Криогенная установка

 

Изобретение относится к криогенным установкам, работающим на газовых смесях, и позволяет обеспечить работоспособность при произвольной ориентации в пространстве. Сжатая в компрессоре смесь хладагентов после охлаждения в холодильнике 2 поступает в сепаратор 3, где с помощью кольцевых капиллярно-пористых отборников (КПО) 12, 14 пара и жидкости разделяется на пар и жидкость. Жидкость расширяется в дросселе 9 и после испарения в теплообменнике (ТО) 5 поступает в компрессор, а пар после охлаждения в ТО 5 поступает в сепаратор 4, где с помощью КПО 13 и 15 снова разделяется на пар и жидкость. Жидкость после дросселирования и подогрева направляется в линию обратного потока, а пар после охлаждения в ТО 6 и 7 и дросселирования поступает в ТО 8 нагрузки и далее в линию обратного потока. Попарное соединение КПО пара и жидкости в сепараторах позволяет при любой ориентации установки в пространстве отводить из сепаратора пар и жидкость благодаря тому, что КПО пара не смачиваются жидкостью и не пропускают ее, а КПО жидкости смачиваются жидкостью и не пропускают пар. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесмих

РЕСПУБЛИН

А1 (!9) (И) (51)4 F 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

rlPH П(НТ СССР (21) 4291379/23 "06 (22) 28.07.87 (46) 15. 12.89. Бал. P 46 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) В.Г.Иванов, В.А.Наер, В.Н.Таран, А.Я.Хирич и В.В.Чалый (53) 621.57 (088.8) (56) Заявка Японии FP 54-3534 1, кл ° F 25 В 9/00, опублик. 1979..

2 (54) КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относятся к криогенным установкам, работа)ощим на газовых смесях, и позволяет обеспечить работоспособность при произвольной ориентации в пространстве. Сжатая в компрессоре смесь хладагентьв после охлаждения в холодильнике 2 поступает в сепаратор 3, где с помощь)о кольцевых капиллярно — пористых отборки1529022

5 !

О ков (КПО) 12, 14 пара и жидкости разделяется на пар и жидкость. Жидкость расширяется в дросселе 9 и после испарения в теплообменнике (TO) 5 поступает в компрессор, а пар после охлаждения в TO 5 поступает в сепаратор 4, где с помощью КПО 13 и 15 снова разделяется на пар и жидкость.

Жидкость после дросселирования и подогрева направляется в линию обратного потока, а пар после охлаждения

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к криогенным установкам, работающим на газовых смесях, для охлаждения электронных 20 устройств.

Цель изобретения — обеспечение работоспособности при произвольном ориентировании в пространстве.

На фиг.1 представлена принципиаль- 25 ная схема установки; на фиг.2 — размещение отборников жидкости и пара внутри сепаратора; на фиг.3 — конструктивная схема отборника.

Криогенная установка состоит из компрессора 1, холодильника 2, сепараторов 3 и 4, теплообменников 5-7 промежуточного охлаждения, теплообменника нагрузки 8, дроссельных вентилей 9-11.

Внутри каждого сепаратора установлено по два капиллярно-пористых отборника пара 12 и 13 и жидкости 14 и 15, диаметр которых равен 0,95-0,98 внутреннего диаметра сепаратора, ис- 40 ходя из условий обеспечения сборки сепаратора и выбора наибольшего значения диаметра отборников.

Из сепараторов 3 и 4 жидкость отводится по линиям 16 и 17, а пар — 45 по линиям 18 и 19.

Цилиндрический объем сепараторов закрыт с торцов крьппками 20 и днищами 21. Отборники пара установлены непосредственно на крьппках и днищах, а отборники жидкости — на расстоянии

0,05-0,1 высоты сепаратора от днища и крышки, которое выбирается из условия наименьшего количества остающейся в сепараторе жидкости.

Отборники жидкости и пара имеют одинаковую конструкцию и состоят из металлических крьппек 22, между которыми устанков.tlt.но кольцо 23 и изготовв ТО 6 и 7 и дросселирования поступает в ТО 8 нагрузки и далее в линию обратного потока. Попарное соединение КПО пара и жидкости в сепараторах позволяет при любой ориентации установки в пространстве отводить из сепаратора пар и жидкость благодаря тому, что КПО пара не смачиваются жидкостью и не пропускают ее, а КПО жидкости смачиваются жидкостью и не пропускают пар. 3 ил. ленное иэ пористого материала кольцо

24. Между кольцами 23 и 24 образуется полость 25, из которой отводится пар или жидкость. Пористая структура соприкасается с паровой или жидкой фазой хладагента по внешней торцовой поверхности кольца 24. Отборники 12 и 13 пара выполнены из пористого фторопласта, который не смачивается жидким хладагентом, а отборники 14 и 15 жидкости — из пористой нержавеющей стали, которая хорошо смачивается хладагентом.

Установка работает следующим образом.

Смесь, из которой состоит хладагент, сжижается в компрессоре 1 и поступает в холодильник 2, где теплота сжатия отводится в окружающую среду. В холодильнике конденсируется часть потока смеси, главным образом компонент с высокой температурой конденсации.

Двухфазный поток иэ холодильника поступает в сепаратор 3, где с помощью капиллярно-пористых отборников

12 и 14 разделяется на пар и жидкость.

Пар по линии 18 направляется в теплообменник 5, где охлаждается и частич-, но конденсируется как обратным потоком, поступающим из низкотемпературных теплообменников, так и жидкостью, отведенной из сепаратора по линии 16 и сдросселированной в дросселе 9.

Прямой двухфазный поток иэ теплообменника 5 направляется в сепаратор

4, разделяется на пар и жидкость, и затем пар прямого потока охлаждается в теплообменнике 6, аналогично тому, как это происходило в теплообменнике 5, После теплообменника 6 прямой поток 19 проходит теплообменник 7 и

1529022 дроссель 11, попадает в теплообменник нагрузки 8, где охлаждает объект, и направляется обратным потоком через теплообменники 7, 6 и 5 на всасывание в компрессор.

Предложенная конструкция сепараторов позволяет работать при любой ориентации установки в пространстве.

Для того, чтобы, например, спаренные отборники жидкости находились какой-либо своей частью в жидкости при любой ориентации и незначительном количестве жидкости, необходимо, чтобы кольца QTGopHHKQB располагались вблизи крышки и днища сепаратора. Оптимальное удаление отборников жидкости от крышки и днища находится в пределах 0,05-0,1 высоты сепаратора. В этом пространстве удается расположить также и отборники пара. При меньшем удалении от крышки или днища возникают затруднения, связанные с монтажем отборников, а при большем возникает опасность полного осушения отборника жидкости при малых количествах жидкости в сепараторе.

Исходя иэ аналогичных соображений, выбираются и диаметры кольцевых отборников — больший диаметр затрудняет сборку с.еларатора, меньший — связан с воэможностью непогружения отборников либо в пар, либо в жидкость при малом их количестве в сепарат оре и при произвольной ориентации сепаратора.

Поры колец 24 отборников 12 и 13 пара не смачиваются жидким хладагентом и не пропускают жидкость, а пары колец отборников 14 и 15 жидкости смачиваются жидкостью, заполняются капельной жидкостью и не пропускают пар. При любой ориентации установки в гравитационном поле часть поверхности хотя бы одного из отборников жидкости оказывается в слое жидкости, а отборников пара — в паровом пространстве, что обеспечивает отвод пара н жидкости из сепараторов.

Формула изобретения

1<риогенная установка, работающая на смесях хладагентов, содержащая компрессор, холодильник, теплообмен70 ник промежуточного охлаждения и нагрузки, дроссельные устройства и цилиндрические сепараторы с крышками и днищами, соединенные с линиями отвода жидкости и пара, о т л и ч а

25 ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения работоспособности при произвольном ориентировании в пространстве, внутри каждого сепаратора дополнительно установлено по два кольцевых

30 капиллярно-пористых отборника жидкости и пара, причем отборники пара установлены непосредственно на крышке и днище, соединены между собой и с линией отвода пара, а отборники жидкости Установлены между отборниками пара, соединены между собой и с линией отвода жидкости.

1529022

71

Составитель И.Тайдаков

Техред Л.СердюковаКорректор T.Малед

Редактор Н. Горват

Заказ 7837/34 Тирвк 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, f01