Микрохолодильник

 

) Авторы изобретения!

В.С. Бивнко, Ю.И. Иатяш и Г.К. Ивахнюк

I (71) Заявитель (54) ИИКРОХОЛОДИЛЬНИК

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к дроссельным микрохолодильникам, и может найти применение в дроссельных криогенных установках.

Известны дроссельные микрохолодильники, используемые в микрокриогенной технике, содержащие корпус с полым сердечником, на который навита оребренная трубка, выполняющая роль змеевикового теплообменника, холодный конец которого имеет дроссельный орган (15.

Недостатком этих микрохолодильников, ограничивающих их применение в технике, является существенное от15 рицательное влияние на их работоспособность и ресурс различных приме=, сей, присутствующих в рабочем, газе, например, влаги, двуокиси углерода, 26 кристаллизующихся в холодной зоне.

Ввиду небольших размеров диаметров трубок микрохолодильииков, каналов дроссельных устройств и межтрубного пространства обратного потока даже весьма малые количества примесей, имеющиеЧя в газах высокой чистоты (например, газообразном азоте .особой чистоты по ГОСТ 9293-74), вымораживаясь в каналах холодных эон или непосредственно в дросселе, приводят к забивке каналов или дросселя. . Известны микрохолодильники, в которых укаэанный недостаток частично устранен путем установки перед дросселем фильтрующих элементов. Такой известный микрохолодильник содержит змеевиковый теплообменник с каналами прямого и обратного потоков и фильтр для очистки хладагента. Фильтр из" вестного микрохолодильника выполнен в виде трубки, частично введенной в полость сердечника, на котЬрый навит теплообменник, и имеющей на боковой поверхности фильтруюв1ие отверстия (25.

Недостатками такого микрохолодильника являются низкая работоспособ3 82814 ность, надежность и ресурс, обусловленные забивкой каналов прямого и обратного потока легкок15исталлизующимися примесями, например влагой в процессе эксплуатации микрохолодильника. Примеси, двигаясь в потоке рабочего газа по каналам прямого потока охлаждаются и, достигнув определенных температурных зон, приходят в кристаллическое состояыие, оседают 10 на поверхностях микрохолодильника, что вначале приводит к изменению гидравлических характеристик и расхода, а в дальнейшем - к потере работоспособности на требуемом температурном уровне, Кроме того, недостатки такого устройства обусловлены забивкой фильтра кристаллами примесей.

Кристаллы, находящиеся в газовом потоке, имея различные размеры, либо задерживаются на поверхности фильтра, либо в порах фильтра, либо, проходя через фильтр, оседают у дросселя, все это приводит к потере работоспособности из-за высокого гидравлического сопротивления.

Целью изобретения является повышение ресурса и эксплуатационной надежности микрохолодильника.

Поставленная цель достигается тем, что фильтр выполнен в виде нитей из активированного угля, размещенных в каналах теплообменника.

Установка адсорбента в каналах микрохолодильника и наличие градиента температур по его длине обеспечивают глубокую очистку хладагента при оптимальных условиях адсорбции и тем

45 самым повышают работоспособность и эксплуатационную надежность микрохолодильника в 2-3 раза.

На чертеже изображен микрохолодильник, общий вид.

Иикрохолодильник содержит эмеевиковый теплообменник .1 с каналами 2 и 3 прямого и обратного потоков соответственно и фильтр для очистки хладагента, выполненный в виде нитей

4 из активированного угля, размещенных в каналах 2 и 3 теплообменника.

Теплообменник 1 соединен с трубкой коллектора.5, в стейке которой выполнено дроссельное отверстие 6.

Иикрохолодильник работает следующим образом.

Рабочий газ, содержащий примеси, например влагу и двуокись углерода, в результате дросселирования охлаждается и, двигаясь по каналу 3 обратного потока, омывает и охлаждает расположенную в нем нить 4, при этом происходит адсорбция примесей из газового потока. За счет теплопередачи, существующей между прямым и об- ратными потоками рабочего газа, происходит охлаждение потока, движущего4 4 ся к дроссельному отверстию, а вместе с ним охлаждается нить 4-, расположенная в каналах змеевикового теплообменника 1, при этом также происходит адсорбция примесей из газового потока. С понижением температуры адсорбента его адсорбционная емкость по примесям увеличивается и становится максимальной при выходе микрохолодильника на рабочий температурный режим.

Во время адсорбционной очистки парциальное давление примесей в рабочем газе прямого потока снижается и становится значительно ниже давления их насыщения, что исключает образование кристаллов примесей, обеспечивая надежную работу микрохолодильника. После того, как весь адсорбционный объем будет заполнен адсорбированными примесями, микрохолодильник может устойчиво работать в течение длительного времени, обеспечивая чистоту рабочего газа, поступающего в дроссель за счет улавливания . образовавшихся кристаллов адсорбентом, который работает в это время как обычный механический фильтр.

Адсорбция примесей в межтрубном пространстве обусловлена снижением растворимости примеси в момент падения давления рабочего газа эа дросселем и переходом ее в перенасыщенное состояние. Находясь в состоянии насыщения, примесь движется с рабочим газом по межтрубному пространству и адсорбируется адсорбентом, размещенным внутри этого пространства.

Формула изобретения

Микрохолодильник, содержащий змеевиковый теплообменник с каналами прямого и обратного потоков и фильтр для очистки хладагента, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения ресурса и эксплуатационной надежности, фильтр выполнен в

9281М виде нитей из активированного угля, размещенных в каналах теплообменника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

6.

1. Грезин А.К., Зиновьев 8.С.

Микрокриогенная техника, И., "Машино строение", 1977, с. 58.

2. Авторское свидетельство СССР 561849 кл. F 25 8 9/02, 1974.

Составитель 6. Килимник

Редактор Л. Повхан Техред И. На ь Корректор У. Пономаренко

Заказ 321 /51 Тираж 5 2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,