Микрохолодильник

 

З ("ч АЧ

: .:в, P)taA

НОРОО!

ЩТ":...

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Севетсинк

Сециааистичесини

Республик

<>653487

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл (22) Заявлено 0109.76 (21) 2402006/23-06 с присоединением заявки ¹

F 25 В 9/02

Государственный комитет

СССР яо делам изооретений и открытий

t (23) Приоритет—

Опубликовано 250379. Бюллетень № 11 (53) УДК 6 2 1 . 5 7. .012. 4 (088. 8) Дата опубликования описания 250379 (72) Авторы изобретения

Ю.Н.Килимник, В.И.Дрожжин и Е.Л.Аникина

P1) Заявитель (5 4 ) МИКРОХОЛОДИЛЬНИК

Изобретение относится к холодиль- ной технике, преимущественно к системам термостатирования на уровне криогенных температур, а именно к конструкции микрохолодильников.

Известен микрохолодильник, содержащий спиральный теплообменник с дроссельным отверстием на холодном конце, навитый на цилиндрический стакан, выполненный по крайней мере на части длины из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, и шток иэ материала с низким коэффициентом линейного расширения, заканчивающийся регулирующей иглой (1) .

Недостатком известного микрохолодильника является его низкая надежность в работе в установившемся режиме, обусловленная малой шириной кольцевого зазора между стенками цроссельного отверстия и иглой и склонностью к забивке этого зазора механическими частицами и кристаллами вымерэающих примесей (вода, углекислота и т.п.), а также связанный с этим низкий ресурс. Такой микрохолбдильник обладает большой чувствительностью к чистоте рабочего газа.

Целью изобретения является повышение надежности в работе микрохолодильника и его pecypca. указ анн ая цел ь достигается т ем, что микрохолодильник снабжен дополнительным теплообменником, предвключенным основному и между ними выполнено дополнительное регулируемое дроссельное отверстие, перекрываемое иглой штока, который закреплен на холодном конце теплообменника.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого микрохолодильника, разрез.

Иикрохолодильник содержит спиральный теплообменник 1 с дроссельным отверстием 2 на холодном конце, выполненный из одной или нескольких оребренных трубок, навитых на стакан 3, выполненный по крайней мере на части своей длины иэ материала с высоким коэффициентом линейного расширения, например из эбонита, капрона или латуни, и шток 4 из материала с низким коз ффици ент ом лик ейного р асшир ени я, заканчивающийся регулирующей иглой 5.

Иикрохолодильник снабжен дополнительным теплообменником 6, предвключенным основному теплообменнику 1 и между ними выполнено регулируемое

653487

60 дроссельное отверстие 7, перекрываемое иглой 5 штока 4. Шток 4 закреплен на холодном конце теплообменника 1 при помощи винта 8. Дроссельное отверстие 7 выполнено в перегородке 9 стакана 3. При помощи винта 8 шток 4 установлен в такое положение, 5 в котором обеспечивается минимальное перекрытие иглой 5 штока 4 дроссельного отверстия 7 в перегородке 9 при неработающем микрохолодильнике .

Теплообменники 1 и 6 помещены в теплоизолирующий корпус 10, выполненный в виде сосуда Дьюара; Охлаждаеьый объект 11 расположен на торце теплоизолирующего корпуса 10 и имеет с ним хороший тепловой контакт. 15

Микрохолодил ьни к работ ает следую.. щим образом.

При подаче на вход микрохолодильника газа высокого давления, например, из баллона он проходит через трубку gp дополнительного теплообменника б, где частично охлаждается холодными отходящими парами и поступает во внутреннюю пол ост ь ст акана 3, расположенную над перегородкой 9.Затем газ дроссели 25 руется,проходя через дроссельное отверстие 7, частично перекрытое иглой 5, и поступает в основной теплообменник

1, где происходит дальнейшее его охлаж дение отходящими парами. Пройдя теплообменни к 1, газ дросселируется в дроссельном отверстии 2, охлаждает охлаждаемый объект, 11 и поступает в зазор между теплоизолирующим корпусом 10 и стаканом 3, где охлаждает газ, поступающий по трубкам теплооб- менников 1 и б .." - -" --.: =:. --.-.-. 1

В начальный момент небольшое перекрытие дополнительного дроссельного отверстия 7 обеспечивает сравнительно большой расход. газа через ьпткрохолодильник, что в сочетании с .....! .. высокой эффективнбстью спиральнoro теплообменника позволяет произвести быстрое захолаживание охлаждаемого объекта 11 и всей конструкции микрохолодильника. Во время выхода микрохолодильника на установившийся режим с понижением температуры за счет разницы в значениях коэффициента линейного расширения стакана 3 и штока

4 степень перекрытия дополнительного дроссельного отверстия 7 штока 4 увеличивается, при этом расход газа через микрохолодильник уменьшается. После выхода микрохолодильника на установившийся температурный режим расход газа устанавливается минимально необходимым для снятия полезной нагрузки и компенсации теплопритоков и потерь. Таким образом обеспечивается форсированный выход микрохолодильника на рабочий режим и экономичная работа его в установившемся режиме.

В установившемся режиме работы за счет предварительного дросселировани я газ а в дополнительном дроссельном отверстии давление его в теплообменнике 1 меньше, чем у известного устройства; Поэтому для обеспечения одинаковой холодопроизводительности у предлагаемого микрохолодильника размер дроссельного отверстия вдвое больше, чем у известного, благодаря чему снижается возможность его забивки и повышается надежность, микрохолодильника в работе.

Дополнительный теплообменник б, установленный для охлаждения газа, поступающего к дроссельному отверстию, обратным потоком газа, выходящим из основного теплообменника 1, повышает термодинамическую эффективность установки за счет повышения температуры выходящего из микрохолодильника газа, т.е. за счет снижения потерь от недорекуперации.

Пр едл ага етый ми кр охол одил ь ни к сохраняет работоспособность при наличии в рабочем газе механических частиц значительно большего размера и при более высоком значении точки росы рабочего газа.

Таким образом выполнение микрохолодильника по данному изобретению позволяет повысить надежность его в работе и ресурс, снизить требования к чистоте рабочего газа.

Формула изобретения

Ми кр охолодил ьни к, содержащий спирал ьный теплообменник, с дроссельным отверстием на холодном конце, навитый на цилиндрический ст ак ан, выполненный по крайней мере на части дли1 ны из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, и шток из материала с низким коэффициентом линейного расширения, заканчивающийся регулирующей иглой, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью повышения надежности и ресурса, он снабжен дополнит ельным т еплообменником, предвключенным основному и между ними выполнено дополнительное регулируемое дроссельное отверстие, перекрываемое иглой штока, который закреплен на холодном конце теплообменника.

Источники информации, принятые вб внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 4 7-44094, кл. 68 А 24, 1970.

653487

9ssxud

Составитель Ю. Килимник

Текред Э.Чужик Корректор В. Куприянов

Редактор Т,Иванова

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул. Нроектная, 4

Заказ 2190/29 Тираж 606 Подписное

ЦННИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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