Поршневая холодильно-газовая машина Советский патент 1980 года по МПК F25B9/00 

(54) ПОРШНЕВАЯ ХОЛОДИЛЬНО-ГАЗОВАЯ МАШИНА

Т1зобрвтенив относится к технике получения низких температур в пс зшиевых холодильных машинах. Известна хоподильно-газовая машина, содержащая последовательно соединенные регенератор, теплообменник нагрузки, рабочий объем постоянной величины и ресивер, подключенные к клапанному устройству для соединения их поочередно с полостями высокого и низкого давления raaaflTj. -.. -ПНедостатком такой машины является ее , неэьюокая термодинамическая эффективност обусловленная неравномерностью процессов впуска и выпуска газа. Этот недостаток устранен в поршневой холодильно-газовой машине, содержащий последовательно подключенные к ее рабочей полости холодильник, регенератор, теплообменник нагрузки ,и рабочий обьем постоянной величины C2j. Свободный конец рабочего обьема эакрыт с помощью концевого холодильника, который служит для отвода тепла сжатия газа, находящегося в рабочем объеме. Тз ловая нагрузка концевого холодильника складывается из двух частей: отвода тепла сжатия от части газа, участвующей в производстве холода: отвода тепла сжатия от части газа, находящейся в трубке и в концевом холодильнике перед началом процесса сжатия. Второй вид тепловой нагрузки, являясь балластным, во много раз превосходит первую часть, что значительно увеличивает разность температур между газом и стенками концевого холодильника, т.е. повышает температуру газа в данном аппарате. Это приводит к дополнительным потерям и к снижению полезной холодойроизвойительности машины. Цепь изобретения - повышение полезной холодопроизводнтельности. Поставленная цель достигается тем, что машина дополнительно содержит ресивер, соединенный через обратный клапан с рабочей полостью и через газораспределитель с рабочим объемом. На. чертеже изображена схема данной машиньи Машина содержит последовательно .подключенные к ее рабочей пoлocтй 1 хо лодильннк 2, регенератор 3, теплообменник 4 нагрузки и рабочий обьем 5 ROCTOSMной величины Машина также содержит ресивер 6, соединенный через обратный клапан 7 с рабочей полостью 1 и через газораспределитель 8 с рабочим объемом 5, Рабочая полость машины образована ци линдром 9 и поршнем Ю, совершающим возвратно-поступательное движение. При движении поршня 10 снизу вверх происходит сжатие газа в цилиндре 9 и его перемещение через холодильник 2, регенератор 3 и теплообменник 4 в рабочий объем 5. Тепло сжатия газа отводится в окружающую среду с помощью холодильника 2. В регенераторе 3 газ, отдавая тепло насадке, охлаждается до температуры, близкой к температуре охлаждения. Часть газа, занимающая перед началом сжатия рабочий объем 5, та1сже сжимается и оттесняется в сторсжу газораспределите ля 8 холо/шым потоком, поступающим в обьем 5 из теплообменника 4. В процессе иэоэнгропийного сжатия температура этой части газа повышается и к концу сжатия превышает температуру окружающей среды В конце сжатия кратковрменно открыБается газораспределитель 8, выпуская порцию теплового сжатого газа из объема 5 в ресивер 6. Вместо этой порции через противоположный конец рабочего объема 5 из теплообменника 4 натекает равная по объ&ыу порция холодного газа, в резул тате чего среднемассовая температура в объеме 5 снижается. При двйясении поршня 10 сверху вниз давление во всех аппаратах понижается. Часть газа, зшслюченная в рабочем объеме 5, изоэнтропийно расширяется с понижением температуры и вытекает из него через теплообменник 4, регенератор 3 и холодильник 2 в рабочую полость 1, В процессе вытекания расширяющийся газ отнимает тепло от стенок теплообменника 4, совершая холодильное действие, затем нагревается в регенераторе 3 до температуры окружающей среды. При приближении поршня 1О к нижнему мертвому положенHto давление в рабочей полости 1 оказывается более низким, чем в ресивере 6. При этом открьшается обратный клапан 7, впуская в рабоч то полость 1 из ресивера 6 порцию газа; прошедшую раннее через газораспределитель 8 При движении поршня 10 снизу вверх клапан 7 закрывается, все процессы повторяются. Предложенная машина позволяет заменить процесс теплообмена процессом выпуска части сжатого газа в рабочую полость, что приводит к снижению потерь и, следовательно, к увеличению полезной холоднопроизводительнсти. Формула изоб эетения Поршневая холодильно-газовая машина, содержащая последовательно подключенные к ее рабочей полости холодильник, регенератор, теплообменник нагрузки и рабочий объем постоянной величины, о т л и ч а ю щ.а я с я тем, что, с целью повышения полезной холодопроизводительности, она дополнительно содержит обратнъй клапан, газораспределитель и ресивер, соединеннъй через обратный клапан с рабочей жидкостью и через газораспределитель с рабочим объемом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 623067, кл. Р 25 В 9/ОО, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 337617, кл. F; 25 В 9/00, 197О.