Микрохолодильник

Сефз Сфветсинк Сфциалнстичесина Республик(22) Заявлено 0 10976 (21) 2402006/23-06 с присоединением заявки Я Р 25 В 9/02 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий(З) УДК 621.57, .012, 4 (088. 8) Дата опубликования описания 25,0379(54) микгохолодильник Изобретение относится к холодиль-ной технике, преимущественно к системам термостатирования на уровне криогенных температур, а именно к конструкции микрохолодильников. Известен микрохолодильник, содержащий спиральный теплообменник с дроссельным отверстиемна холодном конце, навитый на цилиндрический стакан, выполненный по крайней мере на части длины из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, и шток иэ материала с низким коэффициентом линейного расширения, заканчивающийся регулирующей иглой 11) . Недостатком известного микрохолодильника является его низкая надежность в работе в установившемся режиме, обусловленная малой шириной кольцевого зазора между стенками цроссельного отверстия и иглой и склонностью к забивке этого зазора механическими частицами и кристаллами вымерэающих примесей (вода, углекислота и т.п.), а также связанный с этим низкий ресурс. Такой микрохолбдильник обладает большой чувствительностью к чистоте рабочего газа. Целью изобретения является повышение надежности в работе микрохолодильника и его ресурса.Указанная цель достигается тем,что микрохолодильник снабжен дополнительным теплообменником, предвключенным основному и между ними выполненодополнительное регулируемое дроссельное отверстие, перекрываемое иглойштока, который закреплен на холодном конце теплообменника,На чертеже изображен общий видпредлагаемого микрохолодильника, разрез.Иикрохолодильник содержит спиральный теплообменник 1 с дроссельнымотверстием 2 на холодном конце, выполненный из одной или нескольких оребрен.ных трубок, навитых на стакан 3, выполненный по крайней мере на частисвоей длины иэ материала с высокимкоэффициентом линейного расширения,например из эбонита, капрона или латуни, и шток 4 из материала с низкимкоэффициентом линейного расширения,заканчивающийся регулирующей иглой 5.Иикрохолодильник снабжен дополнительным теплообменником 6, предвключенным основному теплообменнику 1 иоО между ними выполнено регулируемоедроссельное отверстие 7, перекрываемое иглой 5 штока 4. Шток 4 закреплен на холодном конце теплообменника 1 при помощи винта 8. Дроссельное отверстие 7 выполнено в перегородке 9 стакана 3. При помощи винта 8 шток 4 установлен в такое положение, 5 в котором обеспечивается минимальное перекрытие иглой 5 штока 4 дроссельного отверстия 7 в перегородке 9 при неработающем микрохолодильнике .Теплообменники 1 и 6 помещены в 10, теплоизолирующий корпус 10, выполненный в виде сосуда Дьюара; Охлаждаеьый объект 11 расположен на торце теплоизолирующего корпуса 10 и имеет с ним хороший тепловой контакт. 15Микрохолодильник работает следующим образом.При подаче на вход микрохолодильника газа высокого давления, например, из баллона он проходит через трубку р 0 дополнительного теплообменника 6, где частично охлаждается холодными отходящими парами и поступает во внутреннюю полость стакана 3, расположенную над перегородкой 9,Затем газ дроссели 25 руется,проходя через дроссельное отверстие 7,частично перекрытое иглой 5, и поступает в основной теплообменник 1, где происходит дальнейшее его охлаждение отходящими парами. Пройдя теплообменник 1, газ дросселируется в дроссельном отверстии 2, охлаждает охлаждаемый объект, 11 и поступает в зазор между теплоизолирующим корпусом 10 и стаканом 3, где охлаждает газ, поступающий по трубкам теплооб- менников 1 и 6,-: .-:" ":-;В начальный момент небольшое перекрытие дополнительного дроссельного отверстия 7 обеспечивает сравнительно большой расход газа через 40 ьякрохолодильник, что в сочетании свысокой эффективнбстью спирального теплообменника позволяет произвести быстрое захолаживание охлаждаемого объекта 11 и всей конструкции микро холодильника. Во время выхода микро- холодильника на установившийся режим с понижением температуры за счет разницы в значениях коэффициента линейного расширения стакана 3 и штока 4 степень перекрытия дополнительного дроссельного отверстия 7 штока 4 увеличивается, при этом расход газа через микрохолодильник уменьшается. После выхода микрохолодильника на установившийся температурный ре 55 жим расход газа устанавливается минимально необходимым для снятия полезной нагрузки и компенсации тепло- притоков и потерь. Таким образом обеспечивается форсированный выход 60 микрохолодильника на рабочий режим и экономичная работа его в установившемся режиме.В установившемся режиме работы за счет предварительного дросселировани я газ а в дополнительном дроссельном отверстии давление его в теплообменнике 1 меньше, чем у известного устройства; Поэтому для обеспечения одинаковой холодопроизводительности у предлагаемого микрохолодильника размер дроссельного отверстия вдвое больше, чем у известного, благодаря чему снижается возможность его забивки и повышается надежность, микро- холодильника в работе.Дополнительный теплообменник 6, установленный для охлаждения газа, поступающего к дроссельному отверстию, обратным потоком газа, выходящим из основного теплообменника 1, повышает термодинамическую эффективность установки за счет повышения температуры выходящего из микрохолодильника газа, т.е. за счет снижения потерь от н едорекуперации .Предлагаемый микрохолодильник сохраняет работоспособность при наличии в рабочем газе механических частиц значительно большего размера и при более высоком значении точки росы рабочего газа.Таким образом выполнение микрохолодильника по данному изобретению позволяет повысить надежность его в работе и ресурс, снизить требования к чистоте рабочего газа.Формула изобретенияМикрохолодильник, содержащий спиральный теплообменник, с дроссельнымотверстием на холодном конце, навитый на цилиндрический стакан, выполненный по крайней мере на части длины из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, и шток изматериала с низким коэффициентом линейного расширения, заканчивающийсярегулирующей иглой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью повышениянадежности и ресурса, он снабжендополнительным теплообменником,предвключенным основному и между нимивыполнено дополнительное регулируемое дроссельное отверстие, перекрываемое иглой штока, который закреплен нахолодном конце теплообменника,Источники информации, принятые вбвнимание при экспертизе1. Патент Японии Р 47-44094,кл. 68 А 24, 1970.653487 дыхд 7 Составитель Ю.КилимникТехред Э,чужик Корректо актор Т,Ивано Ку при янов аказ 2190 Филиал ППППатент ф, г,ужгород, ул. Проектная, 4 29 Тираж 606 ЦННИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, РаушскПодписи тета СССР рытий я наб.,д.4/5