Эжектор для криогенной установки

Сеюз Сфветскнк Сецналнстнческнк РесеублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 866297(22) Заявлено 2101.80 (21) 2873303/23-06 с присоединением заявки Нов23) ПриоритетГосударстееккы коиятет СССР по аеааи нзобретеннк к открытой(54) ЭЖЕКТОР ДЛЯ КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКИИзобретение относится к криогенной технике, а более конкретно - к конструкции эжекторов для криогенных установок, предназначенных для получения и поддержания низких температур. Известен эжектор для криогенной установки, содержащий размещенное в корпусе активное сопло. Этот эжектор оТкачивает пары криоагента из испарительной ванны криогенной установки и таким образом пойижает и поддерживает рабочую температуру (Ц .1 Едостатком этого эжектора является отсутствие стабильности поддержания температуры в испарительной ванне при изменении тепловой нагрузки, С изменением давления и температуры в испарительной ванне автоматически меняются параметры эжектируемого потока, что приводит к нарушению условий его оптимальной рабои снижению эффективности цикла.Эти недостатки устранены в известном эжекторе для криогенной установки, содержащем активное сопло, в котором размещена коническая пробка с тягой для регулирования критического сечения сопла 21. Недостатком этой установки является то, что для управления работой эжекторной ступени в этом случае требуется сложная система, содержащая датчики температуры и давления, установленные в испарительной ванне, элементы сравнения, усилительные блоки и исполнительный механизм, воздействующий на клапаны. Вследствие своей сложности и громоздкости эта система имеет высокую стоимость, недОстаточно надежна, требует повыаенных трудозатрат на изготовление и обслуживание, Кроме того, наличие сложной систеьы регулирования тради" ционного исполнения приводит к дополнительным холодопотерям. 20 Цель изобретения - повышение компактности.Поставленная цель достигается тем,что сопло со стороны противоположнойкритическому сечению, снабжено тер мочувствительным элементом, выполненным в виде упругой оболочки из материала, обладающего свойством памяти формыф, соединенной с тягойпробки, Оболочка может быть выполне на из никелида титана.8 бб 297 Формула изобретения На фиг. 1 изображена схема эжекторной ступени криогенной установки; на фиг. 2 - эжектор, общий вид.Эжектор 1 содержит активное сопло 2, в котором размещена коническая пробка 3 с тягой 4 для регулирования критического сопла 2. Сопло 2 со стороны, противоположной критическому сечению, снабжено термочувствительным элементом, выполненным в виде упру,гой оболочки 5 из материала, обладающего свойством памяти формы соединенной с тягой 4 пробки 3. Оболочка 5 выполнена из никелида титана. Приемная камера б эжектора 1 соединена с испарительной ванной 7, а камера смешения 8 - с сепарирукцей 15 ванной 9. Эжекторная ступень содержит теплообменник 10 для охлаждения криоагента высокого давления и дроссель 11, соединякций сепарнрующую ванну 9 с испарительной ванной 7. 20 Эжекторная ступень криогенной установки работает следукцим образом. При увеличении нагрузки в испа- р 5 .рительной ванне 7 происходит интенсивное парообраэование и вследствие ограниченности расхода через эжектор, повышается давление, и соответственно, равновесная температура в испарительной ванне 7 и в соединенной с ней приемной камере 6, при этом термочувствительный элемент 5 нагревается и происходит его формоизмеиение растяжение, Пробка 3 при этом выдвигается из активного сопла 2, увеЗ 5 личивая площадь его критического (самого. узкого) сечения. Увеличение проходного сечения влечет за собой увеличение расхода активного газа и соответственно количества отсасы ваемого газа, вследствие чего давление и соответствукцая ей равновесная температура в испарительной ванне 7 вновь понижаются. При уменьшении рабочей нагрузки устройство работает в обратном направлении. Таким образом осуществляется стабилизация рабочих температуры и давления. В качестве материала термочувствительного упругого элемента могут использоваться различные интерметалличес 50 кие соединения, в которых при изменени температуры образуется термоупругий мартенсит, .например сплав никелид титана (И 1 Т 1), содержащий примерно равные весовые доли каждого компонента. Обратимое формоиэменение термочувствительного элемента происходит вследствие обратимого термоупругого мартенситного превращения в его материале, причем при пони жении температуры количество мартен- сита увеличивается, а при повышении уменьшается, Так как мартенсит обладает большим удельным объемом по сравнению с исходной структурой, то 65 при мартенситном превращении происходит изменение формы. Путем соответствукцей термомеханической обработки (пластическая деформация призаданных температурных условиях) добиваются того, чтобы при повышениитемпературы длина термочувствительного элемента в виде упругой оболочки увеличивалась, а при сниженииуменьшалась. Изменение длины термочувствительного элемента может достигать 10-15. При этом в материале,элемента может генерироваться напряжение до 45-60 кгс/мм , что позволяет создавать на базе этого эффектарегулятор прямого действия со значительным перестановочным усилием. Мартенситное превращение происходит всравнительно узком температурном интервалечто обеспечивает стабильностьрабочих параметров в испарительнойванне. Эжекторная ступень криогенной установки с регулятором прямого действия проста в эксплуатации, компактна, позволяет обеспечить достаточно высокую точность поддержания регулируемых параметров. Компактность термочувствительных упругих элементов с эффектом памяти формы дает возможность создавать на их основе встроенные непосредственно в конструкцию регулирующие устройства прямого действия. Последнее обстоятельство важно для криогенных систем, так как при этом существенно снижаются тепло- притоки из окружающей среды в холодную зону, В изобретении осуществляется близкое к оптимальному управление работой испарительной ванны с коррекцией по температуре и давлению. .Это позволяет повысить надежность и качество процесса регулирования всей криогенной установки, а также повысить эффективность цикла за счет оптимизации рабочего процесса эжекторной ступени. Экономический эффект от внедрения изобретения по предварительным расчетам составит 80-100 тыс. руб. 1, Эжектор для йриогенной установки, содержащий активное сопло, в котором размещена коническая пробка с тягой для регулирования критического сечения сопла, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения компактности, сопло со стороны, противоположной критическому сечению, снабжено термочувствительным элементом, выполненным в виде упругой оболочки иэ материала,.обладающего свойством памяти формыфф соединенной с тягой пробки.866297 С ос таз ител Техред А,А КилимникКоррект Назаров Редактор А. Шанд аказ 8041 5 тираж 715 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РауюскдписноеССР иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2, Эжектор по п. 1, о т л и ч ао щ и й с я тем, что оболочка выполнена из никелида титана.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СЮЖ 9 3442093, НКИ 62500, опублик. 1969. 2. Патент СПЖ Ю 3496735, НКИ 62500, опублик. 1967,комитета открытия наб.,