GM制冷機(jī)原理及應(yīng)用

1、安徽萬(wàn)瑞冷電科技有限公司http:/GMGM制冷機(jī)簡(jiǎn)介制冷機(jī)簡(jiǎn)介目 錄2/20GM制冷機(jī)原理GM制冷機(jī)結(jié)構(gòu)GM制冷機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用GM制冷機(jī)使用及維護(hù)脈管制冷機(jī)簡(jiǎn)介目 錄3/20GM制冷機(jī)原理西蒙膨脹法進(jìn)行氦液化西蒙膨脹法（絕熱放氣法） 將室溫高壓氣體絕熱充入一個(gè)剛性容器時(shí)，容器中的壓力和溫度升高。如果在充氣的同時(shí)對(duì)容器中的氣體進(jìn)行冷卻，使其保持原來(lái)的溫度，然后將該容器中的氣體向低壓空間放氣，氣體的壓力和溫度便會(huì)降低，產(chǎn)生冷量。GM制冷機(jī)基本原理：連續(xù)進(jìn)行西蒙膨脹進(jìn)行絕熱放氣降溫。G-M制冷機(jī)示意圖壓縮系統(tǒng)：提供穩(wěn)定的高壓氣源。膨脹系統(tǒng)：產(chǎn)生冷量。 進(jìn)氣閥和排氣閥的開(kāi)啟和關(guān)閉與氣缸內(nèi)排出器的上

2、下移動(dòng)由一套凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)（圖中未標(biāo)出）。排出器把氣缸內(nèi)部空間分成上、下兩個(gè)部分分別是熱腔（室溫腔）和冷腔（低溫腔）。通過(guò)配氣閥與排出器的配合，使氣體壓縮膨脹產(chǎn)生冷量。Giffod/McMahonGM制冷機(jī)工作過(guò)程升壓過(guò)程等壓充氣過(guò)程絕熱放氣過(guò)程等壓排氣過(guò)程升壓過(guò)程等壓充氣過(guò)程等壓放氣過(guò)程等壓排氣過(guò)程GM制冷機(jī)特點(diǎn)回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)閉式循環(huán)，工作過(guò)程中無(wú)需額外添加工質(zhì)壓縮機(jī)與膨脹機(jī)分開(kāi)設(shè)置，冷頭振動(dòng)小便于安裝GM制冷機(jī)結(jié)構(gòu)氦壓縮機(jī)膨脹機(jī)GM制冷機(jī)結(jié)構(gòu)氦壓縮機(jī)膨脹機(jī)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 壓縮機(jī)泵 換熱器 濾油器 吸附器膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)GM制冷機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)配氣結(jié)構(gòu)活塞氣缸運(yùn)動(dòng)部件二級(jí)冷頭1014K一級(jí)冷頭6580Kl

3、制冷機(jī)的主要特性 一級(jí)最低溫度：35K， 冷量：6-80W77K；二級(jí)最低溫度：2K/10K， 冷量：0.11.5W4.2K; 15W10K ; 2-15W20K。GM制冷機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用GM制冷機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)參數(shù)選擇幾種理想熱力學(xué)循環(huán)的單位制冷量所需功的比較壓力比相同的制冷量，GM制冷機(jī)需要的功耗隨著壓力比的增大而增加，相應(yīng)的制冷系數(shù)將顯著降低。約為3運(yùn)轉(zhuǎn)速度回?zé)崞餍逝c轉(zhuǎn)速的關(guān)系理論制冷量增大實(shí)際損失增大實(shí)際制冷量減小回?zé)崞餍侍岣邏勖岣?0150 r/min閥門(mén)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)配氣閥控制制冷機(jī)中工作介質(zhì)的流動(dòng)GM制冷機(jī)活塞、閥門(mén)運(yùn)動(dòng)及質(zhì)量流與時(shí)間的關(guān)系膨脹-壓縮比閥門(mén)動(dòng)作活塞的運(yùn)動(dòng)保證遵循合適

4、的相位回?zé)崞餍阅芴崆伴_(kāi)啟和關(guān)閉，防止氣流劇烈波動(dòng)導(dǎo)致回?zé)崞餍阅軔夯ｉy門(mén)的提前開(kāi)啟和關(guān)閉導(dǎo)致實(shí)際的P-V圖小于理想的P-V圖，引起制冷量的損失。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)GM制冷機(jī)的活塞位置與時(shí)間的關(guān)系GM制冷機(jī)應(yīng)用l 低溫泵l 超導(dǎo)磁體冷卻l 零蒸發(fā)的液氦杜瓦l 無(wú)液氦的超導(dǎo)磁體恒溫器l 氦液化器l 其他需要低溫環(huán)境的裝置目 錄21/20GM制冷機(jī)使用及維護(hù)GM制冷機(jī)選型原則uGM制冷機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)制冷機(jī)型號(hào)的命名各不相同，沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定，但其規(guī)格基本上都是以最低溫度及制冷量來(lái)定。u對(duì)GM制冷機(jī)的選型，主要考慮：冷頭的最低溫度； 在某一特定溫度下的制冷量； 壓縮機(jī)的冷卻方式。GM制冷機(jī)安裝使用l壓縮機(jī)與膨脹

5、機(jī)通過(guò)氦氣軟管連接，連接頭全部采用自密封接頭防止工質(zhì)泄露污染。l 通過(guò)制冷機(jī)法蘭直接安裝在腔體上l 制冷機(jī)工作所需條件：電源、冷卻水（風(fēng)冷氦壓機(jī)無(wú)需）制冷機(jī)法蘭自密封接頭GM制冷機(jī)運(yùn)行注意事項(xiàng)工作時(shí)間 溫度 聲音 冷卻（冷卻水或環(huán)境溫度） 制冷機(jī)工作氣體壓力 吸附器更換周期啟動(dòng)降溫時(shí)間累計(jì)開(kāi)機(jī)時(shí)間GM制冷機(jī)維護(hù) 制冷機(jī)的維護(hù)定期更換壓縮機(jī)吸附器制冷工質(zhì)氦氣的補(bǔ)充冷頭密封件的更換u 啟動(dòng)過(guò)程中l(wèi) 不能啟動(dòng) 電源系統(tǒng)錯(cuò)誤，冷卻水未開(kāi)，壓縮機(jī)熱保護(hù)l 不降溫、降溫慢、降不下來(lái) 制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)反向、壓力不足、壓差小、冷頭故障u 運(yùn)行過(guò)程中l(wèi) 停機(jī)或溫度升高 制冷機(jī)故障GM制冷機(jī)故障分析目 錄27/20脈管

6、制冷機(jī)簡(jiǎn)介脈管制冷機(jī)循環(huán)過(guò)程的氣體溫度分布1.切換閥；2.回?zé)崞鳎?.負(fù)荷換熱器；4.脈管；5.水冷卻器；6.導(dǎo)流器脈管制冷機(jī)原理原理：利用高壓氣體在脈管空腔中的絕熱放氣膨脹過(guò)程獲得制冷效應(yīng)。工作過(guò)程：充氣過(guò)程換熱過(guò)程排氣過(guò)程回?zé)徇^(guò)程1）、冷端無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)低溫活塞密封磨損2）、振動(dòng)和電磁干擾小3）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整機(jī)控制方便4）、失效率低，可靠性高5）、工作壽命長(zhǎng)6）、安裝位置受限，冷頭必須朝下安裝。氣庫(kù)驅(qū)動(dòng)、閥門(mén)高溫級(jí)回?zé)崞鳎ㄒ患?jí)回?zé)崞鳎┑蜏丶?jí)回?zé)崞鳎ǘ?jí)回?zé)崞鳎└邷丶?jí)脈管低溫級(jí)脈管脈管制冷機(jī)特點(diǎn)：脈管制冷機(jī)特點(diǎn)：項(xiàng)目GM制冷機(jī)脈管制冷機(jī)原理西蒙膨脹西蒙膨脹效率：以50W60K為例輸入功率:2.0KW60Hz 1.7KW50Hz輸入功率:3.5KW60Hz 2.9KW50Hz工作頻率1Hz12Hz