Микрокриогенная холодильная установка

 

О П И С А Н И Е (и) 517761

Owa Советск%в

Социалистические

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.02.75 (21) 2109995/06 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень Ие 22

Дата опубликования описания 13.08,76 (51) М. Кл е Г 25В 25/00

Ги.ударствеиный комитет

Совете Министров СССР оо делом изобретений и открытий (53) УДК 621.574(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. М. Уланов, М. М. Ткачев, Л. Н. Варюхина, Н. Л. Горбенко и Ю. А. Прокопенко (71) Заявитель (54) МИКРОКРИОГЕННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к холодильной технике.

Известны микрокриогенные холодильные установки, содержащие термические генераторы давления, работающие по принципу сорбции газа при помощи химических сорбентов, и охладитель, например, дроссельного типа.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности. В описываемой установке это достигается тем, что в ней термические генераторы давления и охладитель помещены соответственно в термостаты и криостат, подключенные с помощью запорной аппаратуры к баллону с водородом и к емкостям, заполненным химическими сорбентами, например интерметаллическими соединениями редкоземельных металлов.

На чертеже показана схема описываемой микрокриогенной установки.

В термостатах 1 и 2 помещены термические генераторы давления (ТГД) 3, 4, 5, 6, причем

ТГД 3, 4 работают для сжатия азота или азотоуглеводородной смеси, а ТГД 5,6 — для сжатия водорода. Охладитель дроссельного типа, помещенный в криостат 7, через ресиверы 8, 9, 10, 11 подключен к ТГД 3, 4, 5, 6. Охладитель содержит водяной теплообменник 12, предварительные теплообменники 13, 14, дроссельные вентили 15, 16, теплообменник 17 и размещенный в кожухе 18 охлаждаемый объект 19. Термостаты 1, 2 и криостат 7 имеют вентили 20, 21, 22 для сообщения с атмосферой и к ним подключены соответственно емкости 23, 24, 25, заполненные химическими сорбентами, и баллон 26 с водородом. Для переключения ТГД

3, 4, 5, 6 предусмотрены вентили 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, а в линиях связи ТГД с емкостями 23, 24, 25 и баллоном 26 предусмотрены запорные вентили 35, 36, 37, 38, 39. Между

ТГД 3, 4, 5, 6 и ресиверами 8, 9, 10, 11 установлены вентили 40, 41, 42, 43.

Перед началом работы открывают вентили

35, 39 и заполняют термостаты 1, 2 и криостат

7 водородом, вытесняя при этом находящийся в них воздух через вентили 20, 21, 22. После заполнения термостатов 1, 2 и криостата 7 водородом закрывают вентили 39, 35, 20, 21, 22 и открывают вентили 36, 37, 38. Происходит поглощение водорода сорбентами, находящимися в емкостях 23, 24, 25, и в термостатах 1, 2 и криостате 7 образуется вакуум, после чего вентили 36, 37, 38 закрывают. Затем включают ТГД. Во время пускового периода используют ТГД 3, 4 для сжатия азота, для че25 го их попеременно нагревают, при этом десорбируется поглощенный ранее азот.

Давление десорбируемого азота зависит от температуры нагрева ТГД.

Сжатый в ТГД 3 азот через открытый вен30 тиль 40 поступает в ресивер 8, затем через вен517761

Корректор Е. Жаворонкова

Заказ 1780)16 Изд. № 1424 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 тиль 30 †--- в водяной теплообменник 12, где охлаждается до температуры воды, и далее через теплообменник 13 — в дроссельный вентиль 15, где расширяется с понижением температуры и охлаждает теплообменник 17, после чего через теплообменники 13, 12 вентиль

29, ресивер 9 и вентиль 41 возвращается в

ТГД 4, работающий в режиме сорбции азота.

При приближении завершения десорбции азота в ТГД 3 закрывают вентиль 40 и включают водяное охлаждение ТГД 3, практически в это же время закрывают вентиль 41, и газ, после дроссельного охладителя, накапливается в ресивере 9. ТГД 4 переключается в режим десорбции, и при достижении требуемого давления закрывают вентили 30, 29, открывают вентили 28, 27, 41, 40, и сжатый азот во второй половине цикла поступает из ТГД 4 в дроссельный охладитель, а ТГД 3 начинает работать в режиме сорбции, и цикл повторяется.

При достижении температуры порядка 90—

100 К азотным контуром включаются в работу ТГД 5, 6, которые работают на адсорбенте для сжатия водорода. Принцип и порядок их работы аналогичен работе ТГД 3, 4.

В результате работы ТГД 5, 6 водородного контура температура охлаждаемого объекта

19 может быть доведена до 22 — 25 К, причем

ТГД 3 работает одновременно с ТГД 5, а

ТГД 4 — одновременно с ТГД 6 во второй половине цикла.

Формула изобретения

Микрокриогенная холодильная установка, содержащая термические генераторы давления, работающие по принципу сорбции газа при помощи химических сорбентов, и охлади15 тель, например дроссельного типа, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, термические генераторы давления и охладитель помещены соответственно в термостаты и в криостат, подключенные с помощью запорной аппаратуры к баллону с водородом и к емкостям, заполненным химическими сорбентами, например, интерметаллическими соединениями редкоземельных металлов.