Мткро-криогенный холодильник

Мткро-криогенный холодильник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОЛ ИСАНИЕ 557238

ИЗОБРЕТЕМ ИЯ! (61) Дополнительное к авт. свид-в. (22) Заявлено 04.09.75 (21) 2171088/06 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.77Бюллетень ¹ 17 (51) М. Кл,е

F 25 Г О/. 2

Государственны и намитет

Свватв Министрав СССР вв делам изобретений и етирытий (53) УДК 621.576

{08&„8) (45) Дата опубликования описачия 22,06.77 1

В. С. Овчинников, В. ", Бахнев, .Il. Я. Барткевич, А. Е. Гре:лгн, Э, И. Григоров, А, М. Горшков, 1. И. Ку-рицыча, В. Н. Куры н, B. А. Маслаков, А. А, Никонов, 10. О. Прусман, А. B. Пучини, Н. II. Шумов u B. И. !янин (?2) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МИКРО-КРИОГЕННЫИ;,О !СЕ!1|- HI!1(Изобретение относится к холодильной технике и,:.оя:ет быть применено для получения ма-.ых количеств холода при очень низких е,шерат j, зах.

1 eiестпь микро-криогенные холодильники, преимучцественно для охлаждения электронных и радиотехнических устройств, содержашие компрессор, теплообменники-регенераторы между прямым и обратны.-" потоками газахладагента, например, гелия, холодильную 10 машину с теллообменником-охладителем прямого потока, дроссель и холодильную камеру j1).

Недостаток известных холодильников закключается в сложности конструкции и малой 15 экономичности в пусковом режиме.

Цель изобретения — упрошение конструкции и повь1шение экономичности в пусковом режиме.

Это достигается тем, что дроссель выпол-20 нен нерегулируемым и к Eb)xogBM прямого потока из теплообменника-охла чтеля и обратного потока из холодильной камеры подключен вспомогательный контур, включаюший последовательно соединенные по ходу газа 25 охладитель, имеюпий тепловой контакт с корпусо., дросселя, автономный регенеративный теплообменник между прямым и обратнытй потоками, дроссель, вентиль, автоматически открывающийся B пусковом режиме, и теплообменный аппарат воздушного охлаждения, автономный рег= ..ератпвпый теплообменник вспомогательного контура выполнен с гидравлическим объемом по тракту обратного потока, составляюц;им 5-100 гидравли ческих объемов т о тракту прямого потока; автономный регенеративный теплообменник вспомогательного контура выполнен по типу " труба -.. трубе" с трубами капиллярного сечения.

IIa чертеже схематично изображен предлагаемь.й микро-криогенный холодильник, имеюший компрессор 1, регенеративный теплообменник 2, змеевиковый теплообменник 3 экрана 4, низкотемпературный адсорбер

5, холодильную машину 6 с теплообменником-охладителем 7, регенеративный теплообменник 8, дроссель 9, холодильную каме- ру 10 и вспомогательный контур, включаюп1ий последовательно включенные по ходу газа охладитель 11, имеюший тепловой контакт с корпусом дросселя 9, автономный реген еративны и теплообменник 1 2, дроссель

13, вентиль 14 и теплообменный элемент

15. Перед компрессором 1 установлена ресиверная емкость 16.

1!а стацллонарном режиме работы холодильника сжатый хладагент (прямой поток) с номинальным расходом входит в регенеративны и теп ло обмен ни к 2 верхнего каскада, В этом теплообменнике происходит значительное снижение т миературь< прямого потока в результате охлаждения потоком низкого давления (обратным потоком). Затем прямой поток последовательно проходит змеевиковый )5 теплообменник 3 экрана 4, низкотемпературный адсорбер 5, однопоточный теплообменник-охлацитель 7, смонтированный на холодильной машине 6, и теилообменник 8 нижнего каскада. При этом венгпль 14 закрыт.

В змеевиковом теилооб: )еннике 3 хладагент несколько подогревается от тепла из

Окружаюшей среды ирптекаюшего к отража)с шему экрану 4. Зкра)< 4 зац)ишает))изкоте<)пературную зону ре!< рпжерс)тo!)а от через)<ерного притока гепл)). В тс плообменпикс-охладителе 7 OcóïecTnëяется необходи);ое охлаждение газоoо азнэго хсгапаге !TA дросссльноГО ЦИКЛа ДС ТЕ i)ГЕР<ат РПО! F! iP ОВНИ, О! P ;.!e

ЛЯЮШЕГО ВЕПИЧИНУ ХО.IOДСС)))ОИЗ<)СД))ТС< ),ПОСТ) Я

ХОЛОДИ<ЧЬНИК<:) Иа !lo. < ")П! С).)ЬНО . УРОВ!10 ОХЛЛЖ» пения. В Теп,-.ооо)с-. Ни)со H и;!))<Него каскада происходит .)оследняя стад)ьч сии)кения те)лпературы сжатого потока об)<атп)=! псред

< дросселированием в дросселе . )ри проссе- 55 лирогании часть потока< снижается.

Г!Опада)о)))ий в холод))ль):ую ка.!Ору 10 конденсат испаряется от тепловыделепиll охлаждаемого устройства и теплопритоков извне, стабипизиру: при этом температуру

< охлаждения,,Величина температуры зависит от давлепия -..àðîâ хладагента в камере 10)).

Из ка.»<еры 10 поток низкого давления идет прогивотоком через теплообменники 8 и

)), ) О нагреваясь в них почти до комнатной те. и е- 45 ратуры, поступает в ресиверную емкость 6.

Во время пускового режима вентиль 14 теплообменника 1" открыт, поэтому охлаждаемый в холодильной машине 6 поток хладагента высокого давления за теплообменни- 50 ком-охладителем разделяется на два потока.

Незначительная часть хладагента течет через дроссель 9 нижнего каскада, В несколько раз большая часть — в тегпообменник .12 и через дроссель 13 вспомогате.и,ного конту55 ра. Таким образом, процесс охлажден))я конструктивных уз;)ов холодильника нач)и)ается и интенсиВно идет В теплообменнике 12 и в зоне нижнего каскада при быстро увеличиваюшемся расходе хладагента в цикле. В бО первый момент охлаждения дроссель 9 пропускает не больше 10-20% обшего потока.

Причем, дросселируясь в ней, поток хладагента дополнительно прогревается, и этот противодействуюший охлаждению процесс проявляется до тех пор, пока температура дроссельного узла не снизится до величины, равной температуре инверсии хладагента.

Остальная часть потока, выходяшего из теглообменника-охладителя 7, поступает через змеевиксвый охладитель 11 в регенеративный теплообменник 12 и дросселируется в дросселе 13. ) !авление в потоке после дросселя 13 падает. В каждый последуюший момент пускового периода его вели цлна oinределяется изменяюшимся для потока хладагента гидравли ческим сопротивлением кана.))ОВ высокого давления с ресиверной емкостью 16. По мере сни)кения температуры дега,)ей дроссельного узла и холодильной камеры 10 В теппообменник 12 поступает все более холодный поток. !-<а противо.-оложнои

Гт )pone топлооб)<.енника 12 г)оток высокого павле))))я имеет температуру< олизкую к темпе))ату))е окружаюш . сре, .;!; Номи)<о того, н<),:)с)).Ветс".,р,,ооссоп))рова и) в llpoc»

< се-)е 3, <, Ве))типе 1 1 и око )отельно его т< мперптура стабилизируется )-)а уровне те).—

T-e::,.o0áìe)øo)I элел енте 1"-. ! !з теплообменного эле:Ie<)òà 1:.э теплыи поток хиадагента иод избыточным давлением, устанавпиваюии х)ся за дроссе.)ем 13 в текуий! Й момент )ту с НОВОГО г)ериÎnn, на:равляют

В канал низкого дав:)ения теилооб) енника

1 2, ГЦО OlI OX)!c )K«" eTCII nOTOKO: I гь)сокого давления, !а Выходе из теплообменника !

:- ;го""..:"Ор: тура ".îòîêà низкого давления с.<ижается до НОKOTopого текуш.=-.-, з=)ачения, а со време);е;! Опо и! ))<5) ))кается к температуре хладтента т,.!сокол 0 дгппсн)ля, вь)ходяшего из теилообмсн)п .)са — )х.- адителя . С течением вре))сии абс:O,IK)T.!àÿ Вес)ичи)-.. —,."«пратурной разности .": Орестае-.-.. у;:еньч .ся, достигая установив!" -.)..-.я::и );))аль):с)!) Величины, которая on )e, : .."!O Ten эс!)фе)стивность)0 теппообменника 2; те< лоирпток )м; нему, П!осле теплооб:.епн! са 12 I)OHL Охлажден)г)й поток по грубо<)роводу направляется

В ЛИНИЮ НИЗКОГО,,. ; lr: НИ Я ))ЕГЕНЕВатиВЕ)ЫХ теплообменников 2 II > дроссельного цикла, где соединяется с потоком, проходяшим через дроссель 9. Когда интенсивное охлаждение теплообменника 2 заканчивается, в нем устанавливается стабильный теплообмен при практически неизменном градиенте температур ио всей высоте аппарата, С этого момента проходяший через дроссель 9 хладагент совместно с циркулируюшим в теплообменнике 12 потоком, обладаюшим боль557238 .ой охлаждаюшей способностью, разносит вырабатываемый в холодильной машине 6 холод по всем узлам холодильника. После выхода на режим, вентиль 14 отключает вспомогательный контур.

Формула изобретения

1. Микро-криогенный холодильник, преи- 10 мушественно для охлаждения электронных и радиотехнических устройств, содержаший компрессор, теплообменники-регенераторы между прямым и обратным потоками газахладагента, например гелия, холодильную ма-15 шину с теплообменниз ом-охладителем прямого потока, дроссель и холодильную камеру, отли чаюшийся тем, что, сцелью упрошения конструкции и повышения экономичности в пусковом режиме, дроссель выполМ нен нерегулируемым и к выходам прямого потока из теплообменника-охладителя и обрат« ного потока из холодильной камеры подключен вспомогательный контур, включаюший последовательно соединенные по ходу газа охладитель, имеющий тепловой контакт с корпусом дросселя, автономный регенеративный теплообменник между прямы м и обратны м п отоками, дроссель, вентиль, автоматически открываюшийся в пусковом режиме, и теплообменный элемент воздушного охлаждения.

2. Холодильник по и. 1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что автономный регенеративный теплообменник вспомогательного контура выполнен с гидравлическим объемом по тракту обратного потока, составляюшим

5»100 гидравлических объемов по тракту прямого потока.

3. Холодильник по п. 1, о т л и ч а ю » ш и и с я тем, что автономный регенеративный теплообменник вспомогательного контура выполнен по типу "труба в трубе" с трубами капиллярного сечения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 Proceed«n(8 of аиицБ1 conference «n с«уо еи«с ему«леем «иф,US,Яvence6 «««с«yopen«c еиО«иее .«иф,V. 13, 1968, р. 441.

557238

Составитель Р. Йанилов

Техред Н, Андрейчук Корректор С. Шекмар

Редактор М, Васильева

Заказ 1023/54 Тираж 701 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4