Газовая холодильная машина

 

Изобретение относится к микрокриогенной технике, а именно к микрокриогенным установкам для термостатирования .элементов радиоэлектронного оборудования. Цель изобретения - повышение универсальности и экономичности за счет обе^гпеиенмя возможности использования любого источника сжатого газа. Цель достигается тем, что в концевом холодильнике 1 с линией теплоносителя 2. дополнительным регенератором 3. пульсационной трубкой 4, основным регенератором 5, конусом 6,входной магистралью 1 конус 6 имеет выходные боковые отверстия 8. образующие эжекторе наружным цилиндрическим кожухом 9, к которому присоединен выходной трубопровод 10. Входная'магистраль 7 подсоединена к цилиндрической емкости 11. расположенной к входной магистрали 1 под углом 90°. Емкость 11 имеет внутри себя вблизи магистрали 1 магнитный клапан, состоящий из ферромагнитной пластины 12 собственно клапана, которая прижата через уплотнительное кольцо 13 к кольцеобразно-, му постоянному магниту 14 его магнитным полем. В кольцеобразном магните 14 имеется торцовая проточка; в которой установлено уплотнительное кольцо 13. К емкости 11 со стороны, противоположной входной магистрали 7, присоединен входной трубопровод, который как и выходной подсоединен к любому источнику сжатого газа, например компрессору 15.1 ил.! --i 5Ё—лАЛЛЛАг^1^Сл)о(Л>&

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 25 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4752182/06 (22). 23.10.89 (46) 23.02.92. Бюл. М 7 (72) А.Д.Савчук, С.В.Козелков, С.С.Карпенко и А. С, Калмыков (53) 621,57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 979804, кл. F 25 В 9/00, 1982..

<541 ГАЗОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к микрокриогенной технике, а именно к микрокриогенным установкам для термостатирования ,элементов радиоэлектронного оборудования. Цель изобретения — повышение универсальности и экономичности эа счет обеспечения возможности использования любого источника сжатого газа. Цель достигается тем, что в концевом холодильнике 1 с линией теплоносителя 2, дополнительным регенератором 3, пульсационной трубкой 4, основным регенератором 5, конусом 6, „„. Ы„„1714305 А1 входной магистралью 7 конус 6 имеет вы- ходные боковые отверстия 8; образующие эжектор с наружным цилиндрическим кожухом 9, к которому присоединен выходной трубопровод 10. Входная магистраль 7 подсоединена к цилиндрической емкости 11, расположенной к входной магистрали 7 под углом 900, Емкость 11 имеет внутри себя вблизи магистрали 7 магнитный клапан, состоящий из ферромагнитной пластины 12 собственно клапана, которая прижата через уплотнительное кольцо 13 к кольцеобраэно-. му постоянному магниту 14 его магнитным полем. В кольцеобразном магните 14 имеется торцовая проточка; в которой установлено уплотнительное кольцо 13. К емкости 11 со стороны, противоположной входной магистрали 7, присоединен входной трубопровод, который как и выходной подсоединен к любому источнику сжатого газа, например компрессору 15. 1 ил.

1714305

Изобретение относится к микрокриогенной, а именно к микрокриогенным.установкам для термостатирования элементов радиоэлектронного оборудования.

Известно охлаждающее устройство, содержащее газораспределитель с магистралями впуска и выпуска газа, объем постоянной величины (пульсационную трубку), на конце которой имеется теплообменник, Недостатком известного устройства является его недостаточная холодопроизводительность, а также использование в ней в качестве впускного и выпускного клапанов газораспределителя вращающихся золотников:, что требует для них собственный привод и систему управления, что значительно усложняет конструкцию и увеличивает ее энергопотребление.

Известна газовая холодильная машина, содержащая поршневой детандер и установленные последовательно по ходу газа .рефрижератор, регенератор и холодильник предварительного охлаждения с подключенным к нему ресивером для накопления сжатого газа, разделенным мембраной на две части, одна из которых, примыкающая к холодильнику, снабжена впускным и выпускным клапанами, а другая служит рабочей полостью компрессора фреоновой холодильной установки с конденсатором, дроссельным органом и испарителем. Причем испаритель встроен в холодильник предварительного охлаждения, а конденсатор помещен в кожух, подсоединенный к трубопроводу отработавших в детандере газов после выпускного клапана. (рубопровод отработавших газов на участке подключения к кожуху выполнен в виде активного сопла эжектора, подсоединенного к атмосфере. Недостатком известной газовой холодильной машины является ее конструктивная сложность и низкая надежность.

Известен разгрузочный клапан для резервуаров, содержащий магнитный цилиндрический элемент с отверстием и уплотнительным выступом, к которому прилегает диск из магнитного материала, при этом клапан имеет ограничитель хода. Недостатком данного устройства является большое сопротивление проходящему газу, что обуславливается малым проходным сечением клапана, а также ограничителем хода, охватывающим при срабатывании пластину клапана. В результате этого клапан трудно использовать в газовых холодильных машинах.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является газовая холодильная машина, содержащая установленные по5

40 следовательно бесклапанный компрессордетандер, кольцевой холодильник (теплообменник), регенератор, пористую перегородку, пульсационную трубку, дополнительный регенератор. кольцевой холодильник с линией теплоносителя.

Недостатками известной газовой холодильной машины являются большие потери энергии пульсации газа в магистралях (трубопроводах), а также невозможность применения в ней в качестве источника сжатого воздуха компрессоров другого типа, например центробежных компрессоров, малопроизводительных термокомпрессоров, а также аккумуляторов сжатого газа, Цель изобретения — повышение универсальности и экономичности за счет использования любрго источника сжатого газа.

Поставленная цель достигается тем, что в газовой холодильной машине, содержащей последовательно установленные концевой холодильник с линией теплоносителя, дополнительный регенератор, пульсационную трубку и регенератор. установлен автономный генератор пульсаций с трубопроводами впуска и выпуска га- за и любой источник сжатого газа (компрессор). Автономный генератор пульсаций газа содержит корпус. переходящий во входную магистраль, и имеющий выходные боковые отверстия, образующие эжектор с наружным цилиндрическим кожухом, к которому присоединен выходной трубопровод, а входная магистраль подсоединена к цилиндрической емкости, расположенной к последней под углом 90 и имеющей внутри себя вблизи входной магистрали магнитный клапан, состоящий из ферромагнитной пластинысобственно клапана, прижатой через уплотнительное кольцо к кольцеобразному магниту. К емкости со стороны, противоположной магнитному клапану. присоединен впускной трубопровод.

На рис. 1 представлена газовая холодильная машина, схема

Газовая холодильная машина содержит последовательно расположенные концевой холодильник 1 с линией теплоносителя 2, дополнительный регенератор 3, пульсационную. трубку 4, основной регенератор 5,. конус 6, входную магистраль 7. Конус 6 имеет выходные боковые отверстия 8, образующие эжектор с наружным цилиндрическим корпусом 9 (кожухом), к которому присоединен выходной трубопровод 10. Входная магистраль 7 подсоединеиа к цилиндрической емкости 11, расположенной к входной магистрали 7 под углом 90, Емкость 11 имеет внутри себя вблизи магистрали 7 магнитный клапан, состоящий иэ ферромагнитной пла1714305 стины 12 собственного клапана, которая прижата через уплотнительное кольцо 13 к кольцеобразному постоянному магниту t4.

Пластина 12 прижимается к магниту 14 его: магнитным полем. В кольцеобразном постоянном магните 14 имеет торцовая канавка, в которой установлено уплотнительнов кольцо 13. К емкости 11 со стороны противоположной входной магистрали 7 и кольцеобразного постоянного магнита 14 присоединен входной трубопровод, который, как и выходной, подсоединен к любому источнику сжатого газа, например к компрессору 15.

Газовая холодильная машина работает следующим образом.

S исходном состоянии вся система заполнена газом, магнитный клапан закрыт. С . начала работы компрессора 15 давление емкости 11 повышается, одновременно газ откачивается из пульсационной трубки 4 и концевого холодильника 1. При определенном перепаде давления газа перед и после ферромагнитной пластины клапана 12, последняя отрывается от уплотнительного 25 клапана 13 и прижимает я давлением газа к торцовой стенке емкости 11 эа входной магистралью 7, при этом сжатый газ из емкости 11 выходит во входную магистраль 7 и далее, расширяясь в конусе 6, поступает, охлаждаясь в основном регенераторе 5, в . пульсационную трубку 4.

Гэз из пульсационной трубки 4 вытесняется новой порцией газа в концевой холодильник 1, предварительно нагреваясь. в дополнительном регенераторе 3, и отдает тепло в линию теплоносителя 2. В момент прохождения очередной порции сжатого газа через конус 6 в отверстиях 8 эжектора создается разрежение, и из кожуха 9 создается незначительный подсос газа. Это необходимо для того, чтобы прекратить в данный

: момент откачку газа компрессором 15 через выходной трубопровод 10 иэ пульсационной трубки 4. После выхода газа из емкости

11 ферромагнитная пластина 12 притягивается силой постоянной магнита 14 к уплотнительному. кольцу 13; и снова происходит повышение давления в емкости 11 путем ее, заполнения газом из компрессора 15.

В то же время компрессором 15 происходит откачка газа из пул ьсационной трубки через отверстия 8, при этом гаэ, выходя иэ пульсационной трубки 4, проходит черезосновной регенератор 5, охлаждая его и нагреваясь. В пульсационную трубку 4 перетекает газ (расширяясь и охлаждаясь) .из концевого холодильника 1, проходя череа дополнительный регенерэтор 3. Йри- повышении давления газа 8 емкости 11, магнитный клапан в очередной раз срабатывает, и весь цикл повторяется. Частота срабатываний автономного генератора пульсаций зависит от производительности компрессора, так как перепад давления на ферромагнитной пластине 12 задается ее массой и мощностью постоянного магнита, а также толщиной уплотнительной прокладки 13.

Применение в газовой холодильной машине автономного генератора пульсаций газа позволяет повысить ее универсальность, так как в качестве источника сжатого газа может быть использован компрессор любого типа. Кроме того, строго определенный перепад давлений, на который рассчитан магнитный клапан, позволяет при колебаниях в производительности источника сжатого газа получать термодинамический цикл с максимальным КПД; на который рассчитана газовая холодильная машина.

Расположение. автономного генератора пульсаций вблизи пульсационной трубки позволяет использовать длинные трубопроводы, а следовательно, размещать газовую холодильную машину на значительном расстоянии от источника сжатого газа, например в блоках радиоэлектронной аппаратуры.

Формула изобретения

Газовая холодильная машина, содержащая последовательно расположенные концевой холодильник с линией теплоносителя, дополнительный регенератор, пульсационную трубку, основной регенератор, входную магистраль и источник сжатого газа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения универсальности и экономичности путем обеспечения использования любого источника сжатого газа, она дополнительно снабжена цилиндрическим кожухом с выходным трубопроводом и цилиндрической емкостью, расположенной под углом QPо.к входной магистрали и соединенной с последней, в цилиндрической емкости дополнительно установлен магнитный клапан, размещенный вблизи входной магистрали и состоящий из ферромагнитной пластины, кольцеобразного постоянного магнита и размещенного между ними уплотнительного кольца, при этом к цилиндрической емкости со стороны, противоположной магнитному клапану, дополнительно присоединен входной трубопровод, соединенный, как и выходной трубопровод, с источником сжатого газа, э пульсационная трубка после основного регенератора сужена и виде конуса к входной магистрали, причем в поверхности конуса выполнены выходные.отверстия, образующие эжектор с цилиндрическим кожухом.