Способ быстрого охлаждения жидкого вещества и устройство для его осуществления

 

Способ быстрого охлаждения жидкого вещества и устройство для его осуществления относятся к самоохлаждающимся изнутри контейнерам для прохладительных напитков, пива и т.п. Способ заключается в том, что перед дросселированием криогенный газ фильтруют, а после дросселирования ему сообщают направление в виде цилиндрической спирали в межстенном пространстве теплообменного блока. При этом дросселирование производят дискретно. Устройство для реализации способа содержит корпус со спиральными гофрами, отражатель, установленный на дне корпуса. В корпусе установлен баллон с торообразным дном, в центральной части которого находится дроссельный клапан, над которым установлен фильтр. Приводное устройство содержит крышку-держатель и поворотно-нажимной элемент, который осуществляет перемещение баллона в корпусе, открывая или закрывая дроссельный клапан. Способ и устройство обеспечивают охлаждение жидкого вещества в заданных интервалах температур, уменьшение гидродинамических потерь и дискретность дросселирования криогенного газа, высокую эффективность охлаждения, удобство и безопасность в эксплуатации при одновременном упрощении конструкции и возможности многоразового ее использования, а при необходимости использовать устройство в применяемой таре, не изменяя ее конструкции или изменяя ее незначительно. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится в основном к способам и устройствам для охлаждения жидкого вещества, в частности к самоохлаждающимся изнутри контейнерам для прохладительных напитков и пива. Изобретение может быть использовано и для охлаждения других веществ жидкой консистенции.

Способы и устройства для охлаждения жидких веществ в самоохлаждающихся изнутри контейнерах до сих пор не имели широкомасштабного коммерческого успеха либо из-за сложности конструкции известных устройств, либо из-за их небезопасности для потребителей и для окружающей среды, либо из-за изменения качества охлаждаемого вещества и, наконец, либо из-за высвобождения холодильного агента в момент открытия контейнера и попадания его в лицо потребителю.

Известен патент США 3852975, МПК F 25 D 3/10, в котором предложен контейнер для охлаждения жидкости с экраном, предназначенным для защиты потребителя от выбрасываемой вверх распыленной жидкости. Однако эффективность охлаждения жидкости в данном устройстве невелика.

Известен самоохлаждающийся контейнер для жидкостей, узел выпуска холодильного агента для такого контейнера и контейнер для жидкостей (см. патент России 2110023, МПК F 25 D 3/10, F 17 С 13/00, F 25 В 21/00).

Охлаждение жидкости в контейнере по этому патенту производят за счет размещения в самоохлаждающемся контейнере капсулы и узла выпуска холодильного агента в нижней части контейнера для жидкости. При этом перемещение пробиваемого элемента влечет за собой выпуск всего количества испаряющегося холодильного агента.

Несмотря на то что охлаждение жидкости по данному патенту безопасно для потребителя, тем не менее следует отметить его недостаточную эффективность, так как охлаждение жидкости происходит только в нижней части контейнера для жидкости и, следовательно, жидкость, находящаяся в средней и верхней частях контейнера, охлаждается недостаточно и неравномерно по высоте контейнера.

Кроме того, узел выпуска холодильного агента не обеспечивает дискретного дросселирования холодильного агента, что влечет за собой невозможность регулирования степени охлаждения жидкости, а также невозможность прервать процесс охлаждения после употребления части охлажденной жидкости.

Наиболее близким к заявляемому решению является устройство для быстрого охлаждения жидкого вещества переменной консистенции (см. заявку РСТ 94/25809, МПК F 25 D 3/10).

В данном устройстве реализуется способ охлаждения жидкого вещества, включающий дросселирование холодильного агента и прямоточное его распространение в межстенном пространстве теплообменного блока.

В гильзоприемник устройства вмонтирован с боковым зазором подвижный сосуд с криогенным газом, диффузионная головка которого обращена к днищу контейнера. При осуществлении процесса охлаждения криогенный газ высвобождается под воздействием надавливания потребителем на днище подвижного элемента, частично расположенного в отверстии, выполненном на торцевой стенке гильзоприемника, и распространяется в пространство между гильзоприемником и подвижным сосудом.

Данное устройство, в котором реализуется способ охлаждения жидкого вещества изнутри, небезопасно для потребителя, так как высвобождение криогенного газа происходит одновременно с открытием контейнера и испаряемый криогенный газ может попасть на руки или в лицо потребителю.

В указанном устройстве жидкое вещество, находящееся в контейнере, охлаждается более эффективно по сравнению с решением по патенту России 2110023, поскольку баллон с криогенным газом размещен в контейнере по всей его высоте. Однако недостаточно развитая поверхность теплопередачи не позволяет достичь максимально возможных показателей по эффективности охлаждения. Конструкция устройства не позволяет регулировать степень охлаждения жидкого вещества и прерывать процесс охлаждения после употребления части жидкого вещества.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа быстрого охлаждения жидкого вещества и устройства для его осуществления с такими параметрами и в таком конструктивном исполнении теплообменного блока, чтобы обеспечить охлаждение жидкого вещества в заданных интервалах температур, уменьшение гидравлических потерь после дросселирования жидкого криогенного газа, дискретность дросселирования криогенного газа, а также повысить эффективность охлаждения жидкого вещества, удобство и безопасность в эксплуатации при одновременном упрощении конструкции и возможности многоразового ее использования, а при необходимости использовать устройство в применяемой таре, не изменяя ее конструкции или изменяя незначительно.

Указанная задача решается тем, что в способе быстрого охлаждения жидкого вещества путем погружения в контейнер с жидким веществом теплообменного блока с криогенным газом, заключающемся в дросселировании криогенного газа в межстенное пространство теплообменного блока, согласно изобретению, перед дросселированием криогенный газ фильтруют, а после дросселирования криогенному газу сообщают направление в виде цилиндрической спирали в межстенном пространстве теплообменного блока, при этом дросселирование производят дискретно в зависимости от требуемой степени охлаждения вещества.

Фильтрация криогенного газа позволяет улучшить условия дросселирования за счет устранения в криогенном газе посторонних частиц, воды и т.п.

Сообщение криогенному газу направления в виде цилиндрической спирали в межстенном пространстве теплообменного блока позволяет повысить эффективность охлаждения за счет более развитой поверхности теплообмена, увеличения пути прохождения газа и времени контакта его с охлаждаемым жидким веществом.

Дискретное дросселирование позволяет охлаждать жидкое вещество до требуемой температуры, а также прерывать, по желанию потребителя, процесс его охлаждения вплоть до полной остановки процесса на неопределенное время.

По одному из вариантов выполнения способа величина угла наклона цилиндрической спирали, по которой движется криогенный газ, находится в пределах от 5 до 45^o.

Такое выполнение способа позволяет максимально увеличить время и путь движения криогенного газа в межстенном пространстве теплообменного блока и, следовательно, повысить эффективность охлаждения.

Указанная задача решается также тем, что в устройстве для быстрого охлаждения жидкого вещества, содержащем теплообменный блок, состоящий из цилиндрического корпуса, в который вставлен с возможностью продольного перемещения внутри корпуса цилиндрический баллон с криогенным газом, установленного в верхней части теплообменного блока приводного устройства для ввода его в действие и размещенного в нижней части баллона клапана для выпуска криогенного газа в пространство между стенками корпуса и баллона, согласно изобретению, на цилиндрической части корпуса выполнены спиральные гофры, на дне корпуса установлен отражатель криогенного газа, дно баллона выполнено в виде тора, разрезанного по горизонтальной оси, выпуклой поверхностью обращенной к отражателю, при этом в центральной части тора установлен дроссельный клапан с толкателем, закрепленным в отражателе, а над указанным клапаном в баллоне установлен фильтр, приводное устройство для ввода теплообменного блока в действие содержит крышку-держатель, в которую завальцован корпус, поворотно-нажимной элемент, связанный с крышкой-держателем посредством втулки, внешний диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса, причем в центральной части указанного элемента соосно отверстию в верхнем торце баллона, в котором установлен заправочно-предохранительный клапан, выполнен патрубок со щелями.

Выполнение на цилиндрической части корпуса спиральных гофр позволяет увеличить поверхность теплообмена между охлаждаемым жидким веществом и криогенным газом, увеличить путь и время движения газа в межстенном пространстве, что влечет за собой повышение эффективности охлаждения. Кроме того, гофрированная поверхность цилиндрической части корпуса улучшает его прочностные характеристики.

Установка на дне корпуса отражателя криогенного газа позволяет снизить гидравлические потери после дросселирования.

Выполнение баллона в виде тора, разрезанного по горизонтальной оси, выпуклой поверхностью обращенной к отражателю, и размещение в центральной части тора дроссельного клапана с толкателем, закрепленным в отражателе, а также установка над указанным клапаном в баллоне фильтра позволяют улучшить условия дросселирования, а также упростить конструкцию теплообменного блока.

Выполнение приводного устройства для ввода теплообменного блока в действие таким образом, что оно содержит крышку-держатель, в которую завальцован корпус, поворотно-нажимной элемент, связанный с крышкой-держателем посредством втулки, внешний диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса, причем в центральной части указанного элемента соосно отверстию в верхнем торце баллона, в котором установлен заправочно-предохранительный клапан, выполнен патрубок со щелями, позволяет наиболее простым образом осуществлять охлаждение, при этом конструкция позволяет в любой момент перекрыть истекание криогенного газа и прервать охлаждение, доводя охлаждение жидкого вещества до нужной температуры, а также обеспечить безопасность для потребителя и извлечение отработанного баллона из корпуса для его замены.

По одному из вариантов выполнения устройства целесообразно, чтобы угол наклона спиральных гофр составлял от 5 до 45^o.

Такой диапазон наклона угла спиральных гофр определяется принятым криогенным газом и заданной холодопроизводительностью.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно, чтобы ширина спиральных гофр имела бы большую величину в верхней части корпуса.

Такое выполнение устройства обеспечивает улучшение аэродинамических характеристик теплообмена.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно спиральные гофры выполнять многозаходными.

Такое выполнение устройства позволяет уменьшить скорость движения газа, что более эффективно при большей потребной холодопроизводительности.

Целесообразно выполнять спиральные гофры методом накатки или методом выдавливания.

Эти методы подходят для выполнения гофр на тонкостенных деталях как наиболее технологичные.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно выполнять отражатель с радиально закручивающимися каналами по форме, аналогичной лопаткам турбины, а поверхность отражателя, примыкающую ко дну корпуса, выполнять той же формы, что и дно.

Такое выполнение отражателя позволяет поворачивать поток криогенного газа после дросселирования на 180^o и одновременно закручивать его, направляя в спиральные гофры, что позволяет еще более снизить гидродинамические потери и повысить эффективность охлаждения. Нижняя поверхность отражателя, совпадающая по форме с дном корпуса, позволяет улучшить прочностные характеристики устройства, а также упростить изготовление и сборку устройства.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно отражатель выполнять из пластмассы или иного композиционного материала.

Такое выполнение отражателя упрощает его изготовление, поскольку эти материалы легко принимают необходимую форму.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно фильтр выполнять плоским из пористого материала, например керамики.

Такой фильтр успешно задерживает посторонние примеси и, кроме того, прост в изготовлении и в установке его в баллоне.

Еще по одному из вариантов выполнения устройства целесообразно выполнять баллон таким образом, чтобы он в верхней части имел диаметр, больший, чем диаметр остальной его цилиндрической части.

Такое его выполнение предотвращает установку баллона потребителем в корпус неправильным образом.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно поворотно-нажимной элемент соединять с крышкой-держателем резьбовым соединением.

Такое соединение наиболее надежно, просто и технологично.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно на поворотно-нажимном элементе устанавливать откидной рычаг с пробкой.

Такое выполнение устройства позволяет облегчить вращение поворотно-нажимного элемента, так как пробка, закрепленная на рычаге, выполняет функцию ручки, кроме того, пробка в транспортном положении закрывает патрубок выпуска газа и предотвращает попадание в него воды и инородных предметов.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно между поворотно-нажимным элементом, боковой стенкой корпуса и верхним торцом баллона выполнять кольцевидную камеру.

Эта камера служит для снижения аэродинамического шума газа, истекающего из межстенного пространства теплообменного блока.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно центральную часть тора выполнять в виде конуса с величиной угла в пределах 15-90^o.

Такое выполнение устройства позволяет без перекосов отцентровать толкатель с одновременным улучшением условий дросселирования.

Поворотно-нажимной элемент с наружного торца целесообразно выполнять с плоской поверхностью и с секторным вырезом в ней.

Такое выполнение устройства позволяет использовать его для охлаждения жидких веществ в широко применяемых металлических банках без изменения их конструкций, за исключением изменения месторасположения просечного отверстия для жидких веществ. В этом случае крышкой банки является крышка-держатель приводного устройства.

Еще по одному варианту выполнения устройства на внешней поверхности контейнера с охлаждаемым жидким веществом установлен термодатчик в виде, например, термочувствительной пленки, термочувствительной краски и т.п.

Такое выполнение устройства позволяет потребителю визуально определять температуру охлаждаемого жидкого вещества и в зависимости от требуемой температуры продолжать или прекращать охлаждение.

Еще по одному варианту выполнения устройства целесообразно, когда устройство находится в нерабочем положении, закрывать верхнюю его часть термоусадочной пленкой или другим подобным материалом.

Такое выполнение устройства предотвращает загрязнение как торцевой поверхности теплообменного блока, так и в случае использования устройства в стандартной таре с просечным отверстием и, следовательно, позволяет повысить гигиеничность контейнера с охлаждаемым жидким веществом при хранении и транспортировке от изготовителя к потребителю.

Указанные выше и другие преимущества, а также особенности настоящего изобретения будут более понятными после рассмотрения приведенного ниже подробного описания, сопровождаемого чертежами, на которых: фиг. 1 изображает устройство для быстрого охлаждения жидкого вещества (продольный разрез), согласно изобретению; фиг.2 - то же, что на фиг.1 (вид сверху); фиг.3 - то же, что на фиг.1 - отражатель (вид сверху); фиг.4 - сечение I-I по фиг.3; фиг. 5 - то же, что на фиг.1, размещенное в открытой емкости с охлаждаемым жидким веществом; фиг.6 - то же, что на фиг.1, размещенное в пакетной таре; фиг.7 - то же, что на фиг.1, размещенное в контейнере (банке) с охлаждаемым жидким веществом.

Устройство для быстрого охлаждения жидкого вещества содержит теплообменный блок 1 - по стрелке (фиг.1), состоящий из цилиндрического корпуса 2, в который вставлен с возможностью продольного перемещения внутри корпуса 2 цилиндрический баллон 3 с криогенным газом ( не показан), установленного в верхней части теплообменного блока 1 приводного устройства 4 - по стрелке для ввода блока 1 в действие и размещенного в нижней части баллона 3 дроссельного клапана 5 для выпуска криогенного газа в пространство 6 между стенкой 7 корпуса 2 и стенкой 8 баллона 3. В качестве криогенного газа предпочтительно использовать углекислый газ как наиболее распространенный, дешевый и безвредный для человека и окружающей среды. Однако он может быть заменен на другие газы со сходными характеристиками по холодопроизводительности и безвредности. Баллон 3 изготавливается из высокопрочного материала, предпочтительно металла с соответствующей толщиной стенок, выдерживающего необходимое давление используемого криогенного газа. Размеры баллона 3 определяются потребной холодопроизводительностью, исчисляемой от принятой максимальной температуры охлаждения определенного объема охлаждаемого жидкого вещества. Верхний торец баллона 3 имеет сферическую форму со срезанным верхним сегментом. Использованный баллон 3 может быть легко извлечен из корпуса 2 и заправлен вновь. Поэтому технология его изготовления должна соответствовать требованиям условий по многократному его обращению. Корпус 2 теплообменного блока 1 изготавливается из металла, предпочтительно алюминия или его сплавов. Толщина металла корпуса 2 определяется конструктивным выполнением устройства и его холодопроизводительностью и может колебаться в значительных пределах от 0,01 до 0,1 мм.

На цилиндрической части корпуса 2 выполнены спиральные гофры 9, на дне 10 корпуса 2 установлен отражатель 11 криогенного газа. Дно 12 баллона 3 выполнено в виде тора, разрезанного по горизонтальной оси, выпуклой поверхностью обращенной к отражателю 11. Дроссельный клапан 5 с толкателем 13 установлен в центральной части тора, а толкатель 13 закреплен в отражателе 11. Открытие, закрытие и регулирование клапана 5 осуществляется толкателем 13, образующим при перемещении баллона 3 кольцевое дроссельное отверстие. Сечение отверстия определяется с учетом площади самого толкателя 13. Благодаря конусности центральной части поверхности дна 12 баллона 3 толкатель 13 центруется без перекосов, что улучшает условия дросселирования и позволяет производить замену баллона даже неквалифицированным потребителям.

Над дроссельным клапаном 5 в баллоне 3 установлен плоский фильтр 14, выполненный из пористого материала, например керамики.

Приводное устройство 4 для ввода теплообменного блока 1 в действие содержит крышку-держатель 15, в которую завальцован корпус 2, поворотно-нажимной элемент 16, выполненный в виде единой детали (преимущественно из пластмассы или композиционного материала), связанный с крышкой-держателем 15 посредством втулки 17 с наружной резьбой (не показана), внешний диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса 2, причем в центральной части указанного элемента 16 соосно отверстию 18 в верхнем торце баллона 3, в котором установлен заправочно-предохранительный клапан 19, выполнен патрубок 20 со щелями 21 для выпуска газа. На поворотно-нажимном элементе 16 установлен откидной рычаг 22 (фиг.1, 2) с пробкой 23.

Длина патрубка 20 соответствует беззазорному состоянию положения неактивированного баллона 3 с максимально вывернутым поворотно-нажимным элементом 16. Общая площадь щелей 21, выполненных по периметру стенки патрубка 20, составляет не менее сечения площади спиральных гофр 9. Откидной рычаг 22 с пробкой 23 служат для облегчения вращения поворотно-нажимного элемента 16. Пробка 23 может быть выполнена из пластмассы или другого материала, и в нерабочем положении устройства закрывает патрубок 20 для предотвращения попадания в него воды и инородных предметов. Откидной рычаг 22 может быть выполнен из проволоки и в нерабочем положении укладывается в пазы заподлицо с верхней частью поворотно-нажимного элемента 16. Пробка 23 имеет язычок и фаску (не показано) на крышке для облегчения вскрытия.

Отражатель 11 (фиг.3) выполнен с радиально закручивающимися каналами 24 по форме, аналогичной лопаткам турбины, а поверхность отражателя 11, примыкающая ко дну 10 (фиг.1) корпуса 2, повторяет его форму. В центральной части отражателя 11 (фиг.1, 3) закреплен толкатель 13.

На фиг.4 показан разрез отражателя 11 с профилем каналов. Каналы по длине имеют различные глубину и кривизну.

В случае охлаждения жидкого вещества в открытой емкости 25 (фиг.5) теплообменный блок 1 устанавливается в ней произвольно. Если охлаждение жидкого вещества производится в пакетной таре 26 (фиг.6), то в верхнем ее торце на некотором удалении от крышки 27 тары предусмотрено просечное отверстие, в которое вставляется теплообменный блок 1.

На верхней плоской поверхности поворотно-нажимного элемента 16 выполнен секторный вырез 28 (фиг.7) в случае использования устройства для охлаждения жидкого вещества в широко применяемой металлической банке 29. Теплообменный блок 1 устанавливается по центру банки 29, на внешней поверхности которой установлен термодатчик 30 (на чертеже в виде термочувствительной наклейки), а просечное отверстие с язычком 31 сдвинуто к краю крышки банки 29. Термодатчик 30 устанавливается также на поверхности пакетной тары 26 (фиг.6).

Угол секторного выреза 28 (фиг.7) должен обеспечивать свободный доступ к просечному отверстию с язычком 31.

Для предотвращения попадания загрязнений и влаги верхнюю часть теплообменного блока 1 (фиг.1) (в транспортном положении) и верхнюю крышку банки 29 (фиг. 7) со встроенным в нее теплообменным блоком 1 закрывают термоусадочной пленкой (не показано) или другим подобным материалом.

Верхняя часть корпуса (фиг.1) соединена с крышкой-держателем 15 низким закатным швом. На внутренней поверхности этого шва выдавлен один виток резьбы или несколько многозаходных (не показано), соответствующие наружной резьбе втулки 17. Крышка-держатель 15 многофункциональна. В общем случае она предназначена для ручного удерживания теплообменного блока 1 при повороте откидного рычага 22. Внешние габаритные размеры крышки-держателя 22 (фиг.7), материал и его толщина в случае использования устройства для охлаждения одноразовых контейнеров для жидкого вещества соответствуют обычно применяемой крышке указанных контейнеров. Заправочно-предохранительный клапан 19 (фиг.1) служит как для заправки баллона 3 криогенным газом, так и для аварийного его сбрасывания, например в случае повышения давления выше критического при повышении температуры (при пожаре) или механического воздействия на баллон 3 и т.п.

Работа устройства для быстрого охлаждения жидкого вещества осуществляется следующим образом. Устройство может работать как в режиме непрерывного действия, так и в режиме периодического включения, изменяя температуру охлаждаемого жидкого вещества до нужного значения.

При повороте откидного рычага 22 (фиг.1), в откинутом положении, против часовой стрелки поворотно-нажимной элемент 16 ввинчивается по резьбе в крышку-держатель 15 и надавливает сверху на баллон 3 патрубком 20, перемещая баллон 3 вниз. В результате чего толкателем 13 открывается дроссельный клапан 5. Сжиженный газ дросселируясь, охлаждается, затем на выходе разворачивается вверх и закручивается отражателем 11. Далее газ проходит по спиральным гофрам 9, выполненным на цилиндрической части корпуса 2. После теплообмена с охлаждаемым жидким веществом газ выбрасывается в атмосферу через щели 21 патрубка 20.

При повороте откидного рычага 22 по часовой стрелке баллон 3 поднимается вверх, истечение газа уменьшается вплоть до полного прекращения. При дальнейшем движении поворотно-нажимного элемента 16 он полностью выворачивается из резьбы и баллон 3 может быть извлечен из корпуса 2 для его замены.

Если теплообменный блок 1 используется в широко применяемых металлических банках 29 (фиг.7), то при повороте поворотно-нажимного элемента 16 против часовой стрелки верхняя его часть принудительно перекрывает просечное отверстие для жидкого вещества и запрещает потребителю использовать его во время процесса охлаждения. Питьевое отверстие может быть открыто только после прекращения охлаждения и возвращения поворотно-нажимного элемента 16 в исходное положение. Кроме того, пассивной безопасности служит невозможность случайного срабатывания устройства даже при значительной механической деформации банки 29.

Предложенное устройство не требует изменения конструкции контейнеров, обычно применяемых для прохладительных напитков, что обеспечивает возможность его применения на существующих линиях производства, розлива, системы транспортировки, погрузоразгрузочных работ и складирования. Единственным изменением является увеличение единичного веса на 15-20 процентов.

Очень важным преимуществом данного устройства является то, что процесс охлаждения можно замедлить или остановить на неопределенное время, а затем продолжить вновь, если это необходимо. Кроме того, устройство сохраняет свои свойства неограниченно долгое время и может быть использовано многократно путем замены баллона с криогенным газом.

Благодаря движению газа по спиральным гофрам, т.е. развитой поверхности теплообмена, устройство является высокоэффективным охлаждающим средством.

Все вышеперечисленные конкретные примеры осуществления настоящего изобретения, допускающие различные модификации и дополнения, которые являются очевидными для специалистов в области техники, к которой данное изобретение относится. Т. е. настоящее изобретение ни в коей мере нельзя ограничивать этим описанием предложенного способа и устройства для охлаждения жидкого вещества, и в него могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за пределы объема и существа изобретения, определяемых приводимыми ниже пунктами патентной формулы изобретения.

По мнению заявителя, предложенные способ и устройство отвечают критериям изобретения, являясь новыми, промышленно применимыми и имеющими изобретательский уровень.

Формула изобретения

1. Способ быстрого охлаждения жидкого вещества путем погружения в контейнер с жидким веществом теплообменного блока с криогенным газом, заключающийся в дросселировании криогенного газа в межстенное пространство теплообменного блока, отличающийся тем, что перед дросселированием криогенный газ фильтруют, а после дросселирования криогенному газу сообщают направление в виде цилиндрической спирали в межстенном пространстве теплообменного блока, при этом дросселирование производят дискретно в зависимости от требуемой степени охлаждения жидкого вещества.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величина угла наклона цилиндрической спирали, по которой движется криогенный газ, находится в пределах от 5 до 45°.

3. Устройство для быстрого охлаждения жидкого вещества, содержащее теплообменный блок, состоящий из цилиндрического корпуса, в который вставлен с возможностью продольного перемещения внутри корпуса цилиндрический баллон с криогенным газом, установленного в верхней части теплообменного блока приводного устройства для ввода его в действие и размещенного в нижней части баллона клапана для выпуска криогенного газа в пространство между стенками корпуса и баллона, отличающееся тем, что на цилиндрической части корпуса выполнены спиральные гофры, на дне корпуса установлен отражатель криогенного газа, дно баллона выполнено в виде тора, разрезанного по горизонтальной оси, выпуклой поверхностью обращенной к отражателю, при этом в центральной части тора установлен дроссельный клапан с толкателем, закрепленным в отражателе, а над указанным клапаном в баллоне установлен фильтр, приводное устройство для ввода теплообменного блока в действие содержит крышку-держатель, в которую завальцован корпус, поворотно-нажимной элемент, связанный с крышкой-держателем посредством втулки, внешний диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса, причем в центральной части указанного элемента соосно с отверстием в верхнем торце баллона, в котором установлен заправочно-предохранительный клапан, выполнен патрубок со щелями.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что угол наклона спиральных гофр составляет от 5 до 45°.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что ширина спиральных гофр имеет большую величину в верхней части корпуса.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что спиральные гофры выполнены многозаходными.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что спиральные гофры выполнены методом накатки.

8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что спиральные гофры выполнены методом выдавливания.

9. Устройство по п.3, отличающееся тем, что отражатель выполнен с радиально закручивающимися каналами по форме аналогичной лопаткам турбины, а поверхность отражателя, примыкающая ко дну корпуса, повторяет его форму.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что отражатель выполнен из пластмассы или иного композиционного материала.

11. Устройство по п.3, отличающееся тем, что фильтр выполнен плоским из пористого материала, например керамики.

12. Устройство по п.3, отличающееся тем, что баллон в верхней части имеет диаметр больший, чем диаметр остальной его цилиндрической части.

13. Устройство по п.3, отличающееся тем, что поворотно-нажимной элемент выполнен в виде единой детали и связан с крышкой-держателем резьбовым соединением.

14. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на поворотно-нажимном элементе установлен откидной рычаг с пробкой.

15. Устройство по п.3, отличающееся тем, что между поворотно-нажимным элементом, боковой стенкой корпуса и верхним торцом баллона выполнена кольцевидная камера.

16. Устройство по п.3, отличающееся тем, что центральная часть тора выполнена конусообразной с величиной угла в пределах 15-90°.

17. Устройство по п.3, отличающееся тем, что поворотно-нажимной элемент с наружного торца имеет плоскую поверхность с секторным вырезом.

18. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на внешней поверхности контейнера с охлаждаемым жидким веществом установлен термодатчик в виде, например, термочувствительной пленки, термочувствительной краски.

19. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в нерабочем положении устройства его верхняя часть закрыта термоусадочной пленкой или другим подобным материалом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7