Газовая холодильная машина Советский патент 1982 года по МПК F25B9/00 

(54) ГАЗОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА

1

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к криогенной, и может быть иснользовано в .микрокриогенных устройствах для криостатирования радиоэлектронных приборов.

Известна газовая холодильная машина, содержащая соосно расположенные в ступенчатом цилиндре компрессорный поршень и свободный вытеснитель и дополнительную полость, подключенную к цилиндру со стороны компрессорного поршня 1.

Недостатком машины является наличие механического привода с кривошипно-шатунным механизмом, что усложняет конструкцию и уменьшает надежность машины из-за наличия, большого уровня вибрации.

Цель изобретения - повышениенадежности и уменьшение габаритов машины.

Поставленная цель дости.гается тем, что машина дополнительно содержит термодинамическую батарею, расположенную в цилиндре под компрессорным поршнем, а вытеснитель выполнен со штоком, свободный конец которого введен в указанную дополнительную полость.

На чертеже изображена схема газовой холодильной машины.

Газовая холодильная машина содержит ступенчатый цилиндр 1 с расположенными в нем компрессорным, поршнем 2 и свободным вытеснителе.м 3 со встроенным регенератором 4, холодильник 5, охладитель 6 5 и дополнительную пол.ость 7. Свободный вытеснитель 3 выполнен со штоком 8, конец которого введен в дополнительную поЛость 7. Компрессорный поршень 2 делит полость цилиндра 1 на надпоршневую лли ,Q компрессорную полость 9 и подпоршневую или приводную полость 10.Причем в последней расположена термодинамическая батарея 11.

Газовая холодильная машина работает следующим образом.

При приложении к выводам термодинамической батареи I1 напряжения определенной полярности, начинает нагреваться газ в приводной полости 10, давление газа повышается и компрессорный поршень 2 перемешается вверх, сжимая газ, находящийся в компрессорной полости 9. Процесс сжатия близок к изотермному, так как. газ интенсивно охлаждается в холодильнике 5. Далее газ, пройдя через регенератор 4 вытеснителя 3, попадает в охладитель 6. На части хода компрессорного поршня 2 вытеснитель 3 удерживается в верхней мертвой точке под действием силы, обусловленной избыточным давлением в дополнительной полости 7. В этой полости в процессе работы устанавливается давление, близкое к среднему давлению цикла. Однако при дальнейшем сжатии газа в компрессорной полости 9, давление в ней становится больше, чем давление в дополнительной полости 7. При этом вытеснитель 3 начинает перемещаться вниз до нижней мертвой точки, а газ расширяется с получением холода. Полярность питающего термодинамическую батарею 11 напряжения меняется и она начинает охлаждать газ в приводной полости 10, в которой начинает падать давление и компрессорный поршень 2 возвращается в нижнюю мертвую точку. Давление в охладителе 6 снижается при интенсивном подводе тепла к газу от охлаждаемого объекта. В тот момент, когда давление в компрессорной полости 9 меньше, чем давление в охладителе 6, вытеснитель 3 возвращается в верхнюю мертвую точку. Таким образом поршень 2 и вытеснитель 3 занимают исходное положение. Далее цикл повторяется. Использование данного технического решения позволило заменить механический привод поршня на тепловой, что значительно упростило конструкцию газовой холодильной машины, уменьшило ее габариты, а также повысило надежность за счет снижения уровня вибрации. Формула изобретения Газовая холодильная машина, содержащая соосно расположенные в ступенчатом цилиндре компрессорный поршень и свободный вытеснитель со встроенным регенератором, холодильник, охладитель и дополнительную полость, подключенную к цилиндру со стороны компрессорного поршня, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, машина дополнительно содержит термодинамическую батарею, расположенную в цилиндре под компрессорным поршнем, а вытеснитель выполнен со штоком, свободный конец которого введен в указанную дополнительную полость. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 392293, кл. F 25 В 9/00, 1971.

/