Холодильно-газовая машина

 

Изобретение относится к.холодильной технике и м.б. использовано для охлаждения объектов микроэлектроники и микробиологии. Изобретение позволяет повысить холодопроизводительность машины путем снижения удельного расхода рабочего, газа. Машина содержит цилиндр 11 со свободным вытеснителем 12, разделяющим его на верхнюю и нижнюю полости (П) 14, 13. П 14 соединена с теплой П 5 цилиндра 3 расширения и камерой 9 газового тормоза. П 13 соединена с П 1 сжатия компрессора. Теплообменники 15 и 16 служат для отвода т&ппа . Такое выполнение машины позволяет обеспечить необходимое газораспределение при ее работе. 1 ил. (Л оо to со 4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 Р 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3908487/23-06 (22) 11.06.85 (46) 23.05.87. Бюл. У 19 (71) Омский политехнический институт (72) Г. А. Гороховский, А.Г. Чуянов, А.Г. Михайлов, А.Е. Якименко и А.С. Яцковский (53) 621.57 (088.8) (56) Патент США Р 3620029, кл. F 25 В 9/00, опублик. 1971. (54) ХОЛОДИЛЬНО-ГАЗОВАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к, холодильной технике и м.б, использовано для охлаждения объектов микроэлектроники и микробиологии. Изобретение позволяет повысить холодопроизводительность машины путем снижения удельного расхода рабочего. газа. Машина содержит цилиндр ll со свободным вытеснителем 12, разделяющим его на верхнюю и нижнюю полости (П)

14, 13. П 14 соединена с теплой П 5 цилиндра 3 расширения и камерой 9 газового тормоза. П 13 соединена с

П 1 сжатия компрессора. Теплообменники 15 и 16 служат для отвода тепла сжатия. Такое выполнение машины позволяет обеспечить необходимое газораспределение при ее работе.

1 ил, 1312347

Изобретение относится к холодильной технике, преимущественно, для охлаждения объектов микроэлектроники и микробиологии.

Цель изобретения — повышение холодопроизводительности.

На чертеже представлена схема холодильно-газовой машины.

Холодильно-газовая машина содержит полость 1 сжатия с компрессорным поршнем 2, цилиндр 3 со свободным вытеснителем 4, делящим его на теплую 5 и холодную 6 полости, тепло обменник 7 нагрузки, связанный с холодной полостью 6 цилиндра 3 и через регенератор 8 с полостью 1 сжатия, камеру 9 газового тормоза, сообщенную с теплой полостью 5 цилиндра

3 посредством регулируемого гидравлического сопротивления 10, дополнительный цилиндр 11 со свободным вытеснителем 12, который разделяет его на нижнюю 13 и верхнюю 14 полости, соединенный своей верхней полостью

14 с теплой полостью 5 цилиндра 3 и камерой 9 газового тормоза, а нижней полостью 13 — с полостью 1 сжатия компрессора, а также теплообменники 15 и 16 для отвода тепла сжатия.

Машина работает следующим образом.

Перед пуском холодильно-газовой машины поршень 2 и вытеснители .4 и

12 находятся в произвольном положении. Благодаря перемещению компрессорного поршня 2 давление в машине пульсирует, изменяя свое значение от минимального до максимального, и через .малый промежуток времени движение вытеснителей 4 и 12 согласуется с законом перемещения компрессорного поршня 2 с необходимым для работы машины сдвигом фаз.

При нахождении компрессорного поршня 2 в нижней мертвой точке свободный вытеснитель 12 занимает такое же положение в дополнительном цилиндре 11. Свободный вытеснитель 4, занявший свое нижнее мертвое положение в предыдущей фазе, остается в нем, причем объем холодной полости

6 в этот момент максимален, а давление в ней равно значению минимального давления цикла. В верхней полости 14 давление также достигает минимальной величины, меньшей, чем в камере 9 газового тормоза. Под действием этой разности давлений

1О

40 газ из камеры 9 газового тормоза вытекает в верхнюю полость .14, где давление начинает повышаться, образуя разность давлений в теплой 5 и холодной 6 полостях. Под действием . этой разности давлений свободный вытеснитель 4 начинает перемещаться вверх, выталкивая из холодной полости 6 охлажденный газ. Объем холод- . ной полости 6 при этом уменьшается, а теплой полости 5 -- растет. Процесс этот происходит при постоянном давлении, равном минимальному давлению цикла.

Далее компрессорный поршень 2 начинает свое движение из нижней мертвой точки вверх. Давление в магистрали, содержащей регенератор 8 и теплообменник 7, нарастает медленно ввиду наличия значительного гидравлического сопротивления этих теплообменных аппаратов, и разность давлений в теплой 5 и холодной 6 полостях, а также в верхней полости

14 и полости 1 сжатия еще сохраняется. Поэтому свободный вытеснитель 4 продолжает двигаться вверх, выталкивая холодный газ из холодной полости 6, а свободный вытеснитель

12 в дополнительном цилиндре 11 остается в своем нижнем положении.

Разность давлений в теплой 5 и холодной 6 полостях и в верхней полости 14 и полости 1 сжатия становится равной нулю в момент, когда свободный вытеснитель 4 .доходит до своей мертвой точки. Давление в полостях

1„5 и 14 и в камере 9 газсвого тормоза принимает значение среднего давления цикла, При дальнейшем движении компрессорного поршня 2 вверх давление в нижней полости 13 растет быстрее, чем в холодной полости 6, вследствие значительного гидросопротивления регенератора 8 и теплообменника 7 нагрузки. Поэтому свободный вытеснитель 12 движется вверх, повышая давление в теплой полости 5, заставляя свободный вытеснитель 4 осгаваться в верхнем мертвом положении до того момента, пока сам не достигнет верхнего мертвого положения. Давление в теплой полости 5 цилиндра 3 превышает среднее давление газа в камере

9 газового тормоза, и под действием этой разности давлений газ из теплой полости 5 перетекает в камеру 9 га131234

7 4 жений. Далее происходит процесс ðàñширения газа в холодной полости 6 при пост янном объеме последней.Давление в холодной полости 6 становится еще ниже, чем среднее давление цикла. Разность давлений газа в камере 9 газового тормоза и верхней полости 14 дополнительного цилиндра

11 проявляет себя не сразу, так как быстрому вытеканию газа из камеры

9 газового тормоза и выравниванию давлений в последней и в верхней полости 14 препятствует регулируемое гидросопротивление 10. В конце процесса объемы холодной 6 и верхней 14 полостей становятся максиформула изобретения

Составитель И. Тайдаков

Редактор В. Петраш Техред Л.Сердюкова Корректор И. Николайчук

Заказ 1957136 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зового тормоза, где давление несколько повышается. Тепло сжатия при этом отводится в теплообменнике 16.

В следующий момент компрессорный поршень 2 достигает своего верхнего мертвого положения и сжатый гаэ с максимальным давлением заполняет холодную полость 6 цилиндра 3, перемещая свободный вытеснитель вниз.

Вытеснитель 12 остается в верхнем 10 мертвом положении ввиду наличия разности давлений в нижней полости

13 дополнительного цилиндра 11 и в теплой полости 5 цилиндра 3.

Далее компрессорный поршень 2 15 движется вниз иэ верхней мертвой точки. Давление в нижней полости 13 дополнительного цилиндра 11 начинает быстро падать, и свободный вытеснитель 12 под действием разности давле-20 ний в верхней 14 и нижней 13 полостях движется вниз, увеличивая объем верхней полости 14. При этом давление в последней и в теплой полости

5 цилиндра 3 падает и сжатый в предыдущей фазе газ совершает работу, перемещая свободный вытеснитель 4 вниз. При этом сам газ охлаждается, так как происходит его расширение.

В процессе расширения с совершением внешней работы давление в полостях 1,5,6,13 и 14 становится ниже значения среднего давления цикла холодильно-газовой машины.

При дальнейшем приближении комп- 35 рессорного поршня 2 к нижней мертвой точке процесс расширения с совершением внешней работы завершается и свободные вытеснители 4 и 12 достигают своих нижних мертвых поло- 40 мальными по величине.

Далее компрессорный поршень 2 достигает своего нижнего мертвого положения и все процессы повторяются.

Холодильно-газовая машина, содержащая цилиндр сжатия с поршнем, цилиндр расширения со свободным вытеснителем, разделяющим его на теплую и холодную полости, и камеру газового тормоза, соединенную с теплой полостью цилиндра расширения, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения холодопроизводительности путем уменьшения необратимых потерь, она содержит дополнительный цилиндр со свободным поршнем, разделяющим его на две полости, одна из которых соединена с теплой полостью цилиндра расширения и камерой газот вого тормоза, а другая — с цилиндром сжатия °