Микрохолодильник

(23) Приоритет -5 В 9/02 Ге ннмн кемнтет СССР(53) УДК 621 574 (088.8) бликовано 07,04.82. Бюллетень13 венам нэобретеннй н атнрмтн вания описания 1.04,8 ата(54) РОХОЛОДИЛЬНИК установлен змеевиковый теплообменник в виде размещенных одна в другой трубок прямого и обратного потоков 2.Недостатком этого микрохолодильникаявляется его низкая термодинамическая эффективность, обусловленная тем, что охлаждение прибора осуществляется кипящим криоагентом через стенку наконечника и слой теплопроводящей пасты; вносящих дополнительное тепловое сопротивление.Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности микрохолодильника при различной ориентации относительно гравитационных сил,Поставленная цель достигается тем, чтокриостат разделен поперечной перегородкой с уплотнительным элементом по периметру на две части, в одной из которых размещен теплообменник, а другая, образующая камеру в холодной зоне, соединена с трубками прямого и обратного потоков.При этом трубка прямого потока можетбыть подключена к камере по периферии, а трубка обратного потока - по центру.На фиг. 1 представлен микрохолодильник, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1. нои те оссел абота Изобретение относится к криоген хнике и может найти применение в др ьных микрокриогенных системах, р ющих на газовых смесях.Известны микрохолодильники, содержащие головку с сердечником, на который навит змеевик теплообменника с дросселем 1,Недостатком известных микрохолодиль-, ников является их низкая термодинамическая эффективность при работе на газовых смесях в случае произвольной ориентации их относительно гравитационных сил; Это10 объясняется тем, что при ориентации холодного конца микроохладителя в сторону, противоположную силам гравитаций, жидкостная ванна перемещается в теплую зону микроохладителя, в результате чего повышаются осевые теплопритоки, увеличивается недорекуперация и .повышается температура криостатирования. Для обеспечения необходимой температуры криостатирования в этом случае требуется избыточная холодопроизводительность, превышающая, как правило, номинальную в 1,5 - 2 раза.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является микрохолодильник, содержащий криостат, в котором ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУМикрохолодильник содержит криостат 1, в котором установлен змеевиковый теплообменник 2 в виде размещенных одна в другой трубок прямого 3 и обратного 4 потоков, Криостат 1 разделен поперечной перегородкой 5 с уплотнительным элементом 6 по периметру на две части, в одной из которых размещен теплообменник 2, а другая, обращающая камеру 7 в холодной зоне, соединена с трубками прямого 3 и обратного 4 потоков. Трубка 3 прямого потока подключена к камере 7 по периферии, а трубка 4 1 ф обратного потока - по центру. Трубка 3 прямого потока оканчивается дросселем 8, размещенным по касательной к стечке криостата 1. Микрохолодильник также содер.жит головку 9 со штуцерами входа 10 и выхода 11. На торцовой части криостата 1 установлен охлаждаемый прибор 12. Перегородка 5 закреплена стяжкой 13 к обечайке 14. Обечайка 14 плотно соединена с теплообменником 2 с помощью капроновой нити 15. лоМикрохолодильник работает следующим образом.Подаваемый в штуцер 10 криоагент проходит по внутренней трубке 3 прямого потока змеевика теплообменника 2 и после расширения в дросселе 8 отводится по наружной трубке 4 обратного потока через штуцер 11. Выполнение трубок 4 обратного потока теплообменника 2 сообщающимися с холодной зоной криостата 1 позволяет осуществить непосредственный контакт жидкост- зО ной ванны кипящего криоагента с охлаждаемым прибором 12, и следовательно, повысить эффективность его охлаждения. Установка перегородки 5 обеспечивает постоянное удержание жидкости в зоне криостата с охлаждаемым прибором 12, что сохраняет эффективность охлаждения прибора 12 независимо от ориентации относительно гравитационных сил. Выведением дросселя 8 к периферии камеры 7 с направлением криоагента по касательной к стенке криостата 1 4 е осуществляется интенсивное закручивание потока жидкости в камере 7, в результате чего за счет центробежных сил улучшается удержание жидкости в камере 7, обеспечивается постоянный контакт ее с охлаждаемым прибором 12 при различной ориентации относительно гравитационных сил и создаются условия для отбора по трубке 4 только паровой фазы. Стяжка 13 и уплотнительный элемент 6 обеспечивают плотное соединение перегородки 5 с обечайкой 14 и обечайки 14 с внутренней стенкой криостата 1, что исключает утечки жидкости. Нить 15 обеспечивает надежную фиксацию витков змеевика, чем обеспечивается исключение контактов витков между собой и снижение осевого теплопритока теплопроводностью.Такое выполнение микрохолодильника позволяет по предварительным расчетам повысить термодинамическую эффективность в 1,5 - 2 раза при одновременном обеспечении заданной температуры криостатирования.Формула изобретения1. Микрохолодильник, содержащий криостат, в котором установлен змеевиковый теплообменник в виде размещенных одна в другой трубок прямого и обратного потоков, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, криостат разделен поперечной перегородкой с уплотнительным элементом по периметру на два части, в одной из которых размещен теплообменник, а другая, образующая камеру в холодной зоне, соединена с трубками прямого и обратного потоков.2. Микрохолодильник по п. 1, отличающийся тем, что трубка прямого потока подключена к камере по периферии, а трубка обратного потока - по центру.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 408112, кл. Р 25 В 9/02, 194.2, Грезин А. К., Зиновьев В. С. Микрокриогенная техника. М., Машиностроение,1977, с. 60.комитета СССРи открытийская наб., д. 4/5од, ул. Проектная, 4 оставитель Ю. Килехред А. Бойкасираж 542 Государственного лам изобретений ква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужго ник Корректор В. Синицка Подписное