SU907362A1 - Gaseous refrigeration machine - Google Patents

Description

(54) ГАЗОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА(54) GAS REFRIGERATING MACHINE

1one

Изобретение относитс  к холодильной технике , в частности к криогенной, и может быть иснользовано в .микрокриогенных устройствах дл  криостатировани  радиоэлектронных приборов.The invention relates to refrigeration engineering, in particular, to cryogenic, and can be used in micro cryogenic devices for cryostatisation of electronic devices.

Известна газова  холодильна  машина, содержаща  соосно расположенные в ступенчатом цилиндре компрессорный поршень и свободный вытеснитель и дополнительную полость, подключенную к цилиндру со стороны компрессорного поршн  1.A gas cooling machine is known, comprising a compressor piston co-axially arranged in a step cylinder and a free displacer and an additional cavity connected to the cylinder on the side of the compressor piston 1.

Недостатком машины  вл етс  наличие механического привода с кривошипно-шатунным механизмом, что усложн ет конструкцию и уменьшает надежность машины из-за наличи , большого уровн  вибрации.The disadvantage of the machine is the presence of a mechanical drive with a crank mechanism, which complicates the design and reduces the reliability of the machine due to the presence of a high level of vibration.

Цель изобретени  - повышениенадежности и уменьшение габаритов машины.The purpose of the invention is to increase the reliability and size reduction of the machine.

Поставленна  цель дости.гаетс  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.The goal is achieved by the fact that the machine additionally contains a thermodynamic battery located in the cylinder under the compressor piston, and the expeller is made with a rod, the free end of which is inserted into the specified additional cavity.

На чертеже изображена схема газовой холодильной машины.The drawing shows a diagram of the gas refrigeration machine.

Газова  холодильна  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 термодинамическа  батаре  11.The gas refrigerating machine contains a stepped cylinder 1 with a compressor cylinder, a piston 2 and a free-flow propellant m 3 with an integrated regenerator 4, a refrigerator 5, a cooler 6 5 and an additional floor 7. The free displacer 3 is made with a rod 8, the end of which is in the additional cavity 7. The compressor piston 2 divides the cavity of the cylinder 1 into an over piston cylinder, Q compressor cavity 9 and a piston or piston cavity 10. In this case, the thermodynamic battery 11 is located in the latter.

Газова  холодильна  машина работает следующим образом.Gas refrigeration machine works as follows.

Claims (1)

При приложении к выводам термодинамической батареи I1 напр жени  определенной пол рности, начинает нагреватьс  газ в приводной полости 10, давление газа повышаетс  и компрессорный поршень 2 перемешаетс  вверх, сжима  газ, наход щийс  в компрессорной полости 9. Процесс сжати  близок к изотермному, так как. газ интенсивно охлаждаетс  в холодильнике 5. Далее газ, пройд  через регенератор 4 вытеснител  3, попадает в охладитель 6. На части хода компрессорного поршн  2 вытеснитель 3 удерживаетс  в верхней мертвой точке под действием силы, обусловленной избыточным давлением в дополнительной полости 7. В этой полости в процессе работы устанавливаетс  давление, близкое к среднему давлению цикла. Однако при дальнейшем сжатии газа в компрессорной полости 9, давление в ней становитс  больше, чем давление в дополнительной полости 7. При этом вытеснитель 3 начинает перемещатьс  вниз до нижней мертвой точки, а газ расшир етс  с получением холода. Пол рность питающего термодинамическую батарею 11 напр жени  мен етс  и она начинает охлаждать газ в приводной полости 10, в которой начинает падать давление и компрессорный поршень 2 возвращаетс  в нижнюю мертвую точку. Давление в охладителе 6 снижаетс  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 возвращаетс  в верхнюю мертвую точку. Таким образом поршень 2 и вытеснитель 3 занимают исходное положение. Далее цикл повтор етс . Использование данного технического решени  позволило заменить механический привод поршн  на тепловой, что значительно упростило конструкцию газовой холодильной машины, уменьшило ее габариты, а также повысило надежность за счет снижени  уровн  вибрации. Формула изобретени  Газова  холодильна  машина, содержаща  соосно расположенные в ступенчатом цилиндре компрессорный поршень и свободный вытеснитель со встроенным регенератором , холодильник, охладитель и дополнительную полость, подключенную к цилиндру со стороны компрессорного поршн , отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и уменьшени  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, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 392293, кл. F 25 В 9/00, 1971.When a voltage of a certain polarity is applied to the terminals of a thermodynamic battery I1, the gas in the drive cavity 10 starts to heat up, the gas pressure rises and the compressor piston 2 mixes up, compressing the gas in the compressor cavity 9. The compression process is close to isothermal, since. the gas is intensively cooled in the refrigerator 5. Next, the gas, having passed through the regenerator 4 of the displacer 3, enters the cooler 6. On the part of the stroke of the compressor piston 2, the propellant 3 is held in the upper dead center by the force caused by the excess pressure in the additional cavity 7. In this cavity during operation, a pressure is established close to the average pressure of the cycle. However, with further compression of the gas in the compressor cavity 9, the pressure in it becomes greater than the pressure in the additional cavity 7. At the same time, the propellant 3 begins to move down to the bottom dead center, and the gas expands to produce cold. The polarity of the thermodynamic battery 11 supplying voltage changes and it begins to cool the gas in the drive cavity 10, in which the pressure starts to fall and the compressor piston 2 returns to the bottom dead center. The pressure in the cooler 6 decreases with the intensive supply of heat to the gas from the cooled object. At that moment, when the pressure in the compressor cavity 9 is less than the pressure in the cooler 6, the displacer 3 returns to upper dead center. Thus, the piston 2 and the displacer 3 occupy the initial position. Then the cycle repeats. The use of this technical solution made it possible to replace the mechanical piston drive with a thermal one, which considerably simplified the design of the gas refrigerating machine, reduced its dimensions, and also increased reliability by reducing the level of vibration. Claims of refrigeration machine comprising a compressor piston coaxially arranged in a stepped cylinder and a free propellant with a built-in regenerator, a refrigerator, a cooler and an additional cavity connected to the cylinder on the side of the compressor piston, in order to increase reliability and reduce the size, the machine additionally contains a thermodynamic battery located in the cylinder under the compressor piston, and the displacer is made with a rod, the free end of which is den in said additional cavity. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 392293, cl. F 25 B 9/00, 1971. //