Криогенная газовая машина
Авторы патента:
Использование: в поршневых машинах. Сущность: инерционный элемент 9, установленный с помощью упругих элементов - пружин 10 и 11, используемый совместно с поршнем 6, установленным на неподвижном штоке 4 между полостями 7 и 8 изменяемого объема, выполненными внутри полого поршня 2, позволяет повысить надежность устройства. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к криогенной технике, и может быть использовано при создании криогенных газовых машин со свободным вытеснительным поршнем.
Известна криогенная газовая машина, содержащая по меньшей мере один цилиндр, установленный в нем вытеснительный поршень, разделяющий внутренний объем цилиндра на две полости - теплую и холодную, связанные между собой через последовательно соединенные регенератор и теплообменник нагрузки, и узел сжатия, подсоединенный к теплой полости. Недостатком такой машины является относительно низкая тепловая эффективность. Известна также криогенная газовая машина, содержащая по меньшей мере один цилиндр, установленный в нем при помощи упругих элементов вытеснительный поршень, разделяющий внутренний объем цилиндра на две полости - теплую и холодную, связанные между собой через последовательно соединенные регенератор и теплообменник нагрузки, и узел сжатия, подсоединенный к теплой полости. Недостатком этой машины являются низкая надежность из-за наличия ударных нагрузок и относительно большие габариты. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что машина снабжена дополнительными упругими элементами и инерционным элементом, а вытеснительный поршень выполнен полым, причем инерционный элемент установлен в поршне с возможностью осевого перемещения, а каждый дополнительный упругий элемент связан с одной из торцевых поверхностей инерционного элемента и с одной из внутренних торцевых поверхностей поршня. Кроме того, упругие элементы могут быть выполнены в виде механических пружин сжатия. Дополнительные упругие элементы могут быть также выполнены в виде механических пружин сжатия. В вытеснительном поршне выполнена цилиндрическая камера, в которой с образованием полостей изменяемого объема установлен дополнительный поршень, неподвижно установленный на штоке, размещенном в цилиндре, а дополнительные упругие элементы выполнены в виде газовых пружин в полостях изменяемого объема. Вытеснительный поршень может быть установлен в цилиндре с возможностью вращения вокруг своей оси. На чертеже приведена схема криогенной газовой машины. Машина содержит цилиндр 1, установленный в нем вытеснительный поршень 2, внутри которого имеется перегородка 3. На внутренней торцевой поверхности цилиндра 1 закреплен шток 4. Внутри полого вытеснительного поршня 2 образована цилиндрическая камера 5, внутренний объем которой разделен золотниковым поршнем 6 на две полости 7 и 8 изменяемого объема. Поршень 6 жестко закреплен на штоке 4. Между стенками камеры 5 и цилиндра 1 установлен инерционный элемент 9, который с помощью механических пружин 10 и 11 может совершать возвратно-поступательное осевое перемещение. Пружина 10 закреплена на торцевой перегородке 3 и на поверхности инерционного элемента 9. Пружина 11 закреплена на внутренней поверхности торца вытеснительного поршня 2 и на поверхности инерционного элемента 9. Вытеснительный поршень 2 разделяет внутренний объем цилиндра 1 на две полости - теплую и холодную, связанные между собой через последовательно соединенные регенератор 12 и теплообменник 13 нагрузки. К теплой полости подсоединен узел сжатия с аппаратом внешнего теплообмена (последние на схеме не показаны). Машина работает следующим образом. При увеличении давления во внутреннем контуре за счет сжатия в узле сжатия рабочее тело перетекает через теплообменные аппараты 12 и 13 в холодную полость. Вытеснительный поршень 2 движется вниз, сжимая рабочее тело в газовой полости 7 до тех пор, пока он не будет уравновешен. Инерционный элемент 9 продолжает свое движение, удерживая поршень 2 в нижней мертвой точке. Аналогично происходит движение вытеснительного поршня 2 вверх и его задержка в верхней мертвой точке. Таким образом, задержка поршня 2 в мертвых точках позволяет увеличить полноту индикаторной диаграммы и, следовательно, повысить эффективность машины, а использование инерционного элемента и упругих элементов позволяет уменьшить габариты машины, устранить ударные нагрузки и, как следствие, повысить надежность.Формула изобретения
1. КРИОГЕННАЯ ГАЗОВАЯ МАШИНА, содержащая по меньшей мере один цилиндр, установленный в нем при помощи упругих элементов вытеснительный поршень, разделяющий внутренний объем цилиндра на две полости - теплую и холодную, связанные между собой через последовательно соединенные регенаратор и теплообменник нагрузки и узел сжатия, подсоединенный к теплой полости, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена дополнительными упругими элементами и инерционным элементом, а вытеснительный поршень выполнен полым, причем инерционный элемент установлен в поршне с возможностью осевого перемещения, а каждый дополнительный упругий элемент связан с одной из торцевых поверхностей инерционного элемента и с одной из внутренних торцевых поверхностей поршня. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что упругие элементы выполнены в виде механических пружин сжатия. 3. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что дополнительные упругие элементы выполнены в виде механических пружин сжатия. 4. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в поршне выполнена цилиндрическая камера, в которой с образованием полостей изменяемого объема установлен дополнительный поршень, неподвижно установленный на штоке, установленном в цилиндре, а дополнительные упругие элементы выполнены в виде газовых пружин в полостях изменяемого объема. 5. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что поршень установлен с возможностью вращения вокруг своей оси.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Холодильная установка // 2011935
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к компрессионным установкам
Вихревой охладитель воздуха, // 2006759
Газовая холодильная установка // 2005964
Турбодетандер // 2003931
Микрорефрижератор // 2000022
Вихревая труба // 1840325
Изобретение относится к холодильной и вакуумной технике, преимущественно для теплопрочностных испытаний элементов конструкций летательных аппаратов
Изобретение относится к аппаратам для термовлажностной обработки воздуха
Охлаждающий воздухозаборник // 1815540
Вихревой энергоразделитель // 1815539
Тепловая машина муранова // 2101624
Изобретение относится к машиностроению, позволяет применить смешанное рабочее тело и повысить удельную мощность двигателя с внешним подводом теплоты и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства
Установка сжижения // 2103620
Способ температурной стратификации газа и устройство для его осуществления (труба леонтьева) // 2106581
Изобретение относится к промышленной теплотехнике, в частности к созданию холодильно-нагревательных аппаратов для разделения газового потока на холодную и горячую части
Устройство для получения тепла и холода // 2106582
Изобретение относится к отопительной и холодильной технике, представляет собой бесфреоновый тепловой насос с силовым приводом и может найти применение при создании кондиционеров и агрегатов для воздушного обогрева и охлаждения жилых и производственных помещений
Изобретение относится к установкам разделения сред с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов в вихревых установках, работа которых осуществляется с соответствии с законом свободно вращающегося вихревого потока с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов, открытым автором в 1994 году, и может быть использовано по своему прямому назначению для выделения горючей составляющей из воздуха, в также возможно использование установки для реализации при различных вариантах конструктивного выполнения установки для разделения сред в вихревых потоках в различных отраслях производств, в частности, химической промышленности, тепловой и атомной энергетике, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности и многих других производствах
Изобретение относится к вихревым установкам для разделения сред с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов, работы которых осуществляется в соответствии с законом свободно вращающегося вихревого потока с неоднородным полем плотностей и с разной молекулярной массой компонентов, открытым автором в 1994 году, и может быть использовано по своему прямому назначению для выделения горючей составляющей из воздуха, а также возможно использование установки для его реализации при различных вариантах конструктивного выполнения установки для разделения сред в вихревых потоках в различных отраслях производства, в частности химической промышленности, тепловой и атомной энергетике, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности и многих производствах
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к термоэлектрическим холодильникам транспортных средств
Холодильник (варианты) // 2113662
Изобретение относится к холодильным машинам, в частности к установкам для охлаждения воздухом холодильных камер
Вихревая труба в.и.метенина // 2114358
Изобретение относится к холодильной технике и предназначено для эффективного использования вихревого эффекта в вихревых трубах