Криогенная установка

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25 Л 077 (21) 2536275/23-06 Сеез Сфаетсмиа Серапистифжмии Респубпим(1) М Ка Г 25 В 9/00 с присоединением заявки РЙ Государстмоный коюптет СССР ио дман изооретенвй н открытойОпубликовано 1503.79. БвллЕтень ЭЙ 10 Дата опубликования описания 150379(54) КРИОГЕННАЯ УСТАНОВКА 1Изобретение относится к областикриогенной техники, а именно к устройству микрокриогенных установок,предназначенных для криостаткрования приборов, преимущественно радио- фэлектронных,Известны криогенные установки, содержащие охладитель и термическиегенераторы давления, работающие Попринципу сорбцни газа 1), 1 фКак правило, рабочим телом такихустановок является водород охпаждаемый перед дросселированием жидкиМазотом. В качестве химических сорбентов генераторов. давления применяются 16иитерметаллические соединения редкоземельных металлов.Наиболее близкая к изобретениюпо технической сущности криогеннаяустановка содержит охладитель с ли- Юкиями высокого и низкого давления,два термических генератора давлениязаполненные адсорбентом и подключенные через четырехходовой клапан клиниям высокого и низкого давления, Фи устройство для периодического на"грева и охлаждения генераторов давления 12.В этой криогекной установке устройство для периодического нагрева ЗО и охлаждения генераторов давления выполнено в виде расположенных в последних линий с теплоносителямк. применение для нагрева и охлаждения генераторов давления теплоносителей обусловливает введение в конструкцию установки дополнктельных магистралей и запорной арматуры, а также насо" сов теплоносителей, что приводит к усложнению установки, увеличению ее веса к габаритов.Возможность засорения магистралей твердыми частицащт ухудаает эксплуа" тацнонные качества установки. При транспортировке тепловой энергии с помощью теплоносителей неизбежны потери энергии тепла, связанные с паразитными тепловыми потоками между коммуникациями теплоносителя с одной стороны и окружающей средой с различ- . ными элементами оборудования с другой, что снижает эффективность установки.Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности установки.цель достигается тем что устройство для периодического нагрева и охлаждения выполнено в виде реверсивной полупроводниковой термоэлектри652415 Формула изобретения 3- :с"ческой батареи, спаи одного типа которой размещены в одном из генераторов, а спаи другого типа - во втором. В данной криогенной установке генераторы давления размещены в общем контейнере, а установка содержит дополнительную термоэлектрическую ба-тарею, холодные спаи которой имеют тепловой контакт с линией высокого давления,На чертеже представлена схема предлагаемой криогенной установки. рКриогенная установка содержит охладитель с линиями высокого 1 и низкого 2 давления, включающий в себя высокотемпературный противоточный теплообменник 3, жидкостную азот.ную ванйу 4., низкотемпературный противоточный теплообменник 5, дроссельный вентиль 6 и теплообменник нагрузки 7, в тепловом контакте с которым находится-объект криостатирования 8. .Два термических генератора давленияА.и Б заполнены адсорбентом и подключены трубопроводами 9 и 10 через четырехходовой клапан 11 к линиям высокого 1 и низкого 2 давления охладителя. Устройство для периодическо- хэ го нагрева и охлаждения генераторов выполнено в виде реверсивной полупроводниковой термоэлектрической батареи 12, спаи одного типа которой размещены в.генераторе А, а другого30 типа - в генераторе Б. Генераторы А и Б давления размещены в общем контейнере 13 с теплоизоляционной проставкой 14. Установка содержиттакже термоэлектрическую батарею 15 с Радиатором 16,холодные спаи кото- . рой имеют тепловой контакт с линией 1 Вйсокого давления охладителя.На установившемся режиме установка работает следующим образом.При включении реверсивйой полу-проводниковой термоэлектрической батареи 12 таким образом, что горячиеспаи ее находятся в генераторе А,а холодные - в генераторе Б в фгоУрячем ф генераторе А происходит десорбция раиее адоорбированного водорода. По трубопроводу 9 водород,высокого давления поступает в четырехходовой клапан 11 (сплошные стрелки), заслонка которого находится вп)ложении, обозначенном сплошной линией. Пройдя четырехходовой клапан11, водород поступает в линию 1 высокого давления, где его температу-,ра понижается с помощью холодных 56спаев дополнительной термоэлектри-.ческой батареи 15, прн этом тепло отгорячих спаев батарей отводится вокружающую среду с помощью радиатора 16. Дальнейшее охлаждение водоро-да производится в высокотемпературном противоточном теплообменнике 3,жидкостной азотной ванне 4, низко.- температурном противоточкбктепМообменнике 5, иэ которого газ поступает 6 яЪ; в дроссельный вентиль 6, После дросселировання водород низкого давления поступает в теплообменник нагрузки 7, охлаждает объект криостатирования 8 и направляется через противоточные теплообменники 5 и 3, где охлаждает встречный поток газа высокого давления, в четырехходовой клапан 11. Из клапана 11 по трубопроводу 10 водород низкого давления поступает в ффхолодный генератор Б, где производится его адсорбция охлаждаемым химическим сорбентом. По окончании десорбции водорода в генераторе А и адсорбции в генераторе Б меняется полярность включения реверсивной полупроводниковой термоэлектрической ба" тареи 12 и производится перевод заслонки четырехходового клапана 11 в положение, обозначенное пунктирной линией. При этом сорбент, находящийся в генераторе А начинает охлаждаться, а в генераторе Б в . нагреваться. В полости Б происходит десорбция адсорбированного ранее водорода и он по трубопроводу 10 поступает через клапан 11 через те же элементы установки, что и в предыдущей фазе работы установки (пунктирные стрелки), оказываясь в конечном итоге в холодномгенераторе А, где происходит его адсорбция.Использование данной криогенной установки йсключает использование теплоносителей, что приводит к ее упрощению и повышению эксплуатационной надежности. Улучшаются ее весогабаритные характеристики, уменьшаются потери тепла.Использование обоих эфФектов работы реверсивной термоэлектрической батареи приводит к более полному и рациональному использованию подводимой энергии 1. Криогенная установка, содержащая охладитель с линиями высокого и нйэкого давлений, два термических генератора давления, заполненные адсорбентом и подключенные через четырехходовой клапан к линиям высокого и низкого давления, и устройство для периодического нагрева и охлаждения генераторов давления, о т л и ч а ющ а.я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, устройство для периодического нагрева и охлаждения выполнено в виде реверсивной полупроводниковой, термоэлектрической батареи, спаи одного типа которой размещены в одном из генераторов, а спаи, другого типа - во втором. 2, Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что генераторы давления размещены в общем контейнере.652415 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9517761, кл. Г 25 В 25/00, 1975,2. Акцептованная заявка Англии91331284, кл. Р 4 Н, 1973. 3. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она содержит дополнительную термоэлектрическую батарею, холодные спаи которой име(ют тепловой контакт с линией высокого давления,Килим никко Корректор О.Билак Составитель Ютехред О, АндривеЪ раз 606твенного комиретеиий и отРаушская н ор Л.Багл ис рс Об 35 4 Юа е аввее е иаППП фПатентф, г.Уагород, Ул.Проектная,4 и 034/38 цНИИПИ Госуд по делам и 13035, Москва, Ж