Система криостатирования объекта с переменной тепловой нагрузкой

 

1. СИСТЕМА КРИОСТАТИРОВА- НИЯ ОБЪЕКТА С ПЕРЕМЕННОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКОЙ, содержащая циркуляционную установку со сборником-перео.хладителем для криоагента и с линиями прямого и обратного потоков и ожижительную установку с линией прямого потока, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при криостатировании нескольких объектов, система дополнительносодержит оперативные емкости, снабженные общим автономным электронагревателем и общим автоматическим вентилем, а также второй автоматический вентиль, при этом линии прямых потоков циркуляционной и ожижительной установок объединены общим коллектором, подключенным к криостатируемым объектам и через общий автономный электронагреватель и общий автоматический вентиль — к оперативным емкостям, причем последние дополнительно подсоединены через второй автоматический вентиль к линии обратного потока циркуля ционной установки.2. Система по п. I, отличающаяся тем, что объекты криостатирования снабжены общим датчиком давления, установленным на входе криоагента, и общим обводным автоматическим вентилем, связанным с указанным датчиком.(Q(Л^со ^ ^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1079971 дц F 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С 3

ЯР

Я:1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3523820/23-06 (22) 20.12.82 (46) 15.03.84. Бюл. № 10 (72) И. К. Буткевич, Е. И. Васин, Ю. И. Духанин, В. Д. Коваленко, И. М. Морковкин, В. А. Морозов и В. Ф. Романишин (53) 621.574 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3320377, кл. F 25 В 9/06,,1881. (54) (57) 1. СИСТЕМА КРИОСТАТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА С ПЕРЕМЕННОЙ ТЕПЛОВОЛ НАГРУЗКОИ, содержащая циркуляционную установку со сборником-переохладителем для криоагента и с линиями прямого и обратного потоков и ожижительную установку с линией прямого потока, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при криостатировании нескольких объектов, система дополнительно содержит оперативные емкости, снабженные общим автономным электронагревателем и общим автоматическим вентилем, а также второй автоматический вентиль, при этом линии прямых потоков циркуляционной и ожижительной установок объединены общим коллектором, подключенным к криостатируемым объектам и через общий автономный электронагреватель и общий автоматический вентиль — к оперативным емкостям, причем последние дополнительно подсоединены через второй автоматический вентиль к линии обратного потока циркуля ционной установки.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что объекты криостатирования снабжены общим датчиком давления, установленным на входе криоагента, и общим обводным автоматическим вентилем, связанным с указанным датчиком.

1079971

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к системам криостатирования объекта с переменной тепловой нагрузкой.

Известны системы криостатирования объекта с переменной тепловой нагрузкой, содержащие циркуляционную установку со сборником-нереохладителем для криоагента с линиями прямого и обратного потоков и ожижительную установку с линией прямого потока (1) .

Однако известные системы обладают ма лой экономичностью при криостатировании нескольких объектов с различными тепловыми нагрузками из-за отсутствия взаимосвязи между регулируемыми параметрами в динамике работы объектов.

Цель изобретения — повышение экономичности при криостатировании нескольких объектов с различными тепловыми нагрузками.

Указанная цель достигается тем, что система криостатирования об ьекта с переменной тепловой нагрузкой, содержащая циркуляционную установку со сборником-переохладителем для криоагента и с линиями прямого и обратного потоков и ожижительную установку с линией прямого потока, дополнительно содержит оперативные емкости, снабженные общим автономным электронагревателем и общим автоматическим вентилем, а также второй автоматический вентиль, при этом линии прямых потоков циркуляционной и ожижительной установок объединены общим коллектором, подключенным к криостатируемым объектам и через общий автономный электронагреватель и общий автоматический вентиль — к оперативным емкостям, причем последние дополнительно подсоединены через второй автоматический вентиль к линии обратного потока циркуляционной установки.

Объекты криостатирования снабжены общим датчиком давления, установленным на входе криоагента, и общим обводным автоматическим вентилем, связанным с указанным датчиком.

На чертеже схематично представлена предлагаемая система.

Система криостатирования содержит циркуляционную установку 1 со сборником-переохладителем 2 и с линиями 3 и 4 прямого и обратного потоков, ожижительную установку 5 с линией 6 прямого потока, оперативные емкости 7 и 8, снабженные общим автономным электронагревателем 9 и общим автоматическим вентилем 10, второй автоматический вентиль 11, коллектор

12, криостатируемые объекты 13, 14 и 15, снабженные общим датчиком 16 давления и общим обводным автоматическим вентилем 17, связанным с датчиком 16 давления.

Кроме того, на чертеже показаны датчики

18 — 2! уровня жидкого криоагента (гелия), второй датчик 22 давления, датчик 23 тем5

10 !

25 зо

55 пературы, регуляторы 24 — 30, логические устройства 31 и 32, регулирующие вентили

33 — 37.

Работа системы происходит следующим образом.

Прямой поток криоагента (жидкого гелия), проходя через сборник-переохладитель 2, переохлаждается обратным потоком до 4, 5 К и подается в коллектор 12. Из коллектора 12 жидкий гелий направляется в объекты криостатирования 13 — 14. Неиспользованная часть жидкого гелия дросселируется через вентиль 17 и подается совместно с парожидкостной смесью, поступающей из объектов 13, 14 и 15 в сборник-переохладитель 2. Подпитка коллектора 12 жидким гелием осуществляется от ожижительной установки 5. Излишки жидкого гелия сбрасываются в оперативные емкости

7 и 8. При возрастании нагрузки в объектах !3, 14 и 15 криостатирования система может подпитываться жидким гелием из оперативных емкостей 7 н 8. При уменьшении нагрузки в объектах 13, 14 и 15 и наличии жидкого гелия в оперативных емкостях 7 и 8 ожижительная установка может отключаться.

Регулирование режима работы системы осуществляется с помощью системы датчиков, регуляторов, логических устройств и исполнительных механизмов. В режиме криостатирования осуществляется стабилизация уровня жидкого гелия в сборнике-переохладителе 2. Сигнал от датчика 18 уровня поступает на регулятор 28, который выдает сигнал на логическое устройство 31. Если уровень жидкого гелия растет (нагрузка в объектах 13, 14 и !5 уменьшаются), то от логического устройства 31 поступает сигнал на исполнительный механизм вентиля 10, который перепускает часть жидкого гелия в оперативные емкости 7 и 8. Если нагрузка в объектах 13, 14 и 15 увеличилась, то уровень в сборнике-переохладителе 2 падает.

При этом сигнал от логического устройства

31 поступает на вентиль 11, который открывается, и жидкий гелий из оперативных емкостей 7 и 8 подпитывает систему. В оперативных емкостях 7 и 8 производится стабилизация давления. Сигнал от датчика 22 давления поступает на регулятор 29, который выдает сигнал на логическое устройство 32. При понижении давления в емкостях

7 и 8 сигнал от логического устройства 32 поступает на регулятор 30 и на вентиль 33, при открывании которого часть жидкого гелия из коллектора 12 подается на электронагреватель 9, испаряется и поступает в емкости 7 и 8. Для исключения перегрева гелия на выходе из электронагревателя 9 регулируется температура. Сигнал от датчика 23 температуры поступает на регулятор 30, который через исполнительный механизм электронагревателя изменяет его мощность

Учитывая то, что динамика изменения дав1079971

Составитель Р. Данилов

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Авраменко

Заказ 1317/40 ления в емкостях 7 и 8 и уровня гелия в сборнике-подогревателе 2 разная и между ними существует взаимосвязь, вводится кор ректировка степени открытия вентиля 33 по сигналу от датчика 18 уровня. При увеличении давления в оперативных емкостях 7 и 8 от логического устройства 32 поступает сигнал на исполнительный механизм вентиля 37, сбрасывая часть жидкого гелия в систему компремирования (на чертеже не показана). В коллекторе 12 осуществляется стабилизация давления. Сигнал от датчика 16 давления поступает на регулятор 24, который выдает сигнал на испрлнительный механизм автоматического вентиля 17. Уровни 19, 20 и 21 в объектах 13, 14 и !5 поддерживаются автоматически с помощью регулирующих вентилей 34, 35 и 36 и регуляторов 25, 26 и 27. Переменную нагрузку от объектов 13, 14 и 15 воспринимает циркуляционная установка 1, регулирование которой значительно проще, чем ожижительной установки 5, которая работает s одном оптимальном режиме.

10 Экономическая эффективность предлагаемой системы выражается в снижении за трат на производство холода и составляет 157о.