Дроссельный регулятор микрохолодильника

 

Изобретение позволяет повысить точность термостатирования микрохолодильника . В корпусе 1 регулятора расположены термоэлемент 6, жестко связанный с регулирующим игольчатым клапаном 3, дроссель 2 и источник магнитного поля, установленный со стороны термоэлемента 6. Источник магнитного поля может быть установлен аксиально корпусу. Регулятор может быть снабжен концентратором магнитного поля, установленным аксиально корлусу со стороны термоэлемента 6, а источник магнитного поля может быть размещен коаксиально корпусу. Достигаемая точность термостатирования соответствует диапазону т-р перехода вещества термоэлемента 6 в состояние сверхпроводимости. Если толщина слоя термоэлемента меньще глубины проникновения магнитного поля в термоэлемент, то магнитное поле будет взаимодействовать с магнитным материалом клапана 3 через слой термоэлемента 6. Клапан 3 будет прижат магнитным полем в одном положении. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. с Q

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Su 4 F 25 В 9 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4198978i23-06 (22) 24.02.87 (46) 15.12.88. Бюл. № 46 (72) Б. И. Макаров и Л. В. Макарова (53) 621.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1177611, кл. F 25 В 9/02, 1983. (54) ДРОССЕЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР МИКРОХОЛОДИЛ ЬНИКА (57) Изобретение позволяет повысить точность термостатирования микрохолодильника. В корпусе 1 регулятора расположены термоэлемент 6, жестко связанный с регулирующим игольчатым клапаном 3, дроссель 2 и источник магнитного поля, установленный со стороны термоэлемента 6.

„„SU„„4 4597 A i

Источник магнитного поля может быть установлен аксиально корпусу. Регулятор может быть снабжен концентратором магнитного поля, установленным аксиально корпусу со стороны термоэлемента 6, а источник магнитного поля может быть размещен коаксиально корпусу. Достигаемая точность термостатирования соответствует диапазону т-р перехода вещества термоэлемента 6 в состояние сверхпроводимости.

Если толщина слоя термоэлемента меньше глубины проникновения магнитного поля в термоэлемент, то магнитное поле будет взаимодействовать с магнитным материалом клапана 3 через слой термоэлемента 6.

Клапан 3 будет прижат магнитным полем в одном положении. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1444597

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к саморегулируемым дроссельным микрохолодильникам.

Цель изобретения — повышение точности термостатирования.

На фиг. 1 представлен дроссельный регулятор микрохолодильника с шайбой источником магнитного поля; на фиг. 2— то же, с электромагнитом — источником магнитного поля; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 1.

Дроссельный регулятор микрохолодильника (фиг. 1) содержит корпус 1 с размещенным в нем дросселем 2, игольчатый клапан 3 с транспортными каналами 4, шайбу 5 (источник магнитного поля), жестко закрепленную в корпусе 1 со стороны игольчатого клапана 3, термоэлемент 6, выполненный из вещества, например NbqGe и жестко закрепленный на поверхности игольчатого клапана 3 со стороны магнитной шайбы 5.

Регулятор (фиг. 1) работает следующим образом.

Хладагент поступает через дроссель 2, а игольчатый клапан 3 с термоэлементом 6 прижат магнитным полем к шайбе 5, вещество термоэлемента находится в нормальном состоянии. Хладагент циркулирует по транспортным каналам 4 и охлаждает термоэлемент 6 вместе с игольчатым клапаном 3. При охлаждении термоэлемента 6 до температуры ниже 21К, вещество ХЬзбе переходит в состояние сверхпроводимости. Магнитное поле шайбы 5, жестко закрепленной в корпусе 1, перемещает игольчатый клапан 3 в сторону дросселя 2 и перекрывает его (перемещение осуществляется согласно эффекту

Майснера-Оксенфельда).

Поступление хладагента прекращается.

При отогреве термоэлемента 6 выше 21К за счет теплопритоков вещество NbqGe переходит в нормальное состояние, а магнитное поле при этом перемещает игольчатый клапан 3 от дросселя 2 и прижимает его к шайбе 5. Хладагент снова поступает через дроссель 2 и, циркулируя по каналам 4, охлаждает термоэлемент 6 до тех пор, пока вещество 1ЧЬз(зе термоэлемента 6 не перейдет в состояние сверхпроводимости.

Достижимая точность термостатирования соответствует диапазону температур перехода вещества термоэлемента в состояние сверхпроводимости. Так, для термоэлемента из сплава МЬЯе достижимая точность составляет 21К+1К. Высокая точность обеспечивается быстродействием регулирующего органа.

Регулятор, показанный на фиг. 2, содержит корпус 1 с дросселем 2, игольчатый клапан 3 с транспортными каналами 4, шайбу 5 (концентратор магнитного поля), термоэлемент 6, выполненный из вещества

3S

NbqGe и жестко закрепленный на поверхности игольчатого клапана 3 со стороны шайбы 5, источник магнитного поля — электромагнит 7, установленный коаксиально корпусу 1.

Термостатирование осуществляется следующим образом.

Электропитание подается на электромагнит 7, магнитное поле концентрируется на шайбе 5, выполненной из магнитомягкого материала, например пермалоя. Маг-. нитное поле прижимает игольчатый клапан 3 к концентратору магнитного поля — шайбе 5, дроссель 2 открывается. При этом хладагент, поступающий через дроссель 2 и транспортные каналы 4, охлаждает термоэлемент 6, выполненный из вещества NbzGe и жестко закрепленный на поверхности игольчатого клапана 3 со стороны шайбы 5.

Хладагент, циркулируя по транспортным каналам 4, охлаждает термоэлемент 6 вместе с игольчатым клапаном 3. При охлаждении термоэлемента 6 ниже 21К вещество NbaGe переходит в состояние сверхпроводимости. Магнитное поле (концентратора) шайбы 5, жестко закрепленной в корпусе 1, перемещает игольчатый клапан 3 в сторону дросселя 2 и перекрывает его (перемещение осуществляется согласно эффекту Майснера-Оксенфельда) . Поступление хладагента прекращается. При отогреве термоэлемента выше 21К за счет теплопритоков извне вещество NbqGe переходит в нормальное состояние, а магнитное лоле при этом перемещает игольчатый клапан 3 от дросселя 2 и прижимает его к шайбе 5. Хладагент снова поступает через дроссель 2, циркулируя по транспортным каналам 4, охлаждает термоэлемент 6 до тех пор, пока вещество NbqGe не перейдет в состояние сверхпроводимости. Достижимая точность термостатирования соответствует температуре перехода вещества в состояние сверхпроводимости. Так, для термоэлемента из сплава Nb3Ge точность составляет 21К -1К. Для обоих регуляторов, показанных на фиг. 1 и 2, должно выполняться условие 6)Х, гдн 6 — толщина слоя термоэлемента; Х вЂ” глубина проникновения магнитного поля в термоэлемент

Если 6(Х, магнитное поле будет взаимодействовать с магнитомягким материалом игольчатого клапана через слой термоэлемента. При этом игольчатый клапан будет прижат магнитным полем в одном положении, несмотря на то, что вещество термоэлемента находится в состоянии сверхпроводимостити.

Глубина проникновения магнитного поля и термоэлемент определяется по зависимости

1444597 л=.ГЛ, ро

Формула изобретения

Составитель Н. Кирьянова

Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Зак аз 6477/39 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где Л вЂ” коэффициент Лондонов; ро — магнитная проницаемость вещества термоэлемента.

1. Дроссельный регулятор микрохолодильника, содержащий размещенные в корпусе термоэлемент, жестко связанный с регулирующим игольчатым клапаном, и дроссель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности термостатирования, регулятор дополнительно снабжен источником магнитного поля, установленным со стороны термоэлемента.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что источник магнитного поля установлен аксиально корпусу.

3. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит концентратор магнитного поля, установленный аксиально корпусу со стороны термоэлемента, а источник магнитного поля размещен коаксиально корпусу.