Система криостатирования объекта с переменной тепловой нагрузкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801079971 у 5 ц Г 25 В 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С) Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР позаявке3320377, кл. Г 25 В 9/06, 1881.(54) (57) 1. СИ СТЕМА КРИОСТАТИ РОВАНИЯ ОБЪЕКТА С ПЕРЕМЕННОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКОЙ, содержащая циркуляционную установку со сборником-переохладителем для криоагента и с линиями прямого и обратного потоков и ожижительную установку с линией прямого потока, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при криостатировани и нескольких объектов, система дополнительно содержит оперативные емкости, снабженные общим автономным электронагревателем и общим автоматическим вентилем, а также второй автоматический вентиль, при этом линии прямых потоков циркуляционной и ожижительной установок объединены общим коллектором, подключенным к криостатируемым объектам и через общий автономный электронагреватель и общий автоматический вентиль - к оперативным емкостям, причем последние дополнительно подсоединены через второй автоматический вентиль к линии обратного потока циркуля ционной установки.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что объекты криостатирования снабжены общим датчиком давления, установленным на входе криоагента, и общим обводным автоматическим вентилем, связанным с указанным датчиком.Изобретение относится к холодильнойтехнике, а точнее к системам криостатирования объекта с переменной тепловой нагрузкой.Известны системы криостатирования объекта с переменной тепловой нагрузкой, содержащие циркуляционную установку сосборником-нереохладителем для криоагента с линиями прямого и обратного потокови ожижительную установку с линией прямого потока 1.Однако известные системы обладают малой экономичностью при криостатированиинескольких объектов с различными тепловыми нагрузками из-за отсутствия взаимосвязи между регулируемыми параметрами в динамике работы объектов,Цель изобретения - повышение экономичности при криостатировании несколькихобъектов с различными тепловыми нагрузками.Указанная цель достигается тем, что система криостатирования об ьекта с переменной тепловой нагрузкой, содержащая циркуляционную установку со сборником-переохладителем для криоагента и с линиями прямого и обратного потоков и ожижительнуюустановку с линией прямого потока, дополнительно содержит оперативные емкости,снабженные общим автономным электронагревателем и общим автоматическим вентилем, а также второй автоматический вентиль,при этом линии прямых потоков циркуляционной и ожижительной установок объединены общим коллектором, подключеннымк криостатируемым объектам и через обгцийавтономный электронагреватель и общийавтоматический вентиль - к оперативнымемкостям, причем последние дополнительноподсоединены через второй автоматическийвентиль к линии обратного потока циркуляционной установки.Объекты криостатирования снабженыобщим датчиком давления, установленнымна входе криоагента, и общим обводным автоматическим вентилем, связанным с указанным датчиком,На чертеже схематично представленапредлагаемая система,Система криостатирования содержит циркуляционную установку 1 со сборником-переохладителем 2 и с линиями 3 и 4 прямого и обратного потоков, ожижительную установку 5 с линией 6 прямого потока, оперативные емкости 7 и 8, снабженные общим автономным электронагревателем 9 иобщим автоматическим вентилем 10, второй автоматический вентиль 11, коллектор12, криостатируемые объекты 13, 14 и 15,снабженные общим датчиком 16 давленияи общим обводным автоматическим вентилем 17, связанным с датчиком 16 давления.Кроме того, на чертеже показаны датчики18 - 21 уровня жидкого криоагента (гелия),второй датчик 22 давления, датчик 23 тем 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 пературы, регуляторы 24 - 30, логические устройства 31 и 32, регулирующие вентили 33 - 37.Работа системы происходит следующим образом.Прямой поток криоагента (жидкого гелия), проходя через сборник-переохладитель 2, переохлаждается обратным потоком до 4, 5 К и подается в коллектор 12. Из коллектора 12 жидкий гелий направляется в объекты криостатирования 13 - 14. Неиспользованная часть жидкого гелия дросселируется через вентиль 17 и подается совместно с парожидкостной смесью, поступающей из объектов 13, 14 и 15 в сборник-переохладитель 2, Подпитка коллектора 12 жидким гелием осуществляется от ожижительной установки 5. Излишки жидкого гелия сбрасываются в оперативные емкости 7 и 8. При возрастании нагрузки в объектах 3, 14 и 15 криостатирования система может подпитываться жидким гелием из оперативных емкостей 7 н 8. При уменьшении нагрузки в объектах 13, 14 и 15 и наличии жидкого гелия в оперативных емкостях 7 и 8 ожижительная установка может отключаться,Регулирование режима работы системы осуществляется с помощью системы датчиков, регуляторов, логических устройств и исполнительных механизмов. В режиме криостатирования осуществляется стабилизация уровня жидкого гелия в сборнике-переохладителе 2. Сигнал от датчика 18 уровня поступает на регулятор 28, который выдает сигнал на логическое устройство 31. Если уровень жидкого гелия растет (нагрузка в объектах 13, 14 и 5 уменьшаются), то от логического устройства 31 поступает сигнал на исполнительный механизм вентиля 10, который перепускает часть жидкого гелия в оперативные емкостии 8. Если нагрузка в объектах 13, 14 и 15 увеличилась, то уровень в сборнике-переохладителе 2 падает. При этом сигнал от логического устройства 31 поступает на вентиль 1, который открывается, и жидкий гелий из оперативных емкостей 7 и 8 подпитывает систему. В оперативных емкостях 7 и 8 производится стабилизация давления, Сигнал от датчика 22 давления поступает на регулятор 29, который выдает сигнал на логическое устройство 32. При понижении давления в емкостях 7 и 8 сигнал от логического устройства 32 поступает на регулятор 30 и на вентиль 33, при открывании которого часть жидкого гелия из коллектора 12 подается на электро- нагреватель 9, испаряется и поступает в емкостии 8, Для исключения перегрева гелия на выходе из электронагревателя 9 регулируется температура. Сигнал от датчика 23 температуры поступает на регулятор 30, который через исполнительный механизм электронагревателя изменяет его мощность Учитывая то, что динамика изменения дав1079971 Составитель Р. ДаниловТехред И. Верес Корректор О. БилакТираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Л. Авраменко Заказ 1317/40 ления в емкостях 7 и 8 и уровня гелия в сборнике-подогревателе 2 разная и между ними существует взаимосвязь, вводится кор ректировка степени открытия вентиля 33 по сигналу от датчика 18 уровня. При увеличении давления в оперативных емкостях 7 и 8 от логического устройства 32 поступает сигнал на исполнительный механизм вентиля 37, сбрасывая часть жидкого гелия в систему компремирования (на чертеже не показана). В коллекторе 12 осуществляется стабилизация давления. Сигнал от датчика 16 давления поступает на регулятор 24, который выдает сигнал на испрлнительный механизм автоматического вентиля 17. Уровни 19, 20 и 21 в объектах 13, 14 и 5 поддерживаются автоматически с помощью регулирующих вентилей 34, 35 и 36 и регуляторов 25, 26 и 27. Переменную нагрузку от объектов 13, 14 и 15 воспринимает циркуляционная установка 1, регулирование которой значительно проще, чем ожижительной установки 5, которая работает в одном оптимальном режиме.10 Экономическая зффективность предлагаемой системы выражается в снижении затрат на производство холода и составляет 15 в 4