Криогенная система

(51) М КлГ 25 В 9/00 Государствеииый комитет Опубликовано 15.05.80. Бюллетень 18 (53) УДК 621.57,ло делам изобретений и открытий.0 12 (088.8) Дата опубликования описания 25.05,80(54) КРИОГЕННАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройству криогенных систем, предназначенных для охлаждения узлов оптико-электронных приборов до температуры 4,2 - 4,4 К,Известны криогенные системы для охлаждения объектов при температуре 4,2 - 4,4 К, содержащие многоступенчатую газовую криогенную машину, вырабатывающую холод на двух или нескольких температурных уровнях, компрессор, обеспечивающий циркуляцию криоагента в дроссельном контуре, рекуперативные теплообменники, в которых осуществляется теплообмен между прямым (высокого давления) и обратным (низкого давления) потоками криоагента, теплообменники предварительного охлаждения, в которых осуществляется теплообмен между криоагентом и головкой охлаждения газовой криогенной машины 11.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является криогенная система, содержащая многоступенчатую газовую криогенную машину с головкой охлаждения и дроссельный контур, включающий соединенные последовательно компрессор, спиральные теплообменники для охлаждения прямого потока обратным и охлади- тели прямого потока на каждой ступени машины 12.Недостатками известной системы являются большие ее габариты и масса вследствие того, что теплообменники выполнены в виде отдельных аппаратов, соединенных трубопроводами с охладителями прямого потока, выполненными в виде дисков с отверстиями для прохода криоагента. Большие габариты приводят к снижению эффективности криогенной системы вследствие увеличения теплог,ритоков, а большая масса - к увеличению времени охлаждения до рабочей температуры.Целью настоящего изобретения являетсяповышение компактности системы.Поставленная цель достигается тем, чтосистема дополнительно содержит теплоизоляционные втулки, установленные н головке охлаждения, на которые навиты спирали теплообменников, снабженных общей обе чайкой, а охладители выполнены в видетрубок, прикрепленных к ступеням газовой криогенной машины.На чертеже изображена криогенная система, общий вид.зКриогенная система содержит многоступенчатую газовую криогенную машину 1 с головкой 2 охлаждения и дроссельный контур, включающий соединенные последовательно компрессор 3, спиральные теплообменники 4 для охлаждения прямого потока обратным и охладители 5 прямого потока на каждой ступени машины 1. На головке 2 охлаждения установлены теплоизоляционные втулки 6, на которые навиты спирали теплообменников 4. Теплообменники 4 имеют общую обечайку 7. Охладители 5 выполнены в виде трубок, прикрепленных к ступеням газовой криогенной машины 1. Дроссельный контур также содержит концевой теплообменник 8. Система имеет охлаждаемый экран 9, выполненный из материала с высокой отражательной способностью и установленный на обечайке 7.Система работает следующим образом.Криоагент, например гелий, сжатый в компрессоре 3, поступает в линию прямого потока теплообменника 4, установленного. на первой ступени газовой криогенной машины, в котором охлаждается обратным потоком, и поступает в охладитель 5 на первой ступени машины. В охладителе 5 криоагент охлаждается за счет холода, вырабатываемого на первой ступени машины 1, и затем поступает в линию прямого потока теплообменника 4, установленного на второй ступени газовой криогенной машины 1, где охлаждается обратным потоком, Далее криоагент охлаждается, проходя охладитель 5 на второй ступени машины 1, и посту 4пает в концевой теплообменник 8. Охлажденный в концевом теплообменнике криоагент дросселируется и поступает в линию обратного потока.Выполнение криогенной системы согласно данному изобретению приводит к уменьшению габаритов и массы на 15 - 30 О/о и уменьшению теплопритоков более, чем в 2 раза, что позволяет уменьшить время охлаждения до рабочей температуры на 1 О - 20 О/о.Формула изобретенияКриогенная система, содержащая многоступенчатую газовую криогенную машину с головкой охлаждения и дроссельный контур, включающий соединенные последовательно компрессор, спиралъные теплообменники для охлаждения прямого потока обратным и охладители прямого потока на каждой ступени, отличающаяся тем, что, с целью повышения компактности, система дополнительно содержит теплоизоляционные втулки, установленные на головке охлаждения, на которые навиты спирали теплообменников, снабженных общей обечайкой, а охладители выполнены в виде трубок, прикрепленных к ступеням газовой криогенной машины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США3421331, кл. 62 - 6, 1969.2, Патент США3128605, кл, 62 - 6, 1962 (прототип).Соста Техре Тираж И Государс делам изобосква, Ж -Патентитель Ю. Килимник К. Шуфрич Кор 575 Под венного комитета С ретений и открытий 35, Раушская наб.,Ужгород, ул. Про