Быстродействующий микрохолодильник

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублнк ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 31,07.78(2 ) 2650468/23-06с присоединением заявки РЙао делам нзобретеннй н вткрьннйДата опубликования описания 10.03.80,(72) Авторы изобретения А. К. Грезин, Е, П. Мовчан и Э. А. Фишер е(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ МИКРОХОЛОДИЛЬНИК Изобретение относится к криогеннойтехнике, а более конкретно к быстродействующим дроссельным микрохолодильникам, и может найти применение для охлаждения оптико-электронных устрйств,например приемников инфракрасного илучения,Известны дроссельные микрохолодильники с сокращенным пусковым периодом,содержащее змеевиковый теплообменники регулирующее дроссельное устройство,которое автоматически в зависимостиот температуры изменяет, расход криоагента (11Недостаток таких микрохолодильников -15сложность и громоздкость регулируемогодроссельного устройства, наличие значительной массы его элементов в холодной зоне и сложность их использованияпри миниатюризации микрохолодильников.Эти недостатки устранены в быстродействующих микрохолодильниках фбрызгающего" типа, в которых время выходасущественно с окрашено,Из известных микрохолодильников наиболее близким к предложенному по тех нической сущности является быстродейст вуюший микрохолодильник, содержащий кожух и размещенные в нем теплообмен ник в виде трубок, навитых на сердечник, и транзитную трубку со змеевиком и дрос селем 2 Быстродействие известного микрохолодпльника достигается за счет увеличенного крноагента, Из-за этого в стационарном режиме микрохолодильник имеет значительный запас холодопронзводительности. Для дальнейшего повышения быстродействия микрохолоднльника необходимо дополнительно увеличить расход криоагента. Это приводит к резкому увеличению бесполезного в рабочем периоде избытка холодопроизводительности, в результате возрастают вес н габариты системы в целом.Цель изобретения - сокращение времени выхода на рабочий режим.Это достигается тем, что сердечникмикрохолодильника выполнен полым и состоит из двух коаксиальных цилиндровиз материалов с различными коэффициентами линейного расширения, жесткосоединеннйхна теплом конце теплообменника и имеющих на холодных концахдроссельные отверстия, причем в полостьсердечника, образующую коллектор, введены концы трубок теплообменника, ачасть змеевика транзитной трубки размещена вокруг дроссельных отверстий.Йроссельные отверстия целесообразнооразмешать под углом 45-90 к оси сер=дечника и выполнять с диаметром, большим величины взаимного перемещенияхолодных концов цилиндров.На чертеже изображен микрохолодильник, продольный разрез.Микрохолодильник содержит кожух 1и размещенные в нем теплообменник ввиде трубок 2, навитых на сердечник, итранзитную трубку 3 со змеевиком 4 идросселем 5. Сердечник выполнен полыми состоит из двух коаксиальных цилиндров 6 и 7 из материалов с различнымикоэффициентами линейного расширения.,Ыичнндры 6 и 7 жестко соединены натеплом конце теплообменниха с помощьюН 1 тифта 8, На холодных концах цилиндров 6 и 7 выполнены дроссельныеотверстия " а" и фб", Полость сердечни-"ка образует коллектор 9, в который вве-дены онцы трубок 2 теплообмеьч 1 икаЧасть змеевика 4 транзитной трубки 3размещена вокруг дроссельных Отверстийа и "бф, Дроссельн 11 с отверстия "бразмещены под углом 45-90 к Оси сердечника и выполнены с диаметром. большим величины взаимного неремеще 1.,ияхолодных концов цилиндров, Трубки 2,выполняются оребре 1 Н 1 ымн. В одной изтрубок 2 выполнено рабочее дроссельноеотверстие "в.Если диаметр дроссельных Отверстийеф и фб" выполнен больше величинывзаимного перемещенияхолодных концовцилиндров 6 и 7, необходимость в ра.-бочем дроссельном отверстии "в" Отпа-дает. В дне кожуха 1 выполнено допел:нительное микроотверстие "г", Охла 11 сдаемый объект 10 расположен напротиввыкодного патрубка 11 микрохолодильника.Микрохолодилы 1 ик работает следун:щим образом,В момент пуске дроссельные отверстия "а и "б" совмещены, чем обеспечивеется максимальный расход криоагентаи быстрый выход микрохолодильника нарабочий режим,При охлаждении элементов микрохолсдпльника за счет разницы В коэффициентах линейного расширения внутреннего 6 и внешнего 7 цилиндров дроссельныеотверстия "е" и "б" смещаются, происходит,их перекрытие и падение расхода от пускового до рабочего. В рабочем режименеобходимый расход криоагента обеспечивается рабочим дроссельным отверстием фв или непрекрытой частью отверстий "а" и "б".1За счет уменьшения гидравлическогосопротивления обратного потока с понижением расхода криоагента снижается расход через дополнительное микроотверстие"гф. Устанавливается рабочий расход жиди 2 Окости, брызгавшей на объект 10 охлаждения, Р 11 икрохолодильник выходит на режим,Такое выполнение микрохолодильникапозволяет сократить время выхода на режим в 2 раза при снижении потребляемого расхопа криоагента в 1,3-1,5 разе.Формула изобретения;и1. Быстродействующий микрохолодиль-ник, содержащий кожух и размещенные в нем теплообменник в виде трубок, навитых на сердечник, и транзитную трубку со змеевиком и дросселем, о т л ичающийся тем,что,сцельюсокращения времени выХОда на рабочий ре жим, сердечник выполнен полым и состоит из двух коексиальных цилиндров из материф 3алов с различными коэффициентами линейного расширения, жестко соединенных на теплом конце теплообмеш 1 ика и имею111 их на холодных концах дроссельныезтверсти:1., причем в полость серде нтька,,1 СОбразующую коллектор, Введены концытрубок теплообменника, а часть змеевикатранзитной трубки размещена вокруг дрос-елы 1 ых Отверстий,2, 141 лкрохолодиль 1;ик ПО и, 1, О т л и; а 1 О щ и й с я тем, что дроссельныеоОтверстия размещены под утлом 45-90к оси сердечник ,3, Микрохолодильни 1 по и, 1личающийся тсельные отверстия выполнены с диаметром,большим величины взаимного перемещенияХОЛОДИЛЬНЫХ КОНЦОВ Ц 1 ШИЯБРОВ,720266 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Суслов А. Д. и др, Дроссельныемикроокладители. Обзорная информация итель 10. Килимцик М. Келемеп Корректор Я. Веселовска оста ех дактор Т, За н 575комитета СССРний и открытийРаушская наб., д писцое н зобретеж 35,4 5 илиад ППП фПатент, г. Уж род, ул, Проектна каз 10201/28 ЦНИИПИ Государст по делам 11 3035, Москва, ЦИНТИХИМНЕфТЕМАШ, Серия ХМ 6 М.,1974, с. 71.2. Грезин А. К. и Зиновьев, 13. С.Микрокриогенная техника. М., Мащино 5 строение,ф 1977, с. 65, рис. 29 б.