Криогенная система

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 547601 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.12.75 (21) 2195374/06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.02.77. Бюллетень № 7 (4б) Дата опубликования описания 31.05.77 (51) М. Кл.е F 25 В 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.574. (088.8) (72) Авторы изобретения В. И. Ляпин, Ю. О. Прусман, Н. Я. Барткевич и А. В.Бородин (71) Заявитель (54) КРИОГЕННАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к устройству систем, предназначенных в основном для охлаждения объектов оптико— электронной аппаратуры.

Известны криогенные системы, содержащие дроссельный контур с компрессором и основными тепло обменниками и многоступенчатую газовую холодильную машину, работающую по обратному циклу Стирлинга.

На холодных головках машины размещены теплообменники предварительного охлаждения дроссельного контура, каждый из которых выполнен в виде диска с отверстиями (1) .

Однако известная система имеет большой вес и габариты теплообменников предварительного охлаждения.

Кроме того, невозможна длительная непрерывная работа системы вследствие загрязнения хладагента дроссельного контура примесями, десорбируемыми с внутренних поверхностей компрессора, трубопроводов и теплообменников.

Цель изобретения — повышение компактности и увеличения срока службы.

Для этого каждый из теплообменников предварительного охлаждения выполнен щелевым и подсоединен к адсорберу, также размещенному на головке соответствующей ступени машины.

На фиг. 1 изображена предлагаемая криогенная система; на фиг. 2 — конструкция теплообменников и адсорберов.

Криогенная система содержит компрессор 1, основные теплообменники 2,3,4 дросселирующее устройство 5, теплообменник нагрузки 6, который имеет термический контакт с криостатируемым

10 объектом 7, двухступенчатую газовую холодильную машину 8. На головках ступеней машины установлены теплообменно — адсорбционные узлы 9, 10 теплообменников предварительного охлаждения и адсорберов. К головке первой ступени прикреплен

15 радиационный экран 11, Холодный блок системы заключен внутри вакуумного кожуха 12. Каждьй иэ теплообменно — адсорбционных узлов 9,10 имеет корпус 13,14, сопрягаюшуюся с ним крышку 15,16, фильтры 17,18, адсорбент 19,20, заполняющий по,й0 лость между корпусом и крышкой, пружину 21,22, поджимающую адсорбент, входной патрубок 23,24 и выходной патрубок 25,26.

Корпуса 13,14 выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности и установ25 лены на головках машины без зазора.

547601

Криогенная система работает следующим образом. Хладагент, например гелий, сжатый в компрессоре 1 до давления 2, — 2,5 Мн/М, проходит основной теплообменник 2, в котором охлаждается обратным потоком до температуры 90 — 100 К, далее через патрубок 23 поступает в теплообменно— адсорбционный узел 9.

Пройдя через фильтр 17, гелий движется через адсорбент 19, где происходит его очистка от примесей. 10

За вторым фильтром, задерживающим частицы адсорбента, гелий поступает в кольцевую полость щелевого теплообменника предварительного охлаждения, образованную между корпусом 13 и крышкой 15 теплообменно — адсорбционного узла 9.

И

В щелевом теплообменнике гелий охлаждается до температуры 70 — 80 К за счет холода, вырабатываемого в первой ступени газовой холодильной машины. Из щелевого теплообменника гелий через выходной патрубок 25 и трубопровод поступает в и основной теплообменник 3, где он охлаждается обратным потоком до температуры 20 — 30 К. 3а теплообмеником 3 гелий поступает во второй теплообменноадсорбционный узел 10. В этом теплообменнике гелий охлаждается до температуры 16 К.

Затем гелий поступает в основной теплообменник 4, охлаждается в нем обратным потоком до температуры около 6 К и дросселируется в дросселирующем устройстве 5. Парожидкостная смесь гелия с температурой 4,2+4,5 К при давле- щ нии 0,1+ 0,12 Мн/м поступает в теплообменник нагрузки 6, который имеет тепловой контакт с объектом охлаждения 7, при этом температура

4 объекта устанавливается равнои 4,2+4,5 К. Далее гелий проходит последовательно основные теплообменники 4,3,2 и поступает в компрессор 1. Выполнение теплообменников предварительного охлаждения щелевыми и совмещенными в одном узле с адсорберами приводит к уменьшению их общего веса на 20 г30 % при значительном уменьшении габаритов. Уменьшается время охлаждения адсорберов за счет их установки непосредственно на головке машины. Увеличивается эффективность очистки хладагента от примесей и возрастает время эксплуатации системы. (Опытная криогенная система проработала без забивки дросселя 8 месяцев) .

Формула изобретения

Криогенная система, содержащая многоступенчатую газовую холодильную машину, например, работающую по обратному циклу Стирлинга, с теплообменниками предварительного охлаждения, размещенными на холодных головках ступеней машины и включенными в дроссельный контур, имеющий компрессор и основные теплообменники ю отличающаяся тем, что с целью повышения компактности и увеличения срока службы, каждый из теплообменников предварительного охлаждения выполнен щелевым и подсоединен к адсорберу, также размещеному на головке соответствующей ступени машины.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе.

1. Патент США N 3 128 605, кл. 62 — 6, 1964.

547601

17

Составитель В. Белов

Техред А. Богдан Ьдактор И. Острова

Корректор А. Алатырев

Заказ 623 94

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. IlpoeKxaas, 4

Тираж 707 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., 4/5