Поршень-вытеснитель газовой холодильной машины, работающей по циклу стирлинга
Использование: в газовых регенеративных машинах, работающих по циклу Стирлинга. Сущность изобретения: при пуске газ из полости сжатия через клапанные устройства 3 поступает в полость внутри поршня-вытеснителя, обеспечивая условие декомпрессии. При остановке двигателя газ из полости поршня за счет перепада давления и обратного действия деформированной мембраны 9 через отверстия малого диаметра в теле шарика 4 вытесняется в рабочий объем. Устройство приходит в исходное состояние. 1 ил.
Изобретение относится к области газовых регенеративных машин, работающих по циклу Стирлинга.
Известна газовая криогенная машина, включающая полости сжатия, расширения и картера, рабочий поршень, вытеснитель, регенератор, теплообменные аппараты и буферную полость для облегчения пускового момента (Новотельнов В.Н. Суслов А.Д. Полтараус В.С. Криогенные машины. Санкт-Петербург, "Политехника", 1991, с. 258). Недостатком этого устройства является увеличение массогабаритных параметров холодильной машины, связанных с введением дополнительной полости. Известен поршень-вытеснитель к двигателю Стирлинга, включающий корпус, во внутренней полости которого герметически закрыт воздух с избыточным давлением, приблизительно равным диапазону изменения давления рабочего газа в камерах сжатия и расширения (акцептованная заявка Японии N 59-5786). Недостатком данного устройства является недостаточно эффективное использование габаритного объема поршня-вытеснителя. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в облегчении пуска и сокращении времени выхода холодильной машины, работающей по циклу Стирлинга, на рабочий режим за счет возможности использования внутренней полости поршня-вытеснителя в качестве буферной емкости. Для достижения технического результата поршень-вытеснитель, содержащий корпус с внутренней полостью и пазами, выполненными в нижней части внешней стороны корпуса, и уплотнительные кольца, закрепленные в пазах, снабжен клапанными устройствами в виде подпружиненных шариков, в теле которых выполнены малого диаметра отверстия. Клапанные устройства расположены в фигурной крышке с отверстиями для прохода рабочего газа и крепежных болтов, проходящих через тело крышки и фиксируемых в нижнем торце корпуса поршня резьбовым соединением. В нижнем торце корпуса и в крышке выполнены сферические канавки для установки уплотнительных прокладок. В верхней части внутренней полости поршня установлена теплоизоляционная упругая мембрана, разделяющая внутреннюю полость на две части: верхнюю холодную и нижнюю теплую. Введение в состав поршня-вытеснителя клапанов в виде подпружиненных шариков с отверстиями малого диаметра (шарики упираются в отверстие крышки, а пружины в нижний торец корпуса) позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности использования внутренней полости поршня-вытеснителя в качестве дополнительной (буферной) емкости и перепуска в нее части рабочего газа из полости сжатия. Возникающее условие декомпрессии облегчает пуск холодной машины и уменьшает время выхода на рабочий режим. На чертеже изображен поршень-вытеснитель. Устройство содержит корпус поршня 1, в нижней части которого установлены уплотнительные кольца 2, а в торце выполнены отверстия для впуска рабочего газа во внутреннюю полость поршня. Клапанные устройства 3 в виде подпружиненных шариков 4 устанавливаются в конических отверстиях крышки 5, которая крепится к нижнему торцу корпуса стяжными болтами 6. Между крышкой и торцом корпуса устанавливаются кольцевые прокладки 7 и 8. В теле шариков 4 выполнены отверстия малого диаметра для выхода газа из внутренней полости в рабочую полость холодильной машины при остановке двигателя. В верхней части корпуса 1 установлена упругая мембрана 9 из теплоизоляционного материала, разделяющая внутренний объем поршня на две части: холодную верхнюю и теплую нижнюю. Устройство работает следующим образом. При подготовке к работе машина заполняется газом с рабочим давлением. За счет перепада давления газ отжимает клапан 3 и проникает в полость поршня под мембраной. Мембрана 9 изгибается вверх и сжимает газ, ограниченный верхней частью корпуса и мембраной 9 до тех пор, пока давление по обе стороны мембраны не выравнивается. При пуске двигателя в полости сжатия давление газа выше, чем внутри поршня, в результате часть газа перетекает в полость внутри поршня через клапаны 3, создается условие декомпрессии, облегчается пуск и сокращается время выхода машины на рабочие режимы. Мембрана 9 изгибается вверх до установления равного давления по обе стороны от нее. Газ поступает в полость поршня до тех пор, пока давление в полости сжатия и полости внутри поршня не станет равным. К этому времени машина выходит на рабочий режим. При достижении данного давления шарик 4 клапана 3 за счет пружины герметизирует внутреннюю полость поршня. При остановке машины происходит выравнивание давления во всех рабочих объемах, в результате давление внутри поршня становится выше, чем в рабочих полостях, и сжатый газ за счет перепада давления и обратного действия изогнутой мембраны 9 через отверстие малого диаметра в теле шарика 4 клапанного устройства 3 перетекает в рабочие объемы до выравнивания давлений во всех объемах машины. Устройство приходит в исходное положение и готово к пуску.Формула изобретения
Поршень-вытеснитель газовой холодильной машины, работающей по циклу Стирлинга, содержащий корпус с внутренней полостью и пазами, выполненными в нижней части внешней стороны корпуса, и уплотнительные кольца, закрепленные в пазах, отличающийся тем, что поршень снабжен мембраной, крышкой, уплотнительными прокладками и клапанными устройствами, при этом мембрана установлена в верхней части внутренней полости, крышка прикреплена к нижнему торцу через уплотнительные прокладки крепежными болтами, а клапанные устройства размещены в крышке.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к области газовых регенеративных машин, работающих по циклу Стирлинга
Способ получения холода // 2057999
Изобретение относится к проектированию и строительству газовых холодильных машин, а именно к машинам с клапанным управлением потока рабочего тела (р
Многоступенчатая криогенная газовая машина // 1095760
Холодильная установка // 1079012
Холодильная установка // 1079011
Холодильная установка // 563039
Поршневая холодильно-газовая машина // 421860
Поршневая холодильно-газовая машина // 416527
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
Тепловой насос стирлинга // 2141608
Изобретение относится к области холодильных газовых регенеративных машин, работающих по обратному циклу Стирлинга и используемых в качестве тепловых насосов для систем децентрализованного теплоснабжения
Изобретение относится к области газовых регенеративных машин, работающих по обратному циклу Стирлинга и используемых в качестве тепловых насосов для систем децентрализованного теплоснабжения
Изобретение относится к области криогенной техники по ожижению воздуха
Изобретение относится к криогенной технике по ожижению воздуха
Комбинированная криогенная система кириллова для ожижения природного газа большой производительности // 2151982
Изобретение относится к криогенной технике
Газовая холодильная машина // 2154246
Изобретение относится к строительству газовых холодильных машин, а именно к машинам с клапанным управлением потока рабочего тела (р.т.), работающим по обратному термодинамическому циклу, и может найти применение при проектировании и строительстве высокоэкономичных газовых машин, простых и надежных в эксплуатации
Автономный энергомодуль "стирлинг-стирлинг" // 2156372
Изобретение относится к области теплоэнергетики и газовых регенеративных машин, работающих по прямому и обратному циклам Стирлинга, предназначенных в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии и тепла
Изобретение относится к области теплоэнергетики и газовых регенеративных машин, работающих по прямому и обратному циклам Стирлинга, предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии и тепла
Технологический комплекс кириллова по сжижению и хранению природного газа большой производительности // 2156416
Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых холодильных машин, работающих по циклу Стирлинга, а также получения и хранения сжиженных газов, например природного газа