Камера для криоохлаждения объектов

Камера для криоохлаждения объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Республнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.04.80 (21) 2932448/28-13 (51) М. КП.З

Г 25 D 3/10 с присоединением заявки ¹â€” (23). Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (И1УДК 621.59 (088.8) Опубликовано 30.06,82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.82!

В.В. Фомин,. Ю.Д. Видинеев, Ю. В. ШлЕпнев", Б.А. Лавров, Л.Ф. Сочилов и В.И. Д шин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КАМЕРА ДЛЯ КРИООХЛАЖДЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к технике низких температур и касается, в частности, устройств, предназначенных для охлаждения различных предметов в среде жидкого криоагента или в его парах.

Наиболее близкой к предлагаемой является камера для криоохлаждения объектов, содержащая внешний теплоизолированный корпус с крышкой, коаксиально установленную в нем с образованием кольцевого зазора теплоизолированную емкость для жидкого криоагента, стержневой держатель для объекта (1). l5

К недостаткам известной камеры. можно отнести неудобство пользования и воэможность проникновения азота в помещение, что вызывает повышенную опасность для обслуживающего пер- 20 сонала.

Цель изобретения — удобство эксплуатации и обеспечение безопасности при работе.

Поставленная цель достигается тем, что в камере для криоохлаждения объектов, содержащей внешний теплоизолированный корпус с крышкой, коаксиально установленную в нем с обра- . зованием кольцевого зазора теплоизолированную емкость для жидкого криоагента, стержневой держатель для объ-, екта, емкость снабжена крышкой с центральным отверстием для стержня дер- . жателя и фиксатором вертикального положения стержня, при этом в верхней части емкости выполнены отверстия для выхода паров криоагента в кольцевой зазор, а к стенкам корпуса и емкости над отверстиями прикреплена перегородка для предотвращения утеч" ки паров, причем в нижней части емкости расположен электронагреватель.

На фиг. 1 изображена камера для криоохлаждения объектов; на фиг. 2крышка теплоизолированной емкости; на фиг. 3 — принципиальная схема подключения камеры.

Камера для криоохлаждения объектов содержит коаксиально расположенные внешний теплоизолированный корпус 1 с теплоизолированной крышкой 2 и теплоизолированную емкость 3 для жидкого криоагента. Внутренняя стенка корпуса 1 и емкость 3 выполнены цилиндрическими иэ нержавеющей стали

Х18Н10Т и установлены с образованием между ними кольцевого зазора 4. Кожух 5 емкости 3 выполнен сварным иэ нержавеющей стали Х18Н10Т с образованием герметичного пространства, заполненного теплоизолирующим вещест

939893

10

30 вом - аэрогелью кремниевой кислоты под вакуумом. В верхней части емкости 3 выполнены отверстия б для выхода паров криоагента в кольцевой зазор 4. К стенкам, корпуса 1 и емкости 3 над отверстиями б прикрепле(на перегородка 7 для предотвращения утечки паров, а под ней - винтовая плоскость 8, выполненная из стали

Х1881ОТ и внутренним диаметром своим.жестко связанная с кожухом 5, а наружним касается внутренней стенки корпуса 1.

Емкость 3 закрывается массивной крышкой 9 с центральным отверстием, соцержащей полуавтоматический фиксатор 10 положения вертикально перзмещающегося стержневого держателя 11.

Крышка 9 фиксируется от вертикального перемещения с помощью трех упо-. ров 12, которые проходят через отверстия, сделанные,в крышке 9. Фиксатор 10 состоит из толкателя 13, собачек 14, пружины 15, стойки 16 и неподвижной оси 17, установленных на крышке 9 стержневого держателя 11.

Внутри емкости 3 на расчетной высоте установлена защитная рейка 18. Емкость 3 устанавливается на опорах 19 из теплоизолированного материала на,внутреннее днище корпуса 1, по центру которого имеется отверстие для отвода паров из камеры в дренажную систему 20. Работа камеры в автоматическом или полуавтоматическом режимах осуществляется с помощью регулятора

2l. Уровень жидкого криоагента поддерживается автоматически с помощью регулятора 21, двух датчиков 22 уров. ня, в качестве которых использованы термосопротивления платиновые, электроотсечного клапана 23 и заправочного коллектора 24. B полуавтоматическом режиме заправка ведется с помощью запорного вентиля 25. Жидкий криоагент в емкость 3 поступает под избыточным давлением 0,04-0„07 МПа:" иэ стационарно установленного сосуда 26, например. ТРИК-2У по заряднодренажной системе 27.

Зарядно-дренажная система представляет собой систему подвода жидкого криоагента в холодильную каме,ру и отвода его паров за -пределы производственного помещения, состоящей из двух трубопроводов разных размеров сопряженных труба в трубе, с образованием внутреннего и наружного кольцевого каналов. По внутреннему каналу подается жидкий криоагент а по наружному проходят отводимые пары криоагента. Конечный выключатель 28 через регулятор 21 разрывает цепь управления электроотсечного кяапан@ 23 при открытом положении крышки 2, что предотвращает подзаправку жидким криоагентом емкости 3 в момент загрузки — разгрузки объактами охлаждени я. Контроль концентрации кислорода в жидком криоагенте осуществляется с помощью платино- вого термосопротивления 29 и регулятора 21 и основан на измерении температуры жидкого криоагента. При достижении опасной, концентрации кислорода (ЗОВ кислорода по объему) срабатывает звуковая к световая сигнализация уровня регулятора 2.1. Регулятор 21 содержит s себе элементы световой сигнализации уровня жидкого криоагента, положения крышки 2 (открытие - закрытие), положения электроотсечного клапана 23, работы

15. электронагревателя 30 с термосопротивлением 31 - датчиком уровня жидкого криоагента, установленного в нижней части емкости 3. Сигнальные лампочки установлены на передней панели регулятора 21, Эксплуатация камеры для криоохлаждения объектов осуществляется следующим образом, B первую очередь камера подготавливается к работе. Далее поднимается давление в сосуде 26 до величины порядка 0,04-0,07 NIIa. Открыва ется эапорный вентиль на сосуде 26 Выдача ду 16,и жидкий криоагент пбд давлением идет по внутреннему каналу зарядно-дренажной системы 27 через отсечной клапан 23 (в полуавтоматическом режиме — через запорный вентиль 25), коллектор 24 и емкость 3 камеры. Пары, образующиеся

35 при кипении жидкого криоагента за счет подводимого тепла из объектов охлаждения и самоиспарения, выходят из емкости 3 через отверстия 6 в верхней его части и попадают в коль40 цевой зазор 4. Проходя между витками винтовой плоскости 8, еще холодные пары отбирают тепло от наружного корпуса 1 камеры и создают тепловой экран вокруг емкости 3. Далее пары через отверстие в нижней части корпуса 1 попадают в дренажный трубопровод 20, а иэ него — в наружный канал зарядно-дренажной системы 27. По зарядно-дренажной системе отработавшие пары криоагента отводятся за пределы производственного помещения или могут использоваться в качестве хладоносителя в холодильных камерах, работающих на более высоком температурном уровне. При достижении уров55 ня жидкого криоагента верхнего датчика 22 уровня отсечный клапан 23 с помощью регулятора 21 закрывается, и подача жидкого криоагента прекращается. Затем производят загрузку—

60 выгрузку объектов охлаждения.

Объекты охлаждения размещаются в специальных контейнерах. Далее открывается крышка 2 корпуса 1. Стержневой держатель 11 за ручку поднимается в крайнее верхнее положение.

939893

Затем крышка 2 поворачивается так, чтобы отверстия в ней совпали с упорами 11, в этот момент срабатывает фиксатор 10, и стержневой держатель

ll застопоривается, лишаясь возможности вертикального перемещения, после чего стержневой держатель 11 с крышкой 9 эа ручку выводится из камеры через проем в корпусе 1.После подвешивания специального контейнера с объектами охлажде- — 10 ния на крюк держателя 11 крышка 9 с объектами охлаждения вводится в емкость 3 ° Крышка 9 устанавливается в рабочее положение, и фиксатор 10 срабатывает, расстопоривая держатель 11. 5

Затем стержневой держатель 11 co спе.циальным контейнером опускается вниз, погружая при этом объекты охлаждения в жидкий криоагент. При открытии крышки 2 концевой выключатель 28 размыкает цепь управления отсечного 1 клапана 23, и подача жидкого криоагента в емкость З..прекращается, что создает безопасные условия эксплуатации камеры. При закрытии крыаки 2 2 отсечной клапан получает питание, и в зависимости от состояния уровня жидкого криоагента в емкости 3 происходит подзаправка жидким криоагентом камеры с помощью датчиков уровня и регулятора 21. В полуавтоматическом 30 режиме эксплуатации камеры подача жидкого криоагента производится по световой сигнализации регулятора 21 посредством открытия вентиля 25. . Для того чтобы охлаждение изде- 35 лий можно было вести в парах жидкого криоагента, необходимо уровень жидкого криоагента в емкости 3 поддерживать с помощью датчиков 31 уровня и регулятора 21. Интенсивное ис- 40 парение жидкого криоагента обеспе1 чивается подводом тепла с помощью электронагревателя 30 ° Специальный контейнер с объектами охлаждения при этом устанавливается над поверх- 45 ностью кипящего жидкого криоагента.

Использование изобретения позволяет вести обработку различных объектов в жидком криоагенте или в его парах в безопасных условиях, что выгодно отличает предлагаемую камеру

50 от известных, Си стема ге рме ти з ации емко сти для охлаждения объектов с полуавтоматическим фиксатором положения стержня держателя не допускает погружения объектов в жидкий криоагент при открытой. или неполностью закрытой кринке 2, что предотвращает попадание жидкого криоагента из емкости 3 на кожный покров или одежду обслуживающего персонала.

Пары, образующиеся в процессе охлаждения объектов и в результате самоиспарения, отводятся эа пределы производственного помещения, где установлена камера.

Камера для криоохлаждения объектов снабжена системой контроля и сигнализации опасных концентраций кислорода в жидком криоагенте в процессе ее работы.

Камера для криоохпаждения объектов может быть использована в разлиЧных отраслях народного хозяйства.

Наряду с достоинствами, создающими условия эксплуатации предлагаемой камеры, на достаточно высоком уровне решен вопрос экономичности и эффективности использования .энергии жидкого. криоагента.

Камера обладает высокой технологичностью изготовления и монтажа и вместе с тем проста в эксплуатации.

Формула изобретения

Камера для криоохлаждения объек-. тов, содержащая внешний теплоизолированный корпус с крышкой, коаксиально установленную в нем с образованием кольцевого зазора теплоизолированную емкость для жидкого криоагента, стержневой держатель для .объекта, отличающаяся тем, что, с целью удобства эксплуатации и обеспечения безопасности при работе, емкость снабжена крышкой с центральным отверстием для стержня держателя и фиксатором вертикального положения, при этом в верхней части емкости выполнены отверстия для выхода паров криоагента в. кольцевой зазор,.а к стенкам корпуса и емкости на@ отверстиями прикреплена перегородка для предотвращения утечки паров, причем в нижней части емкости расположен электронагреватель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 521437, кл. F 25 D 3/10, 1973.. 939893

Составитель В. Фомин

Техред И. Гайду

Корректор А. Гриценко

Редактор A. Фролова

Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4643/57

Филиал ППП Патент, г Ужгород, ул Проектная, 4