Свободнопоршневой микроохладитель

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1918715(53) УДК 621.5.7. .01.2 (088,8) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень 13Дата опубликования описания 17.04.82 ло делам нэееретений и еткрмтий(72) Авторы изобретения В. А. Коротченко н А. В. Мартыновеар чт 71) Заявител 4) СВОБОДНОПОРШНЕВОЛ МИКРОО ИТЕтЛ ние в холодной поня в буферной поск газа происходит не, что уменьшает диаграммы. Кроме охладителе сущестери из-за перетечек уплотнения поршке газа, когда давле ти падает до давлен ти, дальнейший выпу и движущемся пор ш ощадь индикаторной о, в известном микро ны индикаторные пот а через радиальные пу ло ло пр пл 5 тове газ ня Изобретение относится к холодильной технике; вт частности к криогенной технике, и может быть использова,но в качестве генератора холода в микрокриогенных системах. Известен свободнопоршневои микроохладитель, содержащий цилиндр, разделенный поршнем на холодную и тепловую рабочие полости, первая из которых связана через газораспределительное устройство с системами всасывания и нагнетания рабочего газа, а вторая - через дроссельное отверстие с буферной полостью 111.Недостатком известного микроохладителя является низкая холодопроизводительность, что характеризуется индикаторной диаграммой. В процессе наполнения газом холодной полости микроохладителя при достижении давления газа в этой полости уровня давления газа в буферной полости, поршень начинает движение в направлении к теплой полости, и дальнейшее наполнение холодной полости газом происходит при движущемся поршне, Вследствие этого площадь индикаторной диаграммы меньше, чем при наполнении холодной полости при неподвижном поршне. Аналогично, при выЦель изобретения - повышение холодо производительности микроохладителя.Поставленная цель достигается тем, чтопоршень со стороны теплой рабочей полости имеет конический срез и сообщенную посредством канала с холодной рабочей полостью цилиндрическую выемку с размещенной т 5 в ней заглушкой, имеющей конический торцовой бурт, образующий с коническим обрезом поршня кольцевую полость, в которую помещен уплотнительный элемент.На фиг. 1 изображен микроохладитель,продольный разрез; на фиг, 2 - форма замгока уплотнительного элемента; на фиг. 3 - индикаторная диаграмма микроохладителя.Свободнопоршневой микроохладитель содержит цилиндр 1, разделенный поршнем 2 на холодную 3 и теплую 4 рабочие полости.918715 Формула изобретения 3Теплая рабочая полость 4 связана с буферной. полостью 5 через дроссельное отверстие6, а холодная полость 3 - через окно 7впуска и выпуска газа и гидрораспределительное устройство 8 с системами всасывания и нагнетания рабочего газа.Поршень 2 со стороны теплой рабочейполости 4 имеет конический срез 9 и сообщенную посредством канала 10 с холоднойрабочей полостью 3 цилиндрическую выемку 11 с размещенной в ней заглушкой 12,имеющей конический торцовой бурт 13, об рразующий кольцевую полость с, коническимсрезом 9 поршня 2 кольцевую полость, в которую помещен уплотнительный элемент 14.Поршень 2 имеет встроенный в него регенератор 15. Заглушка 12 связана с поршнем 2 подвижно посредством винта 16 ипружины 17.Работа свободнопоршневого микроохладителя осуществляется следующим образом.Цикл начинается когда поршень 2 находится в нижней мертвой точке. Объем идавление Р в холодной рабочей полости 3минимальны, а объем и давление Рб в теплой рабочей полости 4 максимальны. Разность давлений в холодной рабочей полости3 и в теплой рабочей полости 4 вызываетсжатие заглушки 12 и поршня 2 в осевом фнаправлении, а на поверхности цилиндра 1в зоне уплотнения возникают контактныедавления,Газораспределительное устройство 8 подключает холодную рабочую полость 3 к системе нагнетания рабочего газа. Происходитпроцесс впуска газа и повышение давленияв полости 3 при неподвижном поршне 2(процесс аб на диаграмме).Контактные давления на поверхности цилиндра 1 и уплотнительного элемента 14 вызывают силу трения, обеспечивающую неподвижность .поршня 2 относительно цилиндра1 при возрастании давления в холодной рабочей полости 3 выше Р. Вместе с тем ростдавления в цилиндрической выемке 11 обеспечивает рост усилия, стремящегося рас 40тянуть заглушку 12 и поршень 2 в осевомнаправлении, уменьшает контактное давление на уплотнительные поверхности. Когдадвижущее усилие от перепада давлений вхолодной и теплой полостях превысит силу итрения, поршень 2 начинает движение в сторону теплой рабочей полости 4 (на диаграмме процесс бв). При этом давление в холодной рабочей полости 3 увеличивается до 4максимального Р, а в теплой рабочей полости 4 газ сжимается и переталкивается в буферную полость 5 (процесс наполнения вс на диаграмме).В конце процесса наполнения поршень 2 приходит в верхнюю мертвую точку, в которой объем теплой рабочей полости 4 минимален, газораспределительное устройство 8 сообщает холодную рабочую полость 3 с системой всасывания (идет процесс выпуска газа при неподвижном поршне сд). Давление в холодной рабочей полости 3 и цилиндрической выемке 11 падает ниже Р. При достижении давления в этой полости значения Рн поршень начинает передвигаться под деиствием натекания газа буферной полости 5. Давление в холодной рабочей полости 3 падает до минимального Р (процесс де),нДалее происходит процесс выталкивания газа из холодной рабочей полости 3 (процесс еа). Поршень проходит в нижнюю мертвую точку и цикл повторяется.Использование изобретения позволяет увеличить холодопроизводительносФь микроохладителя за счет уменьшения индикаторных потерь и увеличения площади индикаторной диаграммы путем задержания поршня в процессе впуска и выпуска газа. Свободнопоршневой микроохладитель, содержащий цилиндр, разделенный поршнем на холодную и теплую рабочие полости, первая из которых связана через газораспределительное устройство с системами всасывания и нагнетания рабочего газа, а вторая- через дроссельное отверстие с буферной полостью, отличающийся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности, поршень со стороны теплой рабочей полости имеет конический срез и сообщенную посредством канала с холодной полостью цилиндрическую выемку с размещенной в ней заглушкой, имеющей конический торцовой бурт, образующий с коническим срезом поршня коль цевую полость, в которую помещен уплотнительный элемент. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3620029, кл. 62-6,опублик. 1971.918715 Ю АМ мйг осгавитель Е. Семрец А. Бойкасаж 542 кая ственного комит обретений и оч - 35, Раушская, г. Ужгород, у с Редактор Т. КиселеваТех Заказ 21 О/20 Тир ВНИИПИ ГосУдаР по делам из 113035, Москва, Ж Филиал ППП Патент