Криорефрижератор Советский патент 1981 года по МПК F25B9/00 

(54) КРИОРЕФРИЖЕРАТОР

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к холодильно-газовым машинам . для получения низких температур по циклу Такониса. Известны криорефрижераторы, содержащие корпус с размещенными в нем поршнем, вытеснителем, регенера тором и механизмом привода fl. Недостатком этих криорефрижераторов является необходимость значительного количества механической энергии для. работы установки. Наиболее близким к предлагаемому явлйется криорефрижератор для получения низких температур по циклу Такониса, содержащий корпус с тепл обменными поверхностями и два выте нителя с приводом, разделяющие объем корпуса на горячую, холодную и среднюю полости. Весь объем корп са криорефрижератора заполнен газо образным рабочим телом, например гелием 23. Такой криорефрижератор имеет ср нительно низкую удельную холодопроизводительность вследствие степени изменения давления. Цель изобретения - повышение уд -ной холодопроизводительности, Поставленная цель достигается тем, то объем корпуса дополнительно разелен герметичной подвижной перегородкой , размещенной в средней полости, на две части, одна из которых, включающая горячую полость, заполнена рабочим телом, изменягацим агрегатное состояние в интервале температур горячей полости и окружающей среды. Подвижная перегородка-может быть выполнена в виде металлического сильфона. На чертеже изображен криорефрижератор . Криорефрижератор содержит корпус 1 с теплообменными поверхностями 2,3 и 4 и два вытеснителя 5 и 6 с приводом 7. Вытеснители 5 и 6 р.азделяют объем корпуса 1 на горячую В,, холодную 9 и среднюю 10 полости. Объем корпуса 1 разделен герметичной подвижной перегородкой 11, размещенной в средней полости 10, на две части 12 и 13. Часть 12, включающая горячую полость 8, заполнена рабочим телом, изменяющим агрегатное состояние в интервале температур горячей полости 8 и окружающей среды. Подвижная перегюродкл 11 выполнена

в виде сварного металлического сильфона.

В качестве рабочего тела, изменяющего агрегатное состояние в интерВсше температур горячей полости 8 и окружающей среды, может быть ис.пользован фреон 113. Часть объема корпуса, ограниченная сильфоном и включающая холодную полость 9, заполнена гелием.

Привод представляет собой электромагнитный двигатель с якорем 14, который является частью вытеснителя 5. Для привода вытеснителя 6 на нем закреплен постоянный магнит 15, а также установлена пружина 16, На внутренней стенке корпуса 1 имеется. стопорное кольцо 17. Вытеснители 5 и 6 снабжены регенераторами 18 и 19

Рабочий цикл установки протекает в три фазы.

Первая фаза. Вытеснитель 5 с помощью привода 7 движется из верхней мертвой Точки. При этом рабочее тело, находящееся в жидком состоянии переталкивается через регенератор 18 в горячую зону, куда через поверхность 2 подводится тепло. Рабочее тело испаряется и происходит процесс повышения давления, Сильфон сжимается и верхней крышкой, выполненной из ферромагнитного материала, входит в контакт с постоянным магнитом 15 вытеснителя б.

Вторая фаза. Вытеснитель 5 движется из нижней мертвой точки, переталкивая рабочее тело в среднюю зону. При этом давление понижается вследствие отвода тепла через поверхность 3 средней зоны, а вытеснитель 6 вместе с сильфоном движется вверх, вследствие чего газообразное рабочее тело расширяется (снижается его давление) и его температура понижается. Через посредство поверхности 4 холодной зоны снимается полезная нагрузка

Третья фаза. Вытеснитель 5 продолжает двигаться вверх, вытеснитель 6, упираясь в стопорное кольцо 17, отрнваетгся от крьпыки сильфона и поддействием сжатой пружины 16 движется вниз, переталкивая газообразное рабочее тело в среднюю зону. В это.же время рабочее тело, менякадее агрегатное состояние, охлаждается в средней зоне до полной конденсации.

Использование рабочего тела, изменяющего агрегатное состояние в процессе цикла, позволяет существенно повысить степень изменения давления, которое при использовании, например, фреона 113, может составить 5-10, в то время как при использовании газообразного рабочего тела она не .превышает 1,2-1,5. Повышение степени сжатия в установках такого типа приводит к повьпиению удельной холодопроизводительности.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

II

X

п

-W