Установка для криостатирования объекта

 

Изобретение позволяет повысить экономичность установки при длительной эксплуатации. Для этого блок подпитки содержит эжектор 8, патрубок 9 активного потока которого соединен с магистралью 2 прямого потока. Патрубок 10 пассивного потока эжектора соединен с межтрубной полостью аппарата 11 охлаждения, а патрубок 12 смешанного потока - с газовой полостью резервуара 4. Трубные полости аппаратов 16 и 11 очистки и охлаждения соединены с жидкостной и газовой полостями резервуара 4. Межтрубная полость аппарата 16 очистки соединена с обеими полостями аппарата 13 осушки. Межтрубная полость аппарата 11 охлаждения соединена с трубной полостью аппарата 13 осушки и патрубком 10 пассивного потока эжектора 8. Такая конструкция позволяет использовать в качестве рабочего и подпитывающего криогента атмосферный воздух. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " :.",.";,,:.;-,-::::

И A ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4451567/23-06 (гг) 30.06.88 (46) 30.04.90. Бюл. М 16 (72)В.Н.Криштал, О.П. Литовка, В.В.Нелидов, Б.О.Белорусец, J1.Ë.Êàïëàí, В.М.Чесноков, Е.Б.Саурин, В.А.Гарин, В,И,Зотов и Б,А.Немчинов (53) 621.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

754167, кл. F 25 В 11/00, 1978., „.,su„„ m a< (51)5 Р 25 В 11/" 0

2 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КРИОСТАТИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТА (57) Изобретение позволяет повысить экономичность установки при длительной эксплуатации. Лля этого блок подпитки содержит эжектор 8, патрубок

9 активного потока которого соединен с магистралью 2 прямого потока. Патрубок 10 пассивного потока эжектора соединен с межтрубной полостью аппа1560945 рата 11 охлаждения, а патрубок 12 смешанного потока - с газовой полостью резервуара 4. Трубные полости аппаратов 16 и 11 очистки и охлаждения сое5 динены с жидкостной и газовой полостями резервуара 4. Межтрубная полость аппарата 16 очистки соединена с обеими полостями аппарата 13 осушки. МежИзобретение относится к криогенной технике и наиболее эффективно может быть использовано в системах криоста тирования объекта с переменной теп ловой нагрузкой и длительным циклом испытаний.

Цель изобретения - повышение э(о;номичности установки при длительной эксплуатации путем использования в ,качестве рабочего и подпитывающего

1 криоагента атмосферного воздуха.

На чертеже изображена предлагаемая установка.

Установка содержит турбодетандерную ступень 1 с магистралями 2 и 3 прямого и обратного потоков, соответственно,резервуар 4 с рабочим криоагентом, подключенным с помощью трубопроводов 5 и 6 к криостатируемому объекту 7. Блок подпитки содержит эжектор 8, патрубок 9 активного потока которого соединен с магистралью

2 прямого потока, патрубок 10 пассивного потока соединен с межтрубной полостью аппарата 11 охлаждения, а патрубок 1 2 смешанного потока - с газовой полостью резервуара 4. Межтрубная полость аппарата 13 осушки входным патрубком 14 соединена с атмосферой, а выходным патрубком 15с межтрубной полостью аппарата 16 очистки, выходной патрубок 17 которого соединен с трубной полостью аппарата 13 осушки. Резервуар 4 трубопроводом 18 соединен с трубными по" лостями аппарата 11 охлаждения и аппарата 16 очистки, выходы из которых соединены через вентиль 19 с газовой полостью резервуара 4. Для отогрева резервуара 4 предусмотрена магистраль 20 с вентилями 21 и 22., Для слива конденсата из аппарата 13 осушки установлен трубопровод с вентилем 23. Для сброса газообразного продукта из резервуара 4 и аппарата

55 трубная полость аппарата I1 охлаждения соединена с трубной полостью аппара-та 13 осушки и патрубком 10 пассивного потока эжектора 8. Такая конструкция позволяет испольэовать в качестве: рабочего и подпитывающего криоагента атмосферный воздух, 1 ил.

11 охлаждения установлен трубопровод

24 с вентилями 25 и 26. Для заправки резервуара 4 предусмотрена магистраль

27 с вентилем 28. Трубопровод 5 снаб,жен вентилем 29. Магистраль 2 прямого потока соединена с резервуаром 4 через дроссельный вентиль 30. Для сброса углекислоты из аппарата 16 очистки установлен трубопровод с вентилем 31.

Установка работает следующим образом, Резервуар 4 заполняют жидким криоагентом по магистрали 27 через вентиль 28 из транспортного заправщика (не показан), при этом пары криоагента сбрасывают в атмосферу по трубо- проводу 24 через открытый вентиль 25, после чего последний закрывают, Для криостатирования объекта 7 открывают вентиль 29 и по грубопроводу 5 жидкий криоагент подают к объекту 7. Жидкий криоагент, охлаждая объект 7, испаряется и в газообразном виде возвращается в газовую полость резервуара

4, Из резервуара 4 газообразный криоI агент по магистрали 3 обратного потока подают в турбодентандерную ступень 1, с помощью которой осуществляют циркуляционный цикл. В турбодетандерной ступени 1 криоагент сжимают, охлаждают, ожижают за счет расширения части газообразного криоагента и по магистрали 2 прямого потока через дроссельный вентиль 30 возвращают в резервуар 4. Для компенсации потерь криоагента, возникающих в турбодетандера х и комп рес сора х турбодета ндерной ступени 1, в газовую полость резервуара 4 добавляют газообразный атмосферный воздух, предварительно осушенный от влаги, очищенный от углекислоты и переохлажденный, Для этого через патрубок 9 активного потока из магистрали 2 прямого потока подают

1560945 газ в эжектор 8, который всасывает воздух из атмосферы через патрубки 14 и 15 аппарата 13 осушки, патрубок 17 аппарата 16 очистки, трубную полость аппарата 13 осушки, межтрубную полость аппарата 11 охлаждения и трубопровод с патрубками 10, а затем чеоез патрубок 12 смешанного потока эжектора 8 подает воздух в газовую полость резервуара 4. Первоначальную заправку резервуара 4 производят жидким воздухом или жидким азотом. В процессе работы подпитку производят атмосферным воздухом и смешанный в резервуаре 4 поток поступающего воздуха с парами криоагента из объекта 7 крио" статирования направляют по магистрали

3 обратного потока в турбодетандерную: ступень 1 для осуществления циркуляционного цикла.

В зависимости от тепловой нагрузки от криостатируемого объекта 7 на его охлаждение подают соответственное количество криоагента. При работе в режиме малых нагрузок от криостатируемого объекта 7 установка накапливает жидкий воздух в резервуаре 4, а при работе с большими нагрузками увеличенный расход криоагента обеспечивается за счет накопления жидкости в резервуаре 4.

Отогрев аппарата 13 осушки (в нерабочем режиме) производят греющим газом, поступающим из компрессора тур- З5 бодетандерной ступени 1 по магистрали

20 через вентиль 22 в патрубок 15 с выходом в атмосферу через патрубок

14 и сливом конденсата по трубопроводу с вентилем 23.

Отогрев аппарата 16 очистки и аппарата 11 охлаждения производят греющим газом, поступающим из компрессора турбодетандерной ступени 1 по магист» рали 20 через вентиль 2ll со сбросом 45 в атмосферу через .вентиль 31.

Для удобства эксплуатации на уста" новке могут быть установлены два попеременно. работающих аппарата 13 осушки и аппарата 16 очистки.

Установка позволяет повысить экономичность в широком диапазоне изменения нагрузки и длительности испытаний криостатируемого объекта 7 за счет исключения установки по производству жидкого криоагента, устанавливаемой при объекте 7 криостатирования. Использование эжектора Q anпаратов очистки, осушки и охлаждения воздуха при небольших капитальных затратах обеспечивают длительный режим криостатирования объекта. При этом, если нагрузка криостатируемого объекта мала, то, всасывая атмосферный воздух для подпитки, производят его ожижение и последующее наполнение резервуара жидким воздухом. фор мула и.зобр ет е ни я

Установка для криостатирования объекта, содержащая турбодетандерную ступень с магистралями прямого и обратного потоков, резервуар с рабочим криоагентом, имеющий жидкостную и газовую полости, и блок подпитки криоагентом, сообщенный с резервуаром, причем жидкостная полость резервуара подключена к криостатируемому объекту, а газовая полость к магистралям прямого и обратного потоков, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при длительной эксплуатации путем использования в качестве рабочего и подпиточного криоагента атмосферного воздуха, блок подпитки содержит эжектор с патрубками активного, пассивного и смешанного потоков и аппараты осушки, очистки и охлаждения воздуха, каждый из которых имеет трубную и межтрубную полости, при этом патрубки активного и смешанного потоков соединены соответственно с магистралью прямого потока и газовой полостью резервуара, труб" ные полости аппаратов очистки и охлаждения соединены с жидкостной и газовой полостями резервуара, межтрубная полость аппарата очистки сое-, динена с обеими полостями аппарата осушки, а межтрубная полость аппарата охлаждения — с трубной полостью аппарата осушки и патрубком пассивного потока эжектора.