Дроссельная система охлаждения

 

. ДРОССЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ, содержащая баплон с запасом основного криоагента, подключенный к микрохолодильнику посредством трубопровода, на котором установлены , запорный клапан и теплообменник, отличающаяся тем, что, с целью сокращения периода пуска и увеличения продолжительности рабочего режима, теплообменник выполнен в ввде герметичного теплоизолированного сосуда с дренажным клапаном, заполненного вспомогательным криоагентом с критической температурой выше температуры окружакь щей среды, преимущественно фреоном-22, причем трубопровод на участке между тeплooйvleнникoм и мнкрохолодильником (Л снабжен теплоизоляцией. о 4 00 К) QD

„,Я0„„1041829

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН у F 25 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 341 8298/23-06 (22) 06.04.82 (46) 15.09.83. Бюп. % 34 (7g) H.É.ÌåpKåëü, Ю.И.Ланда, Л.А.Шнейдер, Т.В.Коробко и Ф.M.Çâìâров (53) 621 574 (088.8) 156) 1. Греэин А.К., Зинорьев В.С.

Микрокриогенная техника. М., М ашиностроение, 1977, с. 58-59.

2. Авторское свидетельство СССР

% 540112, кл. Р 25 В .9/02, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР . М 759808, кп. F 25 В 9/02, 1979.

4. Авторское свидетельство СССР

М 840615, кп. F 25 В 9/02, 1979, (54)(57). ДРОССЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

ОХЛАЖДЕНИЯ, содержащая баппон с эапасом основного криоагента, подкпючевный к микрохоподипьнику посредством трубопровода, на котором установпены, эапорный клапан и теппообменник, о т— п н ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью сокращения периода пуска и увепичения продопжитепьности рабочего режима, теппообменник выпопнен в виде герметичного теппоиэопированного сосуда с дренажным кпапаном, эапопненного вспомогательным криоагентом с критической температурой выше температура окружающей среды, преимущественно фреоном-22, причем трубопровод на участке между теплообменником и микрохоподипьником . снабжен теппоиэопяцией.

Известна система охлаждения, в которой для сокрашения цериода пуска испопь- З5 зуют теплоту испарения высококипяших криоагентов. Такая система содержит баппон с запасом сжатого основного криоагента, микрохоподипьник с дроссепьным отверстием, размещенный в криостате, заполненном всномогатепьным высококипящим криоагентом, критическая температура которого выше температуры окружа« .ющей среды. В начальный момент пуска полость криостата и обратного потока микрохоподильника разгерметизируется с помощью клапана. Давпение паров находящегося в двухфазном состоянии высококипяшего криоагента падает до атмосферного и его жидкая фаза принчмает температуру нормального кипения. Дальнейшее ее кипение обеспечивает захолаживание элементов криостата и микро холодипьника до промежуточной температуры. Одновременно через клапан подается основной SS криоагент из баппона. Бпагодаря предваритепьному эахопаживанию элементов криостата и микрохопоцильника высококипяИзобретение относится к криогенной технике, бопее конкретно к разомкнутым дроссепьным MHKpoKpHoreHHblM системам, предназначенным дпя охпажцения приемников инфракрасного иэпучения. 5

Известна система охиаждения, вкпюча« ющая баллон с запасом сжатого криоагента, микротеплообменник с дроссепьным отверстием, соединитепьный трубопровод 11.

Недостатком этой системы явпяется бопьшое время выхода на режим и низкая эффективность расходования криоагента в период режимной работы.

is

Известны системы, испопьэуюшие автоматические дроссепьные микротепло-, обменники. Бпагодаря бопьшому проходному сечению дросселя у таких микротеппообменииков в период пуска достигается мапое время выхода на режим. В то же время поддержание расхода криоагента на уровне, минимапьно необходимом дпя покрытия тепповой нагрузки,,в период режимной работы обеспечивает высокую р5 экономичность системы, т.е. увепичивает длительность непрерывной работы (21, Однако в силу малой величины изсьтермического цроссепь-эффекта испопьзуемого криоагента (азот ), такие системы не в попной мере уцовпетворяют требованиям по дпительности периода пуска и процопжитепьности рабочего режима.

829 2 щим криоагентом обеспечивается частичное сокращение времени пуска (3 ).

Однако поспе заполнения попости криостата и обратного потока микрохолодипьника высококипящим криоагентом послед- . ний через дроссепьное отверстие поступает в канал прямого потока, а поспе подачи основного криоагеита, имеющего существенно бопее низкую температуру кипения, вымерзает в дроссепьном отверотии и на стенках трубок змеевика. Это приводит к забивкам цроссепьного отверстия и схоцам микрохоподильника с температурного режима, т,е. снижает нацежность работы системы. Неупетучившиеся пары и капельки жидкости высококипяшего криоагента вымерзают также в канапах обратного потока, что обуспавпивает повышение температуры криостатирования вспедствие роста гицродинамических потерь на пинии обратного потока. Наличие в полости криостата высокого (окопо

2,0 МПа) давления высококипяшего криоагента привоцит к деформации торца внутреннего папье криостата и нахоаяшегося на нем чувствительного элемента.

Это может привести к изменению свойств чувствительного эпемента и к полной его порче, т.е. также снижает надежность .системы. Кроме того, заполнение полости криостата. высококипяшим криоагентом практически не привоцит к повышению эффективности режимной работы системы, особенно в системах длительного действия, дпя которых расход криоагента на пуск пренебрежимо мап по сравнению с его затратами на режимную работу.

Не используются попностью воэможности уменьшения времени пуска за счет высококипяшего криоагента, а также искпк чена воэможность регламентных проверок системы, т.к. после вкпючения микрохолодипьника в полости криостата не остается высококипящего криоагента и система оказывается непоцготовпе иной к штатному запуску, 1

Известна также дроссепьная система охлаждения, в которой дня повышения эффективности работы производится предварительное охпаждение основного криоагента вспомогательным в теппообменни« ке, Система содержит баллон с запасом основного криоагента, подключенный к микрохоподильнику посредством трубопровода, на котором установлены запорный клапан и теплообменник (4).

Недостатком этой системы явпяется нескопько увеличенный период пуска и

Составитвпь Ю. Кипимник

Техред В.Далекорей Корректор . дзятко J

Редактор М. Петрова

Заказ 7105/4.0 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам иэобретвний и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 3 1041 829 4 сокращенная продолжительность рабочего . жидкой фазы высококипящего криоагента .режима из-за возрастания температуры снижается до температуры кипения. Основ теппообменника в момент подачи допопни- . ной криоагент проходит теппообменник 5, тельного криоагента, возникающего в. охпажцается эа счет кипения высоконем при резком возрастании давпения, 5. кипящего криоагента и через теппоиэопиБвпью изобретения является сокраще- рованный участок трубопровода 3 поступание периода пуска и увепичение продоп- ет на вход микрохолодипьника. В реэупьжитепьности рабочего режима. .. тате дроссепирования основного криоагенПоставпенная цепь достигается тем, . та и теппообмена между прямым и обратчто в дроссельной системе охлаждения, iO ным потоками в микрохоподипьнике 2 эа ,содержащей баллон с запасом основного дроссепем появляется жидкая фаза основкриоагента, подключенный к микрохоло-, ного криоагента и система выходит на дипьнику посредством трубопровода, на Режим. В дальнейшем в криостате 9 под» котором установлены эапорный клапан и - держивается заданная температура критеппообменник, поспедний выпопнен в виде j5 остатирования до тех пор, пока "давпение герметичного теппоиэопированного сосуда в баппоне 1 не станет ниже минимапьнос дренажным клапаном, эапопненного го рабочего давпения. При этом в пусковспомогательным криоагентом с крити- вой период и в течение всего времени ческой температурой выше температуры Режимной работы температуры основного окружающей среды, преимущественно криоагента на входе в микрохоподиньник фреоном-22, .причем трубопровод на участ- поддерживается равной температуре кипекв между теппообменником и микрохоло- - ния высококипящего криоагента эа счет дипьником снабжен теппоизопяцией. испарения последнего в сосуде 6.

На чертеже представпена схема пред- . В данной системе исключено попадание пагаемой системы. высококипящего криоагента в каналы пряСистема содержит баппон 1 с запасом мого и обратного потока микротеппооб.основного криоагвнта, подключенный к менника и его вымерзание в них. Запуск микрохоподипьнику 2 посредством трубо- системы может быть произведен вкпючвпровода 3, на котором установлены запор- нием только запорного клапана 4 при ный клапан 4 и теппообменник 5. Тепло- О этом запас высококид криоагеита в обменник 5 выполнен в виде герметичного емкости 6 остается нетронутым, что по; теппоиэопированного сосуда 6 с дренаж- звопяет вести регпаментнь1е щоверки ным кпапаном 7, заполненного вспомога- системы. Клапан 7 включается только тельным криоагентом с критической тем- при штатном включении системы, цературой выше температуры окружаю- : В предлагаемой системе высококипящей среды, преимущественно фреоном-22.,щий криоагент используется дпя подохпаж35

Трубопровод 3 на участке между тепло- дения поступающего на микрохоподипьник обменником 5 и микрохоподипьником 2 основного криоагента, при этом твмпераснабжен теппоизоляцией 8. Микрохопо- тура основного криоагента после под» .. ° дипьник 2 установпен в криостате 9.. охлаждения бпизка к температуре кипения

Система работает спедующим образом. высококипящего криоагента, что поэвопяет

Одновременно открываются запорный: увеличить дроссепь=эффект основного крио4 и дренажный 7 кпапаны. При этом .. агента, уменьшить время пуска системы давление в сосуде-6 мгновенно падает до -.,8 увеличить длительность ее непрерывной давления окружающей среды и температура - работы.