Система криостатирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ц 5 П Г 25 В 9/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ64,9.967,НИЯ, маши ой к ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(541 (57) СИСТЕсодержащая газос рабочей полост 8. 8)Англии Р 14100опублик, 197с апд пав, 118-19.МА КРИОСТАТИРОВвую криогеннуюью, подключен 80 059371 буферной емкости посредством двухпараллельных линий с регулирующейарматурой на каждой из них, и блок ..управления, причем одна из линийснабжена обратным клапаном для прохода газа в машину, о т л и ч ающ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, регулирующая арматура на линии с обратным клапаномвыполнена в виде дросселя, а на дру-гой - в виде электромагнитного регулятора расхода прямого хода, подключенного к блоку управления.Изобретение относится к криоген-ной технике и может быть использовано для криостатирования различных приборов и устройств оптико-электронной аппаратуры.Известна термодинамическая поршневая машина, содержащая рабочую и буферную полости и устройство для регулирования количества рабочего телав рабочей полости. Устройство содер"жиъ ресивер, соединенный двумя линия 10ми с. рабочей полостью. В первой линии установлен компрессор и первый регулирующий кран, вторая линия снабжена вторым регулирующим краном. Выход компрессора соединен с рабочей полостью через один участок первой .линии, а вход его через другой уча" сток этой линии соединен с первым регулирующим краном и ресивером. Выход компрессора можно соединять с 0 рабочей полостью как непосредственно, так и через буферную полость. Кроме того, компрессор можно установить н буферной полости 111.Однако использование для регулирования компрессора и ресивера усложняет конструкцию данной машины, увеличивает ее массу и уменьшает надежность.Наиболее близкий к изобретению по технической сущности является систе ма криастатирования, содержащая газовую криогенную машину с рабочей полостью, подключенной к буферной емкости посредством двух параллельных линий с регулирующей арматурой , 35 на каждой иэ них, и блок управления, причем одна из линий снабжена обрат-ным клапаном для прохода газа в машину, Регулирующая арматура в этой системе выполнена в виде мембранных 40 регуляторов, причем во второй линии также установлен обратный клапан, не допускающий прохода газа из машины. На машине должен быть установлен датчик рабочей температуры, связанный через преобразователь с приемо-регулирующим узлом, Сигнал от датчика температуры поступает через преобразователь в приемо-регулирующий узел как пневматический сигнал. В зависимости от величины отклонения температуры криостатирования от заданного уровня пневматический сигнал, изменяющийся в широких пределах поступает к одному иэ двух мембранных регуляторов. Если сигнал посту пает на регулятор, установленный в линии, связывающей рабочую полость с буферной, имеющей клапаны для прохода газа н последнюю, рабочее тело поступает иэ машины в буферную ем кость, давление в которой соответствует среднему давлению в цикле, Реагирование на сигнал регулятора, установленного в другой линии, соединяю- . щей буферную полость с рабочей, способствует поступлению рабочего телаиэ первой полости но вторую 21 .Недостатком известной системыянляется ее конструктивная сложностьиз-за наличия преобразователя электрического сигнала в пневматическийи приемно-регулирующего устройства,Цель изобретения - упрощение конструкции системы охлаждения.Поставленная цель достигаетсятем, что:в системе криостатирования,содержащей газовую криогенную машину с рабочей полостью, подключеннойк буферной емкости посредством двухпараллельных линий с регулирующейарматурой на. каждой из них, и блок.управления, причем одна из линийснабжена обратным клапаном для прохода газа в машину, регулирующаяарматура на линиис обратным клапаном выполнена в виде. дросселя, ана другой - в виде электромагнитногорегулятора расхода прямого хода,.подключенного к блоку управления,На фиг. 1 изображена схема предлагаемой системы криостатирования; нафиг. 2 - схема электромагнитного регулятора расхода прямого хода,Система содержит газовую криогенную машину 1 с рабочей полостью 2,подключенной к буферной емкости 3посредством двух параллельных линий 4 и 5 с регулирующей арматуройсоответственно, с дросселем б и регулятором 7 и блок 8 управления.Линия 4 снабжена обратным клапаном 9 для прохода газа в машину, Регулирующая арматура б на линии с обратным клапаном 9 выполнена в видедросселя 6, а на другой - в вндеэлектромагнитного регулятора 7 расхода прямого хода, подключенного кблоку 8 управления, Регулятор 7 связан через блок 8 управления с датчиком 10 температуры,Электромагнитный регулятор расхода состоит из корпуса 11 с входными ныходным патрубками и седлом 12,герметичного разделительного стакана 13 иэ немагнитного материала, выполненного заодно с якорем 14 затвора 15Затвор 15 выполнен с уплотнителем иэ резины и центральным металлическим стержнем. Катушка 16 заключена в магнитопровод из Ферромагнитного материала,. состоящий из кожуха 17, стопа 18, опирающегося на дностакана 13 воротничка 19 и немагнитной втулки 20. Стоп 18 выполнен заодно с ненасыщенным шунтом, расположенным в зоне рабочего зазора.Якорь 14 выполнен с центральной расточкой, в которой установлен линейный дилатометрический конденсатор,состоящий из стакана 21 и стержня 22, установленного на дно стакана 21, опирающегося на верхний торецякоря 14, Затвор 15 взаимодействуетс седлом 12 под действием усилия пружины 23, опирающейся на стержень 22. Коэффициент линейного расширения материала стакана 21 больше коэффициента линейного расширения материала стержня 22.Регулятор работает следующим образом.Рабочая среда поступает во вход-.ной патрубок и перекрывается затво-.ром 15 под действием герметизирующе- гЬ усилия, представляющего собой разность усилия пружины и усилив от давления рабочей среды на некомпенсированную:площадь от затвора 15, При подаче напряжения на катушку. 16 возникает магнитный поток, взаимодействующий с якорем И, Сила взаимо.действия растет с увеличением силы тока и при определенном напряжении достигает значения герметизирующего усилия на затворе 15. При этом рабочая .среда начинает перетекать в выходной патрубок. Размеры неиасьшен ного ферромагнитного шунта и воротничка 19 подобраны таким образом, что при рабочем зазоре, соизмеримом с высотой шунта, электромагнит имеет почти горизонтальную тяговую характеристику на относительно боль.шом участке по ходу якоря 14. Поэ, тому каждому следующему напряжениюсоответствует определенное положе-ние якоря 14, а следовательно, определенные зазор между затвором 15 и седлом 12 и расход рабочей среды.С увеличением напряжения расход возрастает, при уменьшении - падаетКолебания температуры эксплуатации, например, от -60 до Ф 80 С изменяют напряжение, при котором тяговое усилие электромагнита соответствует герметизирующему усилию затвора 15, что приводит к сдвигу расходной характеристики по напряжениюАвтоматическое регулирование тем.пературы криостатирования системы основано на изменении количества рабочего тела в рабочей полости 2 .машины 1, Равновесное состояние сис, темы при установившейся температурекриостатирования соответствует определенному напряжению на катушке 16регулятора 7,при котором отбор рабо:чего тела из рабочей полости 2 машины 1 .по линии 5 в буферную емкость 3равен его притоку по линии 4 черездроссель 6 и обратный клапан 9. Напряжение на катушку 16 регулятора 7поступает от датчика 10 температурычерез блок 8.управления, При. умень шении температуры криостатированиянапряжение. на катушке 16 регулятора 7 повышается, что сопровождается.повышением расхода рабочего тела через линию 5, Следовательно, отбор 15 .рабочего тела из рабочей полости 2машины 1 превышает его приток по линии 4. Количество рабочего тела врабочей полости 2 машины уменьшается, что способствует повышению тем О пературы нриостатиравания. При повышении температуры от заданной уменьшается напряжение на катушке 16 регулятора 7, который перекрывает потоК рабочего тела и прекращает его 25 поступление го линии 5 в буфернуюемкость 3, токда как по линии 4 происходит подпитка рабочей полости 2машины. Количество рабочего тела впоследней увеличивается, а темпераЗо тура криостатирования понижается.Выполнение запорно-регулирующейарматуры в виде электромагнитногорегулятора расхода прямого хода в.виде. дросселя позволяет упроститьсхему .регулирования и систему криостатирования в целом; Кроме того,отпадает необходимость в преобразователе электрического сигнала впневматический,Такое выполйение конструкции сис О темы криостатирования охлаждаемогообъекта в сравнении с базовым объек-том, которым является система криостатирования на базе ГКМ ХМ, позволяет упростить конструкцию систе мы уменьшить время выхода на заданный уровень криостатирования на20-28, а также увеличить ресурссистемы криостатирования на