SU1760261A1 - Piston microexpander - Google Patents

Piston microexpander Download PDF

Info

Publication number
SU1760261A1
SU1760261A1 SU904840383A SU4840383A SU1760261A1 SU 1760261 A1 SU1760261 A1 SU 1760261A1 SU 904840383 A SU904840383 A SU 904840383A SU 4840383 A SU4840383 A SU 4840383A SU 1760261 A1 SU1760261 A1 SU 1760261A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
crankcase
crosshead
piston
cylinder
movable
Prior art date
Application number
SU904840383A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Борисенко
Виниамин Николаевич Замошников
Наталья Петровна Краснова
Анатолий Васильевич Купко
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Криогенной Технике С Опытным Производством Физико-Технического Института Низких Температур Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Криогенной Технике С Опытным Производством Физико-Технического Института Низких Температур Ан Усср filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Криогенной Технике С Опытным Производством Физико-Технического Института Низких Температур Ан Усср
Priority to SU904840383A priority Critical patent/SU1760261A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1760261A1 publication Critical patent/SU1760261A1/en

Links

Abstract

Использование: в качестве генератора холода в микрокриогенных системах. Сущность изобретени : поршневой микродетандер снабжен пусковым устройством 13, встроенным в картер 1 по общей оси картера и направл ющего цилиндра 3, при обес-. печении взаимодействи  с крейцкопфом 5 снабженным упругой подвеской, выполненной в виде двух буферных винтовых пружин 6. Картер оборудован теплопередающими элементами, а тормозной узел выполнен магнитоиндукционным, подвижна  часть которого смонтирована на крейцкопфе, а неподвижна  часть 12 установлена в картере 1 с теплопередающими элементами 34 и выполнена в виде посто нного магнита 22 с  рмом 23 и керном 24, образующими кольцевой рабочий зазор, в котором расположено с возможностью движени  коротко замкнутое кольцо 25, соединенное жестко при помощи электрического изол тора 26 с крейцкопфом 5. Пусковое устройство 13 смонтировано в картере 1. в крышке 2 и выполнено в виде вт жного нейтрального, электромагнита, содержащего неподвижный корпус 27 и магнитопровод 28 с катушкой 29, подвижные  корь с толкателем 31 и возвратной пружиной 32 и колпак 33, ограничивающий ход  кор . 3 з.п. ф-лы, 2 ил. XI О О Ю С Фиг.1Use: as a generator of cold in microcryogenic systems. SUMMARY OF THE INVENTION: The piston micro-expander is provided with a starting device 13 embedded in the crankcase 1 along the common axis of the crankcase and the guide cylinder 3, with obs. baking interaction with the crosshead 5 equipped with an elastic suspension, made in the form of two buffer springs 6. The crankcase is equipped with heat transfer elements, and the brake assembly is made of magnetic induction, the movable part of which is mounted on the crosshead, and the fixed part 12 is installed in the crankcase 1 with heat transfer elements 34 and made in the form of a permanent magnet 22 with a rod 23 and a core 24, forming an annular working gap in which the short-closed ring 25 is located with the possibility of movement; using an electrical insulator 26 with a crosshead 5. A trigger device 13 is mounted in the crankcase 1. in cover 2 and made in the form of a retractable neutral electromagnet containing a stationary body 27 and a magnetic circuit 28 with a coil 29, movable measles with a pusher 31 and a return spring 32 and cap 33, limiting the course of the box. 3 hp f-ly, 2 ill. XI O O U S Figure 1

Description

Изобретение относитс  к холодильной технике, в частности к микродетандерам с поршнем на упругой подвеске, и может быть использовано в качестве генератора холода о микрокриогенных системах.The invention relates to refrigeration technology, in particular to microexpanders with a piston on an elastic suspension, and can be used as a cold generator on microcryogenic systems.

Известен свободнопоршневой микроохладитель , содержащий цилиндр, разделенный вытеснителем, снабженным встроенным регенератором и радиальным уплотнением, на холодную и теплую полости , поршень, расположенный в теплой полости на линейной опоре качени , снабженный радиальными и торцовыми уплотнени ми и соединенный с вытеснителем с возможностью их осевого взаимного пере- мещени , буферную полость, отделенную от теплой полости перегородкой с дроссель-, ным отверстием, и газораспределительное устройство с автономным электроприводом .A free piston microcooler is known, comprising a cylinder divided by a displacer, equipped with an integrated regenerator and a radial seal, on a cold and warm cavity, a piston located in a warm cavity on a linear rolling bearing, equipped with radial and face seals and connected to the displacer with the possibility of axial mutual rotation - a public space, a buffer cavity, separated from a warm cavity by a partition with a throttle, aperture, and a gas distribution device with an autonomous electric drive.

Недостатками свобод но поршневого микроохладител   вл ютс  небольшой ресурс работы и сложность конструкции вследствие ударного воздействи  на торцовые уплотнени  и на буртики подвижного соединени  поршн  с вытеснителем и наличи  газораспределительного устройства с автономным электроприводом.The disadvantages of the free piston microcooler are the small life and complexity of the design due to the impact on the face seals and on the shoulders of the movable joint of the piston with the displacer and the presence of a gas distribution device with an autonomous electric drive.

Известен детандер, содержащий картер с направл ющим цилиндром, расширительное устройство в виде цилиндра с впускными и выпускными окнами и поршн  в нем с осевым и радиальными отверсти ми, соединенными тонкостенной трубкой и полым штоком соответственно с картером и крейцкопфом, механизм движени  в виде кривошипно-шатунного механизма, размещенного в картере и состо щего из кривошипного вала и крейцкопфа, подвижно соединенных шатуном, и тормозной узел в виде генератора с ременной передачей.A known expander containing a crankcase with a guide cylinder, an expansion device in the form of a cylinder with inlet and outlet ports and a piston in it with axial and radial holes connected by a thin-walled tube and a hollow rod with a crankcase and crosshead, a movement mechanism in the form of a crank rod. mechanism located in the crankcase and consisting of a crank shaft and crosshead, movably connected by a connecting rod, and the brake assembly in the form of a generator with a belt drive.

Недостатками известного детандера  вл ютс  небольшой ресурс работы, сложность и громоздкость конструкции вследствие наличи  кривошипно-шатунного механизма , уплотнени  вала, тормозного генератора и ременной передачи.The disadvantages of the known expander are the small resource of work, complexity and cumbersome design due to the presence of a crank mechanism, shaft seal, brake generator and belt drive.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному, выбранному за прототип,  вл етс  поршневой детандер, содержащий картер, направл ющий цилиндр , крейцкопф, расширительное устройство в виде цилиндра и поршн , соединенных тонкостенными трубками соответственно с картером и крейцкопфом, органы газораспределени  и тормозной узел с подвижной и неподвижной част ми, причем последн   закреплена в картере, а подвижна  жестко соединена с кривошипным валом и выполнена в виде дисков изThe closest in technical essence to the proposed, chosen for the prototype, is a piston expander containing a crankcase, a guide cylinder, a crosshead, an expansion device in the form of a cylinder and a piston connected by thin-walled pipes to the crankcase and crosshead, respectively and fixed parts, the latter being fixed in the crankcase, and the movable rigidly connected to the crank shaft and made in the form of discs

ферромагнитного материала и расположенных между ними катушек с. сердечником.ferromagnetic material and coils located between them. core.

Недостатком прототипа  вл етс  низкие ресурс и надежность работы.The disadvantage of the prototype is low resource and reliability of operation.

Целью изобретени   вл етс  повышение ресурса и надежности работы.The aim of the invention is to increase the resource and reliability of operation.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что известный детандер содержащий картер, направл ющий цилиндр с крейцкопфом,The goal is achieved by the fact that a known expander containing a crankcase guides a cylinder with a crosshead,

0 расширительное устройство в виде цилиндра и поршн , соединенных тонкостенными трубками соответственно с картером и крейцкопфом , органы газораспределени  и тормозной узел с подвижной и неподвижной0 expansion device in the form of a cylinder and a piston, connected by thin-walled tubes, respectively, with the crankcase and crosshead, the gas distribution organs and the braking unit with movable and fixed

5 част ми, причем последн   закреплена в картере, согласно изобретению снабжен пусковым устройством, встроенным в картер по общей геометрической оси картера и направл ющего цилиндра при обеспечении5 parts, the latter being fixed in the crankcase, according to the invention is provided with a starting device built into the crankcase along the common geometrical axis of the crankcase and the guide cylinder, while ensuring

0 взаимодействи  с крейцкопфом, снабженным упругой подвеской, картер дополнительно содержит теплопередающие элементы, а тормозной узел выполнен маг- нитоиндукционным и его подвижна  часть0 interacting with a crosshead equipped with an elastic suspension, the crankcase additionally contains heat transfer elements, and the brake assembly is made of magneto-induction and its movable part

5 жестко соединена с крейцкопфом посредством электрического изол тора.5 is rigidly connected to the crosshead by means of an electrical insulator.

Упруга  подвеска выполнена в виде двух буферных винтовых пружин, между которыми установлена опорна  тарелка, за0 крепленна  на крейцкопфе.The elastic suspension is made in the form of two buffer springs, between which there is a support plate, which is fixed on the crosshead.

Неподвижна  часть тормозного узла выполнена в виде посто нного магнита из за- критического материала и  рма с керном из магнитом гкого материала, образующиеThe stationary part of the brake assembly is made in the form of a permanent magnet of a critical material and a core with a core made of a magnetically soft material

5 между собой кольцевой зазор, подвижна  часть - в виде короткозамкнутого кольца из немагнитного материала и установлена в кольцевом зазоре с возможностью осевого перемещени , а изол тор выполнен в виде5 between them is an annular gap, the movable part is in the form of a short-circuited ring of non-magnetic material and installed in the annular gap with the possibility of axial movement, and the isolator is made in the form of

0 текстолитовой шайбы.0 textolite washer.

Пусковое устройство выполнено в виде вт жного нейтрального электромагнита, состо щего из неподвижного корпуса и магни- топровода, на котором размещена катушкаThe starting device is made in the form of a retractable neutral electromagnet consisting of a fixed case and a magnet conductor on which the coil is placed

5 из подвижных  кор  с толкателем и возвратной пружиной и колпака - ограничител  хода  кор .5 of the movable bark with the pusher and return spring and the cap - the limiter of the stroke of the bark.

На фиг. 1 изображен микродетандер, продольный разрез; на фиг. 2 - индикатор0 на  диаграмма и диаграмма газораспределени .FIG. 1 shows a microdendor, longitudinal section; in fig. 2 - indicator 0 on the diagram and timing diagram.

Микродетандер содержит картер 1 с крышкой 2, направл ющий цилиндр 3, расширительное устройство 4, крейцкопф 5,The micro-expander comprises a case 1 with a cover 2, a guide cylinder 3, an expansion device 4, a crosshead 5,

5 снабженный упругой подвеской в виде двух буферных винтовых пружин 6 сжати , поджимаемых крышкой 7 и опорной тарелкой 8, закрепленной на крейцкопфе 5. последний установлен в направл ющем цилиндре 3 на подшипнике 9 (в приведенном варианте исполнени  микродетандера - на линейном шарикоподшипнике), имеющем два р да шариков 10, собранных в сепараторе 11, магнитоиндукционный тормозной узел 12 и пусковое устройство 13. Расширительное устройство 4 содержит рабочий цилиндр 14 с впускными и выпускными окнами 15 и 16 соответственно и поршень 17, установленный в цилиндре 14 со щелевым уплотнением и имеющий радиальное и осевое отверсти  18 и 19 соответственно дл  впуска газа. Цилиндр 14 герметично присоединен к картеру 1 при помощи крышки 7 и тонкостенной трубки 20. Поршень 17 соединен с крейцкопфом 5 при помощи также тонкостенной трубки или полого штока 21. Магнитоиндукционный тормозной узел 12 включает неподвижную часть,жестко установленную в картере 1 по одной оси с направл ющим цилиндром 3 и имеющую посто нный магнит 22, изготовленный из закритического материала, например из кобальт-самарие- вого сплава,  рмо 23 и керн 24, образующие между собой рабочий кольцевой зазор, и подвижную часть, установленную в рабочем кольцевом зазоре с возможностью осевого перемещени , выполненную в виде корот- козамкнутого кольца 25 из немагнитного материала с небольшим электрическим сопротивлением , например меди, короткозам- кнутое кольцо 25 закреплено на крейцкопфе 5 при помощи электрического изол тора 26, изготовленного в виде шайбы из текстолита. Пусковое устройство 13 встроено в картер 1, о его крышку 2 по общей геометрической оси картера и направл ющего цилиндра 3 представл ет собой вт жной нейтральный электромагнит, содержащий неподвижный корпус 27, магнитопровод 28, катушку 29, расположенную на магнитопроводе 28, намотанную из медного эмалированного проводника . Внутри магнитопровода 28 помещен  корь 30 с толкателем 31. Якорь 30 имеет возвратную пружину 32 с упором в  корь и торец магнитопровода 28 и колпак 33 - ограничитель хода.5 provided with an elastic suspension in the form of two buffer screw springs 6 of compression, pressed by a lid 7 and a supporting plate 8 fixed on a crosshead 5. The latter is mounted in a guide cylinder 3 on a bearing 9 (in the shown version of the microdog expander - on a linear ball bearing) having two a number of balls 10 assembled in the separator 11, a magnetic induction brake assembly 12 and a starting device 13. The expansion device 4 comprises a working cylinder 14 with inlet and outlet ports 15 and 16, respectively, and a piston 17 installed a cylinder 14 with a slot seal and having radial and axial apertures 18 and 19, respectively, to the gas inlet. The cylinder 14 is hermetically attached to the crankcase 1 by means of a cover 7 and a thin-walled tube 20. The piston 17 is connected to the crosshead 5 by means of a thin-walled tube or a hollow rod 21. The magnetic induction brake assembly 12 includes a fixed part rigidly mounted in the crankcase 1 along the same axis as cylinder 3 and having a permanent magnet 22, made of supercritical material, for example cobalt-samarium alloy, rm23 and core 24, forming between them a working annular gap, and a movable part installed in The axial gap with the possibility of axial movement, made in the form of a short-circuited ring 25 of a non-magnetic material with a small electrical resistance, such as copper, is short-circuited ring 25 fixed to the crosshead 5 using an electric insulator 26, made in the form of a textolite washer. The starting device 13 is built into the crankcase 1, and its cover 2 along the common geometrical axis of the crankcase and the guide cylinder 3 is a retractable neutral electromagnet containing a stationary body 27, a magnetic circuit 28, a coil 29 located on the magnetic core 28 wound from enamelled copper conductor. Inside the magnetic core 28, the bark 30 is placed with the pusher 31. The anchor 30 has a return spring 32 with an emphasis on the measles and the end of the magnetic core 28 and the cap 33 - a travel stop.

Картер 1 имеет ребра 34 дл  отвода тепла в окружающую среду.Carter 1 has fins 34 to remove heat to the environment.

В неработающем микродетандере поршень 17 находитс  вточке5(фиг. 2), смещен в cjopony нижней мертвой точки (нмт) от центра колебаний на некоторое рассто ние Д5, определ емое средним давлением рабочего тела в цилиндре 14,  корь 30 пускового устройства 13 прижат возвратной пружиной 32 к колпаку 33. При перемещении поршн  17 в верхнюю мертвую точку (вмт) между опорными торцами крейцкопфа 5 и толкател  31 всегда имеетс  гарантированный зазор в несколько дес тых миллиметра .In the non-operating micro-expander, the piston 17 is located at point 5 (FIG. 2), displaced in the lower dead center cjopony (nmt) from the center of oscillation by a distance D5, determined by the average pressure of the working fluid in the cylinder 14, the bore 30 of the starting device 13 is pressed by the return spring 32 to the cap 33. When the piston 17 is moved to the upper dead center (wmt) between the supporting ends of the crosshead 5 and the pusher 31 there is always a guaranteed clearance of a few tenths of a millimeter.

Микродетандер работает следующим образом.Microdetector works as follows.

При подаче посто нного тока в катушкуWhen direct current is applied to the coil

29  корь 30 вт гиваетс  до упора в стоп магнитопровода 28 и перемещает крейцкопф 5, соответственно, и поршень 17 в нмт. При перемещении поршн  17 (фиг. 2)отточ0 ки 5п в точку 6п происходит предварительное сжатие рабочего тела в цилиндре 14 от давлени  Рк Рбп до давлени  Рбп, температура рабочего тела повышаетс  по политропе до температуры Тп. В точке бп29 The measles 30 is drawn all the way into the stop of the magnetic circuit 28 and moves the crosshead 5, respectively, and the piston 17 to nmt. When piston 17 (Fig. 2) moves from point 5p to point 6p, the working fluid in cylinder 14 is pre-compressed from pressure Pk Rbp to pressure Rbp, and the temperature of working fluid rises to polytetra to temperature Tn. At point bp

5 радиальные впускные отверсти  18 в поршне 17 соедин ютс  с впускными окнами 15 в цилиндре 14 и рабочее тело поступает в цилиндр 14. К моменту достижени  поршнем 17 нмт точки 1 в цилиндре устанавлива0 етс  начальное давление Рн PI, температура рабочего тела равна температуре Ti смешени  поселившего через окна рабочего тела с оставшимс  в цилиндре 14, поджатым поршнем до давлени  PL Элект5 ромагнитна  сила т ги  кор  30 совершает работу сжати , преодолева  действие буферных пружин 6, возвратной пружины 32 и силу магнитоиндукционного торможени , возникающую вследствие взаимодействи  с5, the radial inlets 18 in the piston 17 are connected to the inlets 15 in the cylinder 14 and the working fluid enters the cylinder 14. By the time the 17 nmt piston reaches point 1 in the cylinder, the initial pressure PH PI is set, the temperature of the working fluid is equal to the mixing temperature Ti through the windows of the working fluid with the piston preloaded in the cylinder 14 to the pressure PL Elect5, the magnetic force of the core 30 performs compression work, overcoming the action of the buffer springs 6, the return spring 32 and the force of magnetic induction braking hiccupping due to interaction with

0 магнитным потоком тока короткою замыкани , наводимого в короткозамкнутом кольце 25 при пересечении магнитных силовых линий в рабочем зазоре  рма 23 и кернз 24, При отключении источника тока от катушки0 magnetic flux current short-circuit induced in a short-circuited ring 25 when crossing the magnetic field lines in the working gap rma 23 and kern 24, When disconnecting the current source from the coil

5 29  корь 30 под действием пружины.32 возвращаетс  в исходное положение.5 29 measles 30 under the action of a spring. 32 returns to its original position.

Поршень 17, освобожденный от силового давлени   корл 30 в нмт, испытывает действие давлени  рабочего тела и сил сжати The piston 17, freed from the force of pressure of the cores 30 in nmt, is affected by the pressure of the working fluid and compressive forces.

0 буферных пружин 6, которые сообщают поршню 17 в сборе с крейцкопфом 5 ускоренное движение к ЕМТ. При перемещении поршн  5 в сборе с крейцкопфом 5 от точки 1 до точки 2 происходит наполнение цилин5 дра 14 рабочим телом под начальным давлением Рн - Р2, температура Т2 рабочего тела равна температуре смещени  поступившего рабочего тела с остаточным. В точке 2 происходит отсечка впуска. При перемещении0 buffer springs 6, which inform the piston 17 in the assembly with the crosshead 5 accelerated movement to the EMT. When piston 5 is assembled with crosshead 5 from point 1 to point 2, the cylinder 14 is filled with working fluid under the initial pressure Pn - P2, the working fluid temperature T2 is equal to the displacement temperature of the incoming working fluid with residual pressure. At point 2, the inlet is cut off. When moving

0 поршн  17 от точки 2 до точки 3 рабочее тело расшир етс , давление понижаетс  до Рз, в точке 3 выпускные окна 16 цилиндра 14 соедин ютс  с рабочей полостью цилиндра0 piston 17 from point 2 to point 3, the working fluid expands, the pressure decreases to P3, at point 3, the exhaust ports 16 of the cylinder 14 are connected to the working cavity of the cylinder

5 14, начинаетс  истечение холодного рабочего тела со звуковой скоростью из рабочей полости цилиндра 14 через выпускные окна 16. К приводу поршн  17 в вмт в точку 4 давление рабочего тела понижаетс  до конечного давлени  Р4, а температура - до Т-ц. При этом рабочее тело совершает работу.5-14, the outflow of the cold working fluid begins at a sonic speed from the working cavity of the cylinder 14 through the exhaust ports 16. To the piston drive 17 VW at point 4, the pressure of the working fluid decreases to the final pressure P4, and the temperature to Tc. In this case, the working body does the work.

котора  расходуетс  на аккумулирование потенциальной энергии сжати  буферных пружин 6 и на преодоление силы магнито- индукционного торможени . Силы сжати  буферных пружин 6 останавливают поршень 17 в сборе с крейцкопфом 5 в вмт в точке 4 и сообщают поршню 17 в сборе с крейцкопфом 5 ускоренное движение к нмт. При перемещении поршн  17 от точки 4 до точки 5 он вытесн ет холодное рабочее тело при температуре Т4 Tg из цилиндра 14 под давлением Р4 Ps. В точке 5 происходит отсечка вытеснени  рабочего тела. При перемещении поршн  17 от точки 5 до точки 6 происходит предварительное сжатие рабочего тела от давлени  PS до давлени  Ре, температура рабочего тела политропически повышаетс  до Те. В точке 6 радиальные и впускные отверсти  18 поршн  17 соедин ютс  с впускными окнами 15 цилиндра 14, рабочее тело поступает в цилиндр 14 и к приходу поршн  17 в нмт в точку 1 заканчиваетс  окончательное сжатие рабочего тела и в цилиндре 14 устанавливаетс  начальное давление Рн Pi, температура рабочего тела равна температуре Ti смещени  поступившего рабочего тела с остаточным, сжатым до давлени  Pi. При этом силы сжати  буферных пружин 6 в вмт расходуютс  на работу сжати  рабочего тела, на аккумулирование потенциальной энергии сжати  буферных пружин 6 в нмт и на преодоление силы магнитоиндукционно- го торможени . В нмт силы давлени  рабочего тела действующие на поршень 17 и силы сжати  буферных пружин 6 в нмт уравновешивают силу инерции поршн  17 в сборе с крейцкопфом 5 и он останавливаетс . Далее процессы декомпримировани  рабочего тела и генерации холода повтор ютс . Механическа  мощность, развиваема  микродетандером при генерации холода, полностью поглощаетс  мэгнитоиндукци- онным торможением, сопровождающимс  выделением тепла при прохождении тока короткого замыкани  по кольцу 25 в соответствии с законом Ленца-Джоул  и отводом его в окружающую среду ребрами 34 воздушного охлаждени . Частота колебаний поршн  17 определ етс  массой возвратно-поступательно движущихс  частей, жесткостью буферных пружин 6 и амплитудой колебаний поршн  17, котора  зависит от величины начального и конечного давлений рабочего тела в цилиндре 14. Точностьwhich is spent on the accumulation of potential energy of compression of the buffer springs 6 and on overcoming the force of magnetic-induction braking. The compression forces of the buffer springs 6 stop the piston 17 assembled with the crosshead 5 in vmt at point 4 and report the piston 17 assembled with the crosshead 5 to accelerated movement to nm. When the piston 17 moves from point 4 to point 5, it displaces the cold working fluid at a temperature T4 Tg from cylinder 14 under pressure P4 Ps. At point 5, the working fluid is cut off. When piston 17 moves from point 5 to point 6, the working fluid is precompressed from pressure PS to pressure Pe, the temperature of working fluid rises polytropically to Te. At point 6, the radial and inlet ports 18 of the piston 17 are connected to the inlet ports 15 of the cylinder 14, the working fluid enters the cylinder 14, and when the piston 17 enters nmt at point 1, the final compression of the working fluid ends, and in the cylinder 14 the initial pressure P n Pi is set the temperature of the working fluid is equal to the temperature Ti of the displacement of the arrived working fluid with the residual pressure that is compressed to pressure Pi. In this case, the compression forces of the buffer springs 6 in WW are expended on compressing the working fluid, on accumulating the potential energy of compression of the buffer springs 6 on nmt, and on overcoming the force of magnetic induction braking. In nmt, the pressure forces of the working fluid acting on the piston 17 and the compressive forces of the buffer springs 6 in nmt balance the inertia force of the piston 17 assembled with the crosshead 5 and it stops. Further, the processes of decomposition of the working fluid and generation of cold are repeated. The mechanical power developed by the microexpander during the generation of cold is completely absorbed by the magnetic induction braking, accompanied by the generation of heat when the short circuit current passes through the ring 25 in accordance with the Lenz-Joel law and its discharge into the environment by the air cooling fins 34. The oscillation frequency of the piston 17 is determined by the mass of the reciprocating moving parts, the rigidity of the buffer springs 6 and the amplitude of oscillation of the piston 17, which depends on the magnitude of the initial and final pressures of the working fluid in the cylinder 14. Accuracy

хода поршн , т.е. амплитуда колебаний, на работу микродетандера не вли ет, удары поршн  17 в головку цилиндра 14 и крейцкопфа 5 в толкатель 31 отсутствуют вследст- вне гарантированного Зазора между торцами в мертвых точках.piston stroke, i.e. the amplitude of oscillation does not affect the operation of the microexpander; the blows of the piston 17 to the cylinder head 14 and the crosshead 5 to the pusher 31 are absent due to the guaranteed clearance between the ends at dead points.

Claims (4)

1.Поршневой микродетандер, содержа- щий картер, направл ющий цилиндр с крейцкопфом , расширительное устройство в виде цилиндра и поршн , соединенных тонкостенными трубками соответственно с картером и крейцкопфом, органы1. Piston microdepander containing crankcase, cylinder guide with crosshead, expansion device in the form of cylinder and piston, connected by thin-walled tubes, respectively, with crankcase and crosshead, organs газораспределени  и тормозной узел с подвижной и неподвижной част ми, причем последн   закреплена в картере, отличающийс  тем. что, с целью повышени  ресурса и надежности работы, микродетандер снабжен пусковым устройством, встроенным в картер по общей геометрической оси картера и направл ющего цилиндра при обеспечении взаимодействи  с крейцкопфом , снабженным упругой подвеской, картер дополнительносодержитgas distribution and brake assembly with movable and fixed parts, the latter being fixed in the crankcase, characterized in that. that, in order to increase the resource and reliability of operation, the microexpander is equipped with a starting device built into the crankcase along the common geometrical axis of the crankcase and guiding cylinder while interacting with the crosshead equipped with an elastic suspension, the crankcase additionally contains теплопередающие элементы, а тормозной узел выполнен магнитоиндукционным и его подвижна  часть жестко соединена с крейцкопфом посредством электрического изол тора .heat transfer elements, and the brake assembly is made of magnetic induction and its movable part is rigidly connected to the crosshead by means of an electrical insulator. 2.Микродетандер по п. отличающийс  тем. что упруга  подвеска выполнена в виде двух буферных винтовых пружин, между которыми установлена опорна  тарелка , закрепленна  на крейцкопфе.2. The microprobe expander according to claim. that the elastic suspension is made in the form of two buffer screw springs, between which a support plate is mounted, fixed on a crosshead. 3.Микродетандер по пп. 1 и 2, о т л и- чающийс  тем, что неподвижна  часть тормозного узла выполнена в виде посто нного магнита из закритического материала3. Microdelete by PP. 1 and 2, which is based on the fact that the fixed part of the brake assembly is made in the form of a permanent magnet of supercritical material. и  рма с керном из магнитом гкого материала , образующих между собой кольцевой зазор, подвижна  часть выполнена в виде короткозамкнутого кольца из немагнитного материала и установлена на кольцевом зазоре с возможностью осевого перемещени , а изол тор выполнен в виде текстолитовой шайбы.and a core with a core made of a magnet of a soft material forming an annular gap between them, the movable part is made in the form of a short-circuited ring made of a non-magnetic material and mounted axially on the annular gap, and the insulator is made in the form of a textolite washer. 4.Микродетандер по пп. 1-3, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что пусковое устройство4.Mikrodestander on PP. 1-3, about tl and h and-yu u and with the fact that the starting device выполнено в виде вт жного нейтрального электромагнита, состо щего из неподвижного корпуса и магнитопровода, на котором размещена катушка из подвижных  кор  с толкателем и возвратной пружиной и колпака-ограничител  хода  кор .made in the form of a retractable neutral electromagnet consisting of a stationary body and a magnetic circuit, on which is placed a coil of movable cores with a pusher and a return spring and a cap of the limiter of the course cor.
SU904840383A 1990-06-18 1990-06-18 Piston microexpander SU1760261A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904840383A SU1760261A1 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Piston microexpander

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904840383A SU1760261A1 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Piston microexpander

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1760261A1 true SU1760261A1 (en) 1992-09-07

Family

ID=21521556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904840383A SU1760261A1 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Piston microexpander

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1760261A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757617C1 (en) * 2021-02-25 2021-10-19 Юрий Иванович Духанин Piston detander

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Мг 1231336. кл. F 25 В 9/00. 1985. Архаров A.M. Криогенные поршневые детандеры. М., Машиностроение, 1974, с. 196, рис. 89. Авторское свидетельство СССР № 1239475, кл. F 25 В 9/00, 1984. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757617C1 (en) * 2021-02-25 2021-10-19 Юрий Иванович Духанин Piston detander

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3991585A (en) Cold-gas refrigerator
KR100641025B1 (en) Electro-Magnetic Force driving Actuator and Circuit Breaker using the same
GB2209628A (en) Electromagnetically actuated gas compressors
SU1760261A1 (en) Piston microexpander
US5719543A (en) Magnetically powered linear displacement apparatus
US3443111A (en) Alternator
US2960971A (en) Magnetic snap acting valve for air motor
JP2002168174A (en) Linear motor compressor
JPH0378554A (en) Stirling engine
JP2867414B2 (en) Linear generator
JP2002339863A (en) Linear compressor
JPH0336470A (en) Stirling refrigerator
RU2065659C1 (en) Linear electric motor
SU1601708A1 (en) Electromagnetic hammer
SU686092A1 (en) Fast-action induction dynamic drive
SU749648A2 (en) Apparatus for cold hardening of parts
JPS5566693A (en) Refrigerant compressor
SU1765642A1 (en) Microcooler
JPH0363466A (en) Refrigerator
JP2550657B2 (en) Chiller
SU1686209A1 (en) Heat piston engine
RU2069796C1 (en) Electromagnetic pump
SU1693673A1 (en) Device for splicing and terminating wire and cable conductors
RU2193943C2 (en) Linear electromagnetic drive unit of press
SU904139A1 (en) Electromagnetic motor of reciprocal motion