Циркуляционная система криостатирования

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и> 1

К -АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.. саид-ву.— (22) Заявлено 20.05.80 (21) 2981085/28-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет = (51) М. Кл.

F 25 В 9/02

Государстеелиый комитет

СССР (53) УДК 621.57 .012 (088.8) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.04.82 по делам иэооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

С. П. Гурин и В. А..Ларионоиский Г""" !

1 (71) Заявитель (54) ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ CHCTENA КРИОСТАТИРОВАНИЯ

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для криостатирования сверхпроводящих устройств, при температурах ниже 4,2 К.

Известна циркуляционная система криостатирования, содержащая регенеративную ступень охлаждения, эжекторы с сепараторами верхнего и нижнего каскадов, теплообменник, установленный на линиях прямого и обратного потоков, сборник жидкости и крностатируемый объект (1).

Недостатком известной системы является невозможность распределения газовой нагрузки между эжекторами верхнего и нижнего каскадов для регулирования охлаждения криостатируемого объекта на различных температурных уровнях.

Цель изобретения — обеспечение оптимальной работы системы при охлаждении криостатируемого объекта на различных температурных уровнях.

Поставленная цель достигается тем, что сборник жидкости и сепаратор нижнего каскада снабжены последовательно соединенными и подключенными через регулирующий вентиль к сепаратору верхнего каскада переохладителями, причем переохладитель, размещенный в сборнике жидкости, подключен на входе дополнительно к сепаратору верхнего каскада, а на выходе через дроссельный вентиль к сепаратору нижнего каскада.

На чертеже показана схема циркуляционной системы криостатирования.

Циркуляционная система криостатирования содержит регенеративную ступень 1 охлаждения, эжектор 2 и сепаратор 3 верхнего каскада, эжектор 4 и сепаратор 5 нижнего каскада, теплообменник 6, установленный на линиях прямого и обратного потоков, сборник 7 жидкости и криостатируемый объект 8. Сборник 7 жидкости и сепаратор 5 нижнего каскада снабжены переохладителями 9 и 10, которые последовательно соединены между собой и подключены через регулирующий вентиль 11 к сепаратору 3 верхнего каскада, причем переохладктель 9 подключен на входе дополнительно через теплообменник 6 к сепаратору 3, на выходе через дроссельный вентиль 12 — к сепаратору 5. Система снабжена также дроссель918717 ным вентилем 13 и регулирующими вентилями — 14 и 15.

Система работает следующим образом.

Газообразный хладагент, например гелий охлажденный в регенеративной ступени 1 охлаждения ниже инверсионной температуры, разделяется на два потока, один из которых направляется в эжектор 4, где расширяется до давления 0,08 — 0,2 бар и поступает в сепаратор 5 нижнего каскада. В сепараторе 5 газообразный гелий отсасывается эжектором 2 верхнего каскада, поддерживающим необходимое давление, а жидкий гелий дросселируется в сборник 7 жидкости, в котором за счет работы эжектора

4 нижнего каскада поддерживается давление

0,013 — 0,02 бар, соответствующее температуре 1,7 — 1,85 К.

Другой поток направляют в эжектор 2 верхнего каскада, где расширяясь до давления 1,0 — 1,5 бар, подсасывает поток из сепаратора 5 нижнего каскада и поступает в сепаратор 3 верхнего каскада. В сепараторе 3 газообразный гелий, отделившись от жидкости, уходит в регенеративную ступень

1 охлаждения, а жидкий гелий перед теплообменником 6 разделяют на два потока регулирующим вентилем 11, один из которых направляют в переохладитель 10, а другой — в теплообменник 6. Перед сборником

7 жидкости оба потока смешиваются. Смещенный поток подается в переохладитель 9, где переохлаждается до температуры 1,8—

2,0 К, оставаясь при давлении 1,0 — 1,5 бар.

После переохладителя 9 жидкость подается в криостатируемый объект 8, где снимая тепловую нагрузку, нагревается, а затем дросселируется в сепаратор 5 нижнего каскада.

Изобретение позволяет распределять тепловую нагрузку между верхним и нижним каскадами, а следовательно, газовую нагрузку на эжекторы. При получении наиболее низкой температуры криостатирования большая часть циркуляционного потока направляется через переохладитель нижнего каскада, тем самым увеличивая нагрузку на эжектор верхнего каскада. При повышении температуры криостатирования большая часть потока проходит через теплообменник, и тепловая нагрузка снимается в переох е ладителе сборника жидкости, а следовательно, нижним эжектором.

Формула изобретения и Циркуляционная система криостатирования, содержащая регенеративную ступень охлаждения, эжекторы с сепараторами верхнего и нижнего каскадов, теплообменник, установленный на линиях прямого и обратного потоков, сборник жидкости,и криостатируемый объект, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения оптимальной работы системы при охлаждении криостатируемого объекта на различных температурных уровнях, сборник жидкости и сепаратор нижнего каскада снабжены последовательно соединенными и подключенными через регулирующий вентиль к сепаратору верхнего каскада переохладителями, причем переохладитель, размещенный в сборнике жидкости, подключен на входе дополнительно к сепаратору верхнего каскада, а на выходе через дроссельный вентиль к сепаратору нижнего каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1501101, кл. 17 а, 5, опублик. 1974.

: 918717

Составитель Е. Семенова

Редактор Т. Киселева 1 expel A. Бойкас Корректор В. Синицкая

Закаа 2! 10/20 Тираж 542 Поднисное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4