Низкотемпературная гелиевая холодильнаяустановка

О П И С А Н И Е 347533

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ СВИДНЕЛЬСтВ

Сои а Советоких

Социалиотмчеоких

Респтблин

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. F 25b 5 00

Заявлено 19.VI1,1965 (№ 967359/40-23) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 1ОХ!!!.1972. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 8.IX.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете йтиниотров

СССР

УДК 621.572 (088.8) Авторы изобретения А. М. Архаров, М. С. Бабичев, И. В. Марфенина, Г. И. Воронин и В, К. Дианов

Заявитель

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ГЕЛИ ЕВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ

УСТАНОВКА

Изобретение относится к системам термостатирования и переохлаждения емкостей с криогенными жидкостями, в частности к низкотемпературным гелиевым установкам.

Известны низкотемпературные гелиевые холодильные установки для термостатирования емкостей с криогенными жидкостями, включающие каскад вращающихся в газовых опорах турбодетандеров с промежуточными теплообменииками и компрессор для предварительного сжатия гелия.

Однако эти установки теряют холод на температурных уровнях включения детаидеров и недостаточно эффективны в работе.

В предлагаемой установке в отличие от известных параллельно основной магистрали установлен дожимающий компрессор малой производительности, нагнетающий газ в систему консервации гелия и в магистраль питания опор турбодетандеров, перед которыми по ходу газа смонтированы рекуперативные теплообменники.

На чертеже изображена описываемая установка.

Она включает основной 1 и дожимающий 2 компрессоры, каскад теплообменников 8, 4 и

5, турбодетандеры 6, 7 и 8 с газовой смазкой опор, адсорберы 9 и 10, рекуперативные теплообменники П и 12 и холодильную камеру 18.

В компрессоре 1 гелий сжимается до

10 — 12 кг/с.ц2 и после холодильника 14 поступает в блок 15 очистки от масла. Затем гелий проходит через верхний теплообменник

8, фильтр-адсорбер 9, средний теплообмеиник 4 п контрольный фильтр 16 в верхний детандер б. Давление газа перед верхним дстандером составляет 8 — 9 кг/ся, а после расширения — 7 — 8 кг с,к . После верхнего турбо10 детандера 6 и нижнего теплообмсипика 5 гелий при давлении 6,6 — 6,9 кг, с.н2 поступает через угольный адсорбер 10 и фильтр 17 в нижний турбодетандер 7, где расширяется до давления 1,3 — 2 атм. После холодильной ка15 меры 18 гелий проходит обратным потоком через теплообменники 5, 4 и 8, в которых он охлаждает встречный поток газа, и поступает в компрессор 1.

Часть газа после холодильника 14 отби20 рается из основной магистрали и подается в дожимающий компрессор, а затем через маслоотделитель 18 и фильтр 19 в подшипники нижнего турбодетандера 7. Этот же компрессор после окончания работы установки

25 используется для нагнетания гелия в ресивер

20, входящий в систему консервации гелия.

Для обеспечения быстрого запуска установки параллельно детаидерам 6 и 7 поставлен пусковой турбодетандер 8 с фильтром 21.

30 Питание подшипников пускового 8 и верх347533

Предмет изобретения

Составитель Е. Екжанова

Техред Е. Борисова

Редактор Д. Пинчук

Корректор Е. Миронова

Заказ 2861/17 Изд. № 1230 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-36, Раушская наб., д. 4/6

Типография, пр. Сапунова, 2 него 6 турбодетандеров осуществляется без дожимания газа. Подаваемый в подшипники гелий тщательно очищается в фильтрах 22, 28 и 24. Давление на выходе из подшипников поддерживается ниже давления в проточной части турбодетандера, поэтому имеют место утечки холодного рабочего тела в магистраль, отводящую газ от опор, что приводит к потерям холода. Для снижения этих потерь в схему установки включены рекуперационные теплообменники ll и 12. Отходящий холодный газ в этих теплообменниках отбирает тепло от потока теплого гелия, подаваемого в подшипники, и установка при этом входит в режим саморегулирования при минимальных потерях.

Вся низкотемпературная часть установки смонтирована в герметичном теплоизолированном кожухе.

Система пополняется гелием из баллона 25.

Энергия расширения в детандерах передается в окружающую среду в холодильниках

2á, 27 и 28, установленных в тормозных контурах. Предусмотрена возможность регулирования числа оборотов роторов турбодетандеров путем изменения давления в тормозных контурах, а также путем дросселирования гелия перед входом в тормозные нагнетатели.

Низкотемпературная гелиевая холодильная установка, например, для термостатирования емкостей с криогенными жидкостями, содержащая каскад вращающихся в газовых опорах турбодетандеров с промежуточными теплообменниками и компрессор для предварительного сжатия гелия, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь хладоагента и повышения к.п.д., параллельно основной магистрали установлен дожимающий компрессор малой производительности, нагнетающий газ в систему консервации гелия и в магистраль питания опор турбодетандеров, перед которыми по ходу газа смонтированы рекуперативные теплообменники.