Микрокриогенная система

 

1. МИКРОКРИОГЕННАЯ СИСТЕМА , содержащая газовую криогенную машину с охлаждаюш.ей головкой, к которой посредством гибкого хладопровода присоединен охлаждаемый объект и криостат , отличающаяся тем, что, с целью снижения вибрации охлаждаемого объекта 2 система дополнительно содержит сильфон, установленный между криостатом и охлаждаемым объектом и имеюший коэффициент жесткости, равный произведению квадрата доминируюш,ей частоты неуравновешенных сил инерции первого порядка на массу криостата. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кольцо, размешенное в криостате вокруг охлаждаюш .ей головки и установленное с возможностью осевого перемеш,ения при помощи пружины, коэффициент жесткости которой равен произведению квадрата доминирующей частоты сил инерции второго порядка на массу кольца.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК

4(59 F 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

") 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3532830/23-06 (22) 07.01.83 (46) 07.02.85. Бюл. № 5 (72) В. Т. Швецов и В. И. Оливер (53) 621.574 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 524050, кл. F 25 В 9/00, 1979.

2. Грезин А. К., Зиновьев В. С. Микрокриогенная техника. М., «Ман1иностроение», 1977, с. 173, рис. 85. (54) (57) 1. МИКРОКРИОГЕННАЯ СИСТЕМА, содержащая газовую криогенную машину с охлаждающей головкой, к которой посредством гибкого хладопровода присоединен охлаждаемый объект и криостат, отличающаяся тем, что, с целью сни„„SU„„1138615 жения вибрации охлаждаемого объекта 2 система дополнительно содержит сильфон, установленный между криостатом и охлаждаемым объектом и имеющий коэффициент жесткости, равный произведению квадрата доминирующей частоты неуравновешенных сил инерции первого порядка на массу криостата.

2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кольцо, размещенное в криостате вокруг охлаждающей головки и установленное с возможностью осевого перемещения при помощи пружины, коэффициент жесткости которой равен произведению квадрата доминирующей частоты сил инерции второго порядка на массу кольца.

1138615

Известна также микрокриогенная система, содержащая газовую криогенную машину с охлаждающей головкой, к которой посредством гибкого хладопровода присоединен охлаждаемый объект и криостат. В известной системе охлаждаемый объект жестко соединен с криостатом, а криостат состыкован с машиной через сильфон, чем достигается гашение вибраций, передаваемых от машины к объекту (2).

Недостатком известной системы является сравнительно высокий уровень остаточных вибраций охлаждаемого объекта, что объясняется невозможностью полного демпфирования колебаний машины.

Цель изобретения —. снижение уровня вибрации охлаждаемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, 45 что микрокриогенная система, содержащая газовую криогенную машину с охлаждающей головкой, к которой посредством гибкого хладопровода присоединен охлаждаемый объект и криостат, дополнительно содержит сильфон, установленный между криостатом и охлаждаемым объектом и имеющий коэффициент жесткости, равный произведению квадрата доминирующей частоты неуравновешенных сил инерции первого порядка на массу криостата. 55

Система может дополнительно содержать кольцо, размещенное в криостате вокруг охлаждающей головки и установленИзобретение относится к криогенной технике, в частности к малогабаритным криогенным системам с газовыми криогенными машинами, предназначенным для охлаждения объектов оптикоэлектронной аппаратуры.

Известна газовая криогенная машина, содержащая приводной коленчатый вал, установленный на подвесных опорах и соединенный с помощью шатунов с компрессором и вытеснителем, и механизмы уравновешивания сил инерции, вызывающих линейные колебания корпуса машины в вертикальном направлении (1):

Недостатками этой газовой криогенной машины являются наличие значительных остаточных линейных колебаний в вертикальном: направлении жестко связанной с корпусом машины головки охлаждения с установленным на ней оптико-электронным объектом охлаждения, уровень вибрации которого существенно влияет на экс- 20 плуатационные характеристики системы в целом, а также сложность конструкции механизмом уравновешивания сил инерции первого и второго порядка, установка которых в корпусе машины увеличивает ее вес, габариты, стоимость и понижает ресурс работы за счет возможного выхода из строя механизмов уравновешивания. ное с возможностью осевого перемещения при помощи пружины, коэффициент жесткости которой равен произведению квадрата доминирующей частоты сил инерции второго порядка на массу кольца.

На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемой системы.

Система содержит газовую криогенную машину 1 с охлаждающей головкой 2, к которой посредством гибкого хладопровода

3 присоединен охлаждаемый объект 4 и криостат 5, а также сильфон 6, установ- ленный между криостатом 5 и охлаждаемым объектом 4. Этот сильфон 6 имеет коэффициент жесткости, равный произведению квадрата доминирующей частоты неуравновешенных сил инерции первого порядка на массу криостата 5. Система также содержит кольцо 7, размещенное в криостате вокруг охлаждающей головки 2 и установленное с возможностью осевого перемещения при помощи пружины 8, коэффициент жесткости которой равен произведению квадрата доминирующей частоты сил инерции второго порядка на массу кольца 7.

Машина 1 включает корпус 9 с размещенными в нем поршнями 10 и 11 компрессора и вытеснителя, соединенными с помощью шатунов 12 и 13 с коленчатым валом 14. Основание объекта 4 охлаждения соединено с корпусом 9 машины 1 с помощью сильфона 15.

При работе газовой криогенной машины

1 неуравновешенные силы инерции поступательно движущихся звеньев передаточного механизма вызывают линейные колебания корпуса 9 машины в вертикальном направлении. Этн колебания через сильфон 15 передаются на охлаждаемый объект

4. Путем подбора жесткости сильфона 6 и пружины 8 добиваются совпадения частот колебаний неуравновешенных сил инерции первого и второго порядков с собственными частотами колебательных контуров; состоящих из сильфона 6 и криостата 5, пружин 8 кручения и кольца 7. При этом реакции связей со стороны упругих элементов будут равны и противоположно направлены по отношению к силам, вызывающим колебания основания охлаждаемого объекта 4, поэтому амплитуда колебаний объекта уменьшается. Линейные колебания охлаждаемого объекта путем правильной настройки гасителей колебаний и подбора жесткости сильфона 15 могут быть снижены теоретически до нуля.

Преимуществом предлагаемого технического решения является существенное упрощение конструкции машины; так как в этом случае отпадает необходимость установки уравновешивающих механизмов, сложность которых приблизительно одного

1138615

Составитель Ю. Килимник

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Реда кто р Н. Да н кулич

Заказ 10668/28 порядка что и сложность передаточного механизма.

При этом уменьшается вес машины и ее габариты на величину веса механизмов уравновешивания и за счет уменьшения размеров корпуса (приблизительно на 1015%).

Эффективность изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик системы и расширении области применения в оптико-электронных приборах с повышенными требованиями к уровню вибрации. Кроме того, за счет упрощения

5 конструкции машины путем замены уравновешивающих механизмов незначительным усложнением конструкции головки охлаждения можно снизить стоимость системы в условиях того же производства приблизительно на 15 /0.