Дроссельная система охлаждения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5 В 9/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ 21) 341829 22) 06,04.8 46) 15.09.8 7 Д) Н.Д.Ме .А. Шнейдер,8/23-0 3. Бюп. % 34ркель, Ю. И.ЛандТ.В.Коробко и а,ф.М. Земе) 621.574 (088 2. Авторское 540112, кл, 3. Авторское 759808, кп.4. Авторское 840615, кп. о СССР2, 1975.во СССР2, 1979. о СССР2, 1979. свидетепьст Р 25 В .9/О свидетепьст Г 25 В 9/О свидетельств Р 25 В 9/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 56) 1. Греэин А.К., Зиновьев В,С.Микрокриогенная техника. М., фМашинстроение, 1977, с. 58-59.(54)(57) ДРОССЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ, содержащая баппон с эапасом основного криоагента, подкпючееный к микрохоподипьнику посредством трубопровода, на котором установпены, эапорный клапан и теплообменник, о т - п и ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью сокращения периода пуска и увепичения продопжитепьности рабочего режима, теппообменник выпопнен в виде герметичного теппоиэопированного сосуда с дренажным кпапаном, эапопненного вспомогательным криоагентом с критической температурой выше температуры окружающей среды, преимущественно фреоном, причем трубопровод на участке между теппообменником и микрохоподипьником . снабжен теппоиэопяцией.10 Известна система охлаждения, в которой для сокращения цериода пуска испопь- З 5 зуют теплоту испарения высококипящих криоагентов. Такая система содержит баппон с запасом сжатого основного криоагента, микрохоподипьник с дроссепьным отверстием, размещенный в криостате, заполненном всномогатепьным высококипящим криоагентом, критическая температура которого выше температуры окружа .ющей среды. В начальный момент пуска полость криостата и обратного потока микрохоподильника разгерметизируется с помощью клапана. Давпение паров находящегося в двухфазном состоянии высоко- кипящего криоагента падает до атмосферного и его жидкая фаза принчмает температуру нормального кипения. Дальнейшее ее кипение обеспечивает захолаживание элементов криостата и микро холодипьника до промежуточной температуры. Одновременно через клапан подается основной 55 криоагент из баппона. Бпагодаря предваритепьному эахопаживанию элементов криостата и микрохопоцильника высококипяИзобретение относится к криогеннойтехнике, бопее конкретно к разомкнутымдроссепьным микрокриогенным системам,предназначенным дпя охпажцения приемников инфракрасного изпучения. 5Известна система охисаждения, вкпючающая баллон с запасом сжатого криоагента, микротеплообменник с дроссепьным отверстием, соединитепьный трубопровод 1 1.Недостатком этой системы явпяетсябопьшое время выхода на режим и низкая эффективность расходования криоагента в период режимной работы,15Известны системы, испопьэующиеавтоматические дроссепьные микротепло-,обменники, Бпагодаря бопьшому проходному сечению дросселя у таких микротеппообменииков в период пуска цостигается мапое время выхода на режим. В тоже время поддержание расхода криоагента на уровне, минимапьно необходимомдпя .покрытия тепповой нагрузкив периодрежимной работы обеспечивает высокую 25экономичность системы, т.е. увепичиваетдлительность непрерывной работы 21.Однако в силу малой величины иэсьтермического цроссепь-эффекта испопьзуемого криоагента (азот), такие системыне в попной мере уцовпетворяют требованиям по дпительности периода пуска ипроцопжитепьности рабочего режима,829 2щим криоагентом обеспечивается частичное сокращение времени пуска 13 .Однако поспе занолнения попости криостата и обратного потока микрохолодипьника высококипящим криоагентом послед- . ний через дроссепьное отверстие поступает в канал прямого потока, а поспе подачи основного криоагеита, имеющего существенно бопее низкую температуру кипения, вымерзает в дроссепьном отверотии и на стенках трубок змеевика. Это приводит к забивкам цроссепьного отверстия и сходам микрохоподильника с температурного режима, т,е. снижает нацежность работы системы. Неупетучившиеся пары и капельки жидкости высококипящего криоагента вымерзают также в канапах обратного потока, что обуспавпивает повышение температуры криостатирования вспедствие роста гицродинамических потерь на пинии обратного потока, Наличие в полости криостата высокого (окопо 2,0 МПа) давления высококипящего криоагента привоцит к деформации торца внутреннего папьца криостата и нахоаящегося на ием чувствительного элемента. Это может привести к изменению свойств чувствительного эпемента и к полной его порче, т.е. также снижает надежность .системы, Кроме того, заполнение полости криостата. высококипящим криоагентом практически не привоцит к повышению эффективности режимной работы системы особенно в системах длительного действия, дпя которых расход криоагента на пуск пренебрежимо мап по сравнению с его затратами на режимную работу.Не используются попностью воэможности уменьшения времени пуска эа счет высококипящего криоагента, а также искпк- чена воэможность регламентных проверок системы, т.к. после вкпючения микро. холодипьника в полости криостата не остается высококипящего криоагента и система оказывается непоцготовпенной к штатному запуску,1Известна также дроссепьная система охлаждения, в которой дпя повышения эффективности работы производится предварительное охпажцение основного криоагента вспомогательным в теппообменни ке, Система содержит баллон с запасом основного криоагента, подключенный к микрохоподильнику посредством трубопровода, на котором установлены запорный клапан и теплообменник 4Недостатком этой системы явпяется нескопько увеличенный период пуска иСоставитепь Ю, КипимникТехред В,Далекорей Корректор А, дзятко Редактор М. Петрова Заказ 7105/40 Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам иэобретвний и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 3 1041829 4сокращенная продолжительность рабочегожидкой фазы высококипящего криоагента.режима из-за возрастания температуры снижается до температуры кипения, Основтеппообменника в момент подачи допопни- . ной криоагент проходит теппообменник 5,тельного криоагента, возникающего в, : охпаждается эа счет кипения высоконем при резком возрастании давпения, 5 кипящего криоагента и через теппоиэопиЦепью изобретения является сокраще- . рованный участок трубопровода 3 поступа- .ние периода пуска и увепичение продоп- ет на вход микрохолодипьника. В реэупьжитепьности рабочего режима.тате дроссепирования основного криоагенПоставпенная цепь достигается тем, , та и теппообмена между прямым.и обратчто в дроссельной системе охлаждения, 10 ным потоками в микрохоподипьнике 2 эа,содержащей баллон с запасом основногодроссепем появляется жидкая фаза основкриоагента, подключенный к микрохоло- , ного криоагента и система выходит надипьнику посредством трубопровода, на - режим. В дальнейшем в криостате 9 подкотором установлены эапорный клапан и . держивается заданная температура критеппообменник, поспедний выпопнен в виде 5 остатирования до тех пор, пока давпениегерметичного теппоиэопированного сосуда в баллоне 1 не станет ниже минимапьнос дренажным клапаном, эапопненного . . го рабочего давпения, При атом в пусковспомогательным криоагентом с крити- вой период и в течение всего временической температурой выше температуры режимной работы температуры основногоокружаимцей среды, преимущественно 0 криоагента на входе в микрохоподиньникфреоном,.причем трубопровод на участ-" поддерживается равной температуре кипеке между теппообменником и микрохоло- ния высококипящего криоагента эа счетдипьником снабжен теппоизопяцией. испарения последнего в сосуде 6.На чертеже представпена схема пред- . В данной системе искпючено попаданиепагаемой системы. высококипящего криоагента в каналы пряСистема содержит баппон 1 с запасом мого и обратного потока микротеппооб.основного криоагента, подкпюченный кменника и его вымерзание в них, Запускмикрохоподипьнику 2 посредством трубо- системы может быть произведен вкпючепровода 3, на котором установлены запор- кием только запорного клапана 4, приный клапан 4 и теппообменник 5. Тепло етом запас высококицящего криоагеита вобменник 5 выполнен в виде герметичного емкости 6 остается нетронутым, что цо,теппоизопированного сосуда 6 с дренаж-звопяет вести регпаментные щоверкиным кпапаном 7 заполненного вспомога- системы, Клапан 7 включается толькотельным криоагентом с критической тем- при штатном включении системы,цературой выше температуры окружаю- : В предлагаемой системе высококипящей среды, преимущественно фреономщий криоагент используется дпя подохпаж35Трубопровод 3 на участке между тепло- дения поступающего на микрохоподипьникобменником 5 и микрохоподипьником 2,основного криоагента, при атом темпераснабжен теппоизоляцией 8. Микрохопо- тура основного криоагента после поддипьник 2 установпен в криостате 9, .охлаждения бпизка к температуре кипения40Система работает спедующим образом, высококипящего криоагента, что позвопяетОдновременно открываются запорный увеличить дроссепь-эффект основного крио 4 и дренажный 7 кпапаны. При этом агента, уменьшить время пуска системыдавление в сосуде -6 мгновенно падает до -,и увеличить длительность ее непрерывнойдавления окружающей среды и температура работы,