Охлаждающее устройство

Охлаждающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву». (22) Заявлено 200281 . (21) 3275228/23-06 (53) М. Кл.з

F 25 В 9/00 с присоединением заявки ¹

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

1 (53) УДК 621. 57. .012 ° 4 (088.8) Опубликовано 1510.82. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 15.10.82

В.В. Крылов, В.Н. Кузнецов, Е.О. Панкова, В.Б. Лолтараус и А.Д. Суслов ( (72) Авторы изобретения

Московское ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции, 1 и ордена Трудового Красного Знамени высшее т6 ническое училище им. Н.Э. Баумана (71) Заявитель (54) ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к конструкции охлаждающего устройства для получения низких температур.

Известно охлаждающее устройство, содержащее распределитель с впускныМ и выпускным клапанами и расположенные последовательно регенератор, теп лообменник нагрузки, цилиндр, клапан и теплообменник для отвода тепла сжатия из устройства. Преимуществами устройства являются простота ина- . дежность в работе, малый уровень вибраций, передаваемых на объект охлаждения (1).

Недостатками этого устройства являются низкая термодинамическая эффективность и ограничения по достижению минимального уровня термостатирования. Известна также многоступенчатая холодильно-газовая машина, содержащая в каждой из последовательно включенных по газу ступеней регенератор, рефрижератор, пульсационную трубку и холодильник для охлаждения: rasa.

Преимуществами этого устройства являются простота и надежность конст.рукции, долговечность в работе, малый уровень вибраций, передаваемых на объект охлаждения р23

Недостатками этой машины являют- ся невысокая эффективность, что обусловлено ни.экой эффективностью пуль-, сационных трубок, установленных вкаждой ступени. Кроме того, несмотря на конструктивную простоту машины представляется затруднительным расчет и выбор проходных сечений соединительных каналов в каждой секции, которые бы обеспечили однонаправленность движения рабочего газа в каждый период времени цикла, что в .конечном

15 счете также приводит к снижению эффективности машины..

Наиболее близким по технической сущности .к предлагаемому является охлаждающее устройство, содержащее клапаны впуска и выпуска газа и последовательно соединенные регенератор, рефрижератор, рабочий цилиндр, регулируемое гидросопротивление и

25. емкость 13).

Однако у этого устройства недостаточная термодинамическая эффективность.

Цель изобретения — повышение термо30 динамической эффективности.

i9664 47

Поставленная цель достигается тем, что регулируемое гидросопротивление выполнено в виде клапана, сблокированного с клапанами впуска и выпуска газа, а емкость выполнена в виде пульсационной трубы с теплообменником на конце.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит клапан 1 впуска и клапан 2 выпуска газа и последо-10 вательно соединенные регенератор 3, рефрижератор 4, рабочий цилиндр 5, регулируемое гидросопротивление и ем кость 6 Регулируемое гидросопротивление "выполнено в виде клапана 7, )5 сблокированного с клапанами 1 и 2 впуска и выпуска газа, а емкость 6 выполнена в виде пульсационной трубы 8 с теплообменником 9 на конце.

Блокировка всех клапанов осуществляется с помощью приводного механиз ма 10.

Охлаждающее устройство работает следующим образом. 25

После открытия впускного клапана 1 сжатый рабочий газ проходит в регенератор 3, где охлаждается, отдавая свое тепло теплоемкой насадке, до температуры на рефрижераторе 4, соответствующей температуре . термостатирования, а затем поступает в цилиндр 5, где сжимает остаточный газ, оставшийся в цилиндре после предыдущего цикла. Температура 35 остаточного газа при этом повышается.Затем окрывается клапан 7 и происходит частичное переталкивание подогретого остаточного газа в пульсационную трубу 8, В пульсацион- 40 ной трубке, наружная поверхность горячего конца которой выполнена оребренной, отводится тепло сжатия в окружающую среду. Далее закрывается впускной клапан 1 и при открытом кла- 4 пане 7 продолжается перетекание остаточного газа из цилиндра 5 в пульсационную трубу 8 за счет разности давлений в цилиндре и пульсационной трубке, что приводит к частичному расширению вновь поступившей в устройство порции газа. Клапан 7 закрывается и открывается клапан 2 выпука, при этом в цилиндре 5 происходит адиабатическое расширение газа до давления выпуска. Холодный газ, проходя через рефрижератор 4, отбирает тепло от охлаждаемого объекта, и нагревается в регенераторе 3, охлаждая насадку. Далее при открытом клапане 2 выпуска открывается кла- 60 пан 7. Таким образом, происходит

BbITàëêèâàíèå холодного газа иэ цилиндра 5. Клапан 2 выпуска закрыва-.. ется и при открытом клапане 7 происходит поджатие газа, оставше- 65 гося в цилиндре. Клапан 7 закрывается, и рабочий цикл повторяется.

В охлаждающем устройстве работа пульсационной трубы 8 происходит .",обычным образом, т.е. порция сжатого газа, подаваемая из цилиндра 5, перемещается по трубе 8 и одновременно сжимается под действием свежей порции газа. При этом температура сжатой порции газа становится выше температуры окружающей среды. В теплообменнике 9 на горячем конце тру-бы 8 данная порция сжатого газа отдает тепло, и ее температура снижается до температуры окружающей среды. После прекращения подачи свежей порции газа начинается расширение, при котором температура порции газа, выходящей из теплообменника 9 пульсационной трубы 8, снижается и становится ниже температуры окружающей среды.

В результате, при открытии клапана 7 в цилиндр 5 поступает газ с более низкой температурой, чем температура окружающей среды. Этим достигается дополнительное увеличение термодинамической эффективности всего охлаждающего устройства, Таким образом, в предлагаемом охлаждающем устройстве реализуется более совершенный термодинамическйй цикл. Энергия расширения свежей пор4 ции газа без промежуточных преобразований одного вида энергии в другой непосредственно расходуется на сжатие остаточного газа, которйй ох лаждается в пульсационной трубке.

При этом термодинамическая эффективность возрастает на 20-30%.

Формула изобретения

Охлаждающее устройство, содержащее клапаны впуска и выпуска газа и последовательно соединенные регенератор, рефрижератор, рабочий цилиндр, регулируемое гидросопротивление и емкость, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения тер-. модинамической эффективности, регулируемое гидросопротивление выполнено: в виде клапана, сблокированного с клапанами впуска и выпуска газа, а емкость выполнена в виде пульсационной трубы с теплообменником на конце.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 623067, кл. F 25 В 9/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 340847, кл. F 25 В 9/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 547600, кл. F .25 В 9/00, 1975.

966447

Составитель Ю. Килимник

Редактор И. Касарда Техреду A.Âàáèíåö Корректор 7 Огар

& Ю 4Ф

Закаэ 7821/54 Тираи .543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ."Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4