанов впуска и выпуска контур с рекуперативным теплообменником, ресивером и детандером, поршень которого и клапаны впуска и выпуска газа кинематически связаны с коленчатым валом для расши1рения части газа, перепускаемого из компрессора в контур, служащий для охлаждения объекта.

На чертеже схематически изображена предлагаелгая порншевяя холодильно-газовая машина.

Мяишна содержит коленчатый вал /, порнлень 2 компрессора 3, поршень 4 детандера 5, поршень 6 расширителя 7 и клапаны 8 м 9 соответственно впуска п выпуска газа в детандер 5. Компрессор 3 снабжен холодильни2

ком 10. В линии связи // компрессора 3 с расширителем 7 установлен регенератор 12. К линии связи 11 подключен через автоматические клапаны 13 и 14 для впуска и выпуска газа контур с рекуперативным теплообменником 15, ресиверами 16 и 17 соответственно высокого и низкого давлений. Контур имеет тепловую нагрузку 18.

JPa6o4Hu цикл описываемой поршневой

холодильно-газовой машины состоит из четырех фаз и осуществляется за один оборот коленчатого вала 1.

Когда поршень 4 детандера 5 и поршень 6 расширителя 7 находятся вблизи верхней

мертвой точки, поршень 2 компрессора 3 сжимает газ, вследствие чего давление в линии связи 11 01 компрессора 3 до впускного клапана 8 повышается. Поступающий от компрессора 3 газ охлаждается в холодильнике 10 и регенераторе 12, а затем делится на два потока, один из которых поступает в расширитель 7, другой - через автоматический клапан 13 впуска в теплообменник 15, где охлаждается обратным потоком газа, а затем в

ресивер 16, предназначенный для уменьшения пульсаций потока газа высокого давления.

При приближении поршня 2 компрессора 3 к верхней «мертвой точке с помощью кулачково-рычажного механизма 19 открывается

впускной клапан 8. Поршень 4 детандера

.., j;,#.:v, :- .

.

и поршень 6 расширителя 7 находятся в этот момент вблизи верхних мертвых точек и движутся вниз. Происходит наполнение объемов в цилиндрах детандера 5 и расширителя 7 газом высокого давления. Поршень 2 компрессора 3 вблизи верхней мертвой точки имеет малые линейные перемещения, впускной клапан 8 закрыт. Поршень 4 детандера 5 и иоршень 6 расширителя 7 при этом же угле поворота коленчатого вала имеют большие л1П1е1 1ные перемещения, газ над поршнями 4 т 6 расширяется, температура его понижается.

Когда поршень 4 детандера 5 и поршень 6 расширителя 7 достигают .мертвой точки, кулачково-рычажиый механизм 19 открывает выпускной клапан 9 детандера 5. Поршень 2 компрессора 3 перемещается к нижней мертвой точке, давление газа понижается, газ из .аетандера 5 последовательно проходит через тепловую нагрузку 18 (где холод поглощается), ресивер 17 низкого давления, автоматический клапан 14 выпуска, регенератор 12 и поступает в компрессор 3. Газ из расширителя 7 через регенератор 12 также поступает в компрессор 3. Поршни 4 и б выталкивают газ, перемещаются к верхним мертШШ

%Г9Ш.

yu-rSi

iffgeti

вым точкам, достигают их, выпускной клапан 9 закрывается, и пикл повторяется.

В описываемой машине обеспечивается попын1енне термодинамической эффективности аа счет применения расширительного контура с внешней регенерацией тепла.

П р е д м е т и з о о р е i е

и я

Поршневая холодильно-газовая .машинадля получения низких температур, содержащая компрессор и расширитель с общим приводом от коленчатого вала и установленный в линии связи компрессора с расширителем регенерагор для предварительного охлаждения газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективностн, к линии связи между расширителем и регенератором подсоединен с помощью автоматических клапанов впуска и выпуска контур с рекуперативным теплообменником, ресиверами и детандером, поршень которого и клананы впуска и выпуска газа кинематически связаны с коленчатым валом для расширения части газа, перепускаемого из компрессора в контур, служащий для охлаждения объекта.

19

77