Устройство для автоматического поддержания уровня кипящего хладагента в рабочей камере

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ СИПЯЩЕГО .. ХЛАДАГЕНТА В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ по авт. св. № 363077, отличающеес я тем, что, с цепью повышения экономичности устройства, оно содержит установленные коаксиально рабочей камере торцовый радиационный экран, выполненный из теплопроводного материала, и торообразную оболочку , расположенные над каналами рабочей камеры, причем нижняя часть торообразной оболочки сообщена трубопроводом с верхней частью торообраэной .емкости, a верхняя часть - с атмосферой .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Вар G05 9 9 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И Ol НРИТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь|ь.i. .А . (61) 363077 (21) 3572340/18-24 (22) 04.04.83 (46) 07;07.84. Бюл. Ф 25 (72) И.Д.Абушенков, В.К.Чернецкий и В.Я.Ильичев (71) Физико-технический институт низких температур АН Украинской CCP (53) 621.565(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 363077, кл. С 05 D 9/02, 1971 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО,ЦЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ, КИПЯЩЕГО

„SU„„1101792 A

ХЛАДАГЕНТА В РАБОЧЕЙ KANEPE по авт. .св. Ф 363077, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения экономичности устройства, оно содержит установленные коаксиально рабочей камере торцовый радиационный экран, выполненный из теплопроводного материала, и торообразную оболочку, расположенные над каналами рабочей камеры, причем нижняя часть торообразной оболочки сообщена трубопроводом с верхней частью торообразной ,емкости, а верхняя часть - с атмосферой.

1101792

Изобретение относится к холодильной и криогенной технике и может быть использовано при исследовании физических, химических, механических и других свойств различных объек- 5 тов при низких температурах, например для исследования свойств полупроводниковых приемников излучения, для проведения магнитных и радиоспектроскопических исследований образцов твердого тела, для определения модуля упругости различных конструкционных материалов, а также для охлаждения различных радиоустройств.

По основному авт.св. Р 363077 известно устройство для автоматического поддержания уровня кипящего хладагента в рабочей камере, содержащее сосуд для хладагента, соединенный с рабочей камерой при помощи боковых каналов, сосуд выполнен в ви де торообразной емкости, размещенной соосно рабочей камере и имеющей с ней общую стенку, а каналы расположены по периметру стенки на -высоте, определяемой заданным уровнем хладагента в рабочей камере, уровень хладагента в торообразном сосуде устанавливается выше уровня хладагента в рабочей камере, в верхней части последней образуется неподвижная парогазовая подушка, а образовавшиеся в процессе охлаждения объекта пары выходят из камеры по каналам, барботируют через хладагент в торообразной 35 емкости и через выхлопной патрубок выбрасываются в атмосферу P1j.

Недостатком устройства является повьппенныи расход жидкого хладаген 40 та. В результате того, что по стенке рабочей камеры к залитому в нее жидкому хладагенту поступает сравнительно большое количество тепла, поскольку стенка имеет достаточное большой 4 диаметр и, следовательно, большую площадь поперечного сечения. Кроме того, тепло к жидкому хладагенту поступает в виде излучения от более теплых верхних частей рабочей камеры. О

Цель изобретения — повышение экономичности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического поддержания уровня кипящего хладагента в рабочей камере содержит установленные коаксиально рабочей камере торцовбй радиационный экран, выполненный из теплопроводного материала, и торообразную оболочку, расположенные над каналами рабочей камеры, причем нижняя часть торообразной оболочки сообщена трубопроводом с верхней частью торообразной емкости, а верхняя часть — с атмосферой.

На чертеже схематически представлено устройство для автоматического поддержания уровня кипящего хладагента в рабочей камере.

Устройство содержит торообразную емкость 1 для хладагента, рабочую камеру 2 и общую стенку 3, которая выполнена в виде двойной отвакуумированной оболочки, состоящей из цилиндрических обечаек 4 и 5. В камере 2 расположен охлаждаемый объект 6.

В стенке 3 предусмотрены каналы 7 (один или несколько) для соединения емкости 1 с камерой 2, торообразную оболочку 8, теплообменник, выполненный в виде дисков 9 и 10, поочередно закрепленных на цилиндрической обечайке 4 и торообразной оболочке 8.

Нижняя часть последней сообщена трубопроводом 11 с верхней частью А торообразной емкости 1. А верхняя часть торообразной оболочки 8 посредством выхлопного патрубка 12 сообщена с атмосферой или газгольдером (не показан). Коаксиально рабочей камере 2 и торообразной оболочке 8 установлен торцовый радиационный экран 13 из теплопроводного материала (например меди). Экран 13 закреплен на держателе 14 охлаждаемого объекта 6 и своими упругими лепестками 15 контактирует с торообразнбй оболочкой 8. Для заливки жидкого хладагента в торообразную емкость 1 имеется патрубок 16, снабженный вентилем 17. Рабочая камера 2 и торообразная емкость 1 окружены азотным экраном 18.

Устройство работает следующим образом.

Хладагент (например жидкий гелий) заливается в торообразную емкость 1 через патрубок 16 при открытом вентиле 17. Из емкости 1 по каналам 7 хладагент поступает в рабочую камеру 2, где, испаряясь, охлаждает объект 6. Если уровень хладагента в камере 2 ниже уровня каналов 7, хладагента продолжает поступать в камеру 2. После заливки каналов 7 поступление хладагента в камеру 2

1101792 4 ру 2 поступает по. каналам 7 из емкос- ти 1 новая порция хладагента, в рев- зультате чего уровень хладагента в камере 2 поддерживается на отметке Г неизменным в течение всего эксперимента.

Э прекращается, так как в верхней части Б камеры 2 образуется парога зовая подушка. При дальнейшей зали ке уровень В хладагента в емкости устанавливается выше уровня Г хлад агента в камере 2, образующиеся в процессе охлаждения объекта 6 пары выходят из камеры 2 по каналам 7, проходят через хладагент в емкости 1 и поступают в верхнюю парогазовую 1п область А емкости 1. Затем холодные пары, температура которых близка к температуре жидкого хладагента, через трубопровод 1.1 поступают в полость Д торообразной оболочки 8 и проходят через теплообменник, обра» эованный дисками 9 и 10. При этом холодные пары отбирают тепло, идущее по цилиндрической обечайке 4 стенки 3, а также охлаждают оболочку 8. Далее пары выбрасываются через патрубок 12 в атмосферу (или газгольдер) . Торцовый радиационный экран 13, контактирующий своими лепестками 15 с охлажденной оболочкоФ 8, тоже ох- 25 лаждается и эффективно защищает хлад- агент в камере 2 от теплового излучения верхних частей устройства. Кроме того, охлажденный экран 13 отбирает тепло, идущее по держателю 14. Вмес- З11 те испарившегося хладагента в камеВ предлагаемом устройстве обеспечено максимальное использование хладосодержания уходящих паров хладагента, которое в сотни раз превышает его скрытую теплоту парообразования, .для эффективного отбора тепла, идущего по стенке рабочей камеры и держателю образца. При этом появилась также возможность охладить торцовый радиационный экран, который эффективно защищает жидкий хладагент от радиацион,ного теплообмена с теплыми верхними частями рабочей камеры. Это заметно уменьшает теплоприток к хладагенту, залитому в рабочую камеру, и обеспечивает уменьшение расхода хладагента примерно в 1,5-2 раза, что повышает экономичность устройства и обеспечивает воэможность более широкого его применения в организациях, не имеющих собственных ожижительных установок, для коТорых привозной ожиженный газ является дорогостоящим и дефицитным материалом.

1 101792

Составитель Н.Мирная

Техред M.Êóçüìà Корректор А. Дзятко

Редактор Н.Бобкова

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

Заказ 4765/31 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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