Система криостатирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 719815 А 1 9) 3)5 Е 25 В 21/О СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ И ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ единени.Довбиш В 21/02; 5 В 5/О НИЯ асти криоожет быть татироваже как теп- тения Ч АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(57) Изобретение относится к облгенной и холодильной техники и миспользовано в устройствах криосния, систем реконденсации, а такловой насос, Оель изобре повышение холодопроизводительности, Система содержит магнитный рефрижератор в виде колеса 1 в неподвижном герметичном корпусе 2, жестко насаженного на вал 3, обод которого выполнен из рабочего вещества 4, и магнита 5, охватывающего часть колеса 1. Корпус 2 с колесом 1 размещен в ванне со средой-теплоотдатчиком 6. Между корпусом 2 и валом 3 установлено уплотнение 7, На колесе 1 установлено газо- распределительное устройство 8. Торцы колеса закрыты дисками 9. На наружном диаметре колеса 1 установлено покрытие 10, Вал 3 соединен с двигателем 11 посредством привода 12. Магнитный рефрижератор соединен с источником 13 циркуляции теплоносителя и теплообменником 14, 4 з.п, ф-лы, 3 ил.14Изобретение относится к криогенной и холодильной технике и может быть использовано в устройствах криостатирования, систем ре конденсации, устройствах кондиционирования воздуха, а также как тепловой насос,Известна система криостатирования, содержащая магнитный рефрижератор, в которой рабочее тело выполнено в виде диска с осевыми каналами.Недостатком такой системы является низкая надежность в эксплуатации, обусловленная наличием большого числа уплотнений.Известна также система криостатирования, содержащая магнитный рефрижератор в виде вращающегося в неподвижном герметичном корпусе колеса, выполненного из рабочего вещества с магнитокалорическим эффектом и снабженного радиальными отверстиями, подключенными к охлаждающему контуру, и ванну со средойтеплоотдатчи ком,Недостатки известной системы заключаются в низкой холодопроизводительности и эффективности и обусловлены наличием уплотнений между неподвижным корпусом и вращающимся колесом. Это приводит к выделению теплоты трения и возникновению перетечек теплоносителя между колесом и корпусом в обход теплообменника нагрузки.Цель изобретения - повышение холодопроиэводительности,Поставленная цель достигается тем, что в системе криостатирования, содержащей магнитный рефрижератор в виде вращающегося в неподвижном герметичном корпусе колеса, выполненного иэ рабочего вещества с магнитокалорическим эффектом и снабженного радиальными отверстиями, подключенными к охлаждающему контуру, и ванну со средой-теплоотдатчиком, корпус выполнен из теплопроводного материала и с размещенным в нем колесом помещен в ванну со средой-теплоотдатчиком, а торцовые поверхности колеса закрыты герметичными теплоизолирующими дисками, кроме того, корпус снабжен циркуляционными каналами, выполнен в виде ванны со средой-теплоотдатчиком, имеет наружное. и внутреннее оребрение, а на цилиндрической поверхности колеса на входе среды-теплоотдатчика установлен фильтросушитеаь.Йа фиг.1 представлена схема системы криостатирования; на фиг,2 - схема органиэации циркуляции теплоносителя в корпусе; на фиг.З - схема системы криостатирования упрощенной конструкции.55 ника нагрузки, Геплоотдача от теплоносителя к корпусу 2 осуществляется при вынужденном движении теплоносителя.При работе магнитного рефрижератора в рабочем веществе 4 создается градиент 1020 25 30 35 40 4550 Система криостатирования содержит магнитный рефрижератор в виде колеса 1 в неподвижном герметичном корпусе 2, жестко насаженного на вал 3, причем обод колеса 1 выполнен из рабочего вещества 4 смагнитокалорическим эффектом и часть егоразмещена в зазоре магнита 5. Корпус 2 с колесом 1 размещен в ванне со средой-теплоотдатчиком б. Между корпусом 2 и валом 3 установлено уплотнение 7. На внутреннем диаметре обода колеса 1 установлено гаэораспределительное устройство 8. Торцы колеса 1 закрыты герметичными теплоизолирующими дисками 9, жестко соединенными с колесом 1, На наружном диаметре колеса 1 жестко с ним установленогазопроницаемое теплоизолирующее покрытие 10. Вал 3 соединен с двигателем 11 посредством привода 12, Магнитный рефрижератор посредством трубопроводов соединен с источником 13 циркуляции теплоносител. и теплообменником 14 для отвода теплоты от теплоносителя к среде-теплоприемнику, На внутренней и наружной поверхностях корпуса 2 расположены ребра 15, а в самом корпусе 2 имеются каналы 16 для циркуляции теплоносителя, На наружной цилиндрической поверхности колеса 1 установлен фильтр-осушитель 17,Система криостатирования работает следующим образом,От двигателя 11 через привод 12 и вал 3 вращение передается колесу 1 магнитного рефрижератора. При вращении колеса 1 каждый участок рабочего вещества 4 проходит через зону сильного магнитного поля, создаваемого магнитом 5, При этом в намагниченном участке рабочего вещества 4 выделяется теплота намагничивания. Теплоноситель, проходящий через рабочее вещество 4 в зоне сильного магнитного поля, отводит теплоту намагничивания к теплообменнику 14, от которого теплота отводится к среде-теплоприемнику, После теплообменника 14 теплоноситель поступает в колесо 1, где проходит через участок рабочего вещества 4, расположенного в области минимального магнитного поля. В этой области в результате размагничивания рабочее вещество 4 охлаждается, охлаждаяпри этом теплоноситель. После выхода из колеса 1 теплоноситель попадает во внутреннюю полость корпуса 2, который расположен в среде-теплоотдатчике б. При этом корпус 2 выполняет функцию теплообмен1719815 г. 2 температуры в радиальном направлении, причем на внутреннм диаметре обода колеса 1.средняя температура рабочего вещества 4 близка к температуре среды-теплоприемника, а на внешнем диаметре - к температуре среды-теплоотдатчика 6. Проход теплоносителя через участки рабочего вещества 4 в областях сильного и минимального магнитных полей в требуемом направлении осуществляется с помощью газораспределительного устройства 8,Если среда-теплоотдатчик 6 является неагрессивной средой, например воздухом, гелием, метаном; водородом и т,пто с целью упрощения конструкции системы криостатирования корпус 2 выполнен в виде ванны со средой-теплоотдатчиком 6 (фиг.З), В этом случае среда-теплоотдатчик является теплоносителем. При этом фильтр-осушитель 17 предотвращает попадание в рабочее вещество 4 влаги и твердых частиц.Ф о р мул а изобретения 1. Система криостатирования,содержащая магнитный рефрижератор в виде вращающегося в неподвижном герметичном корпусе колеса, выполненного иэ рабочего вещества с магнитокалорическим эффектом и снабженного радиальными отверстиями, подключенными к охлаждающему контуру, 5 и ванну со средой-теплоотдатчиком, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения холодопроиэводительности, корпус выполнен из теплопроводного материала и с размещенным в нем колесом помещен в ванну 10 со средой-теплоотдатчиком, а торцовые поверхности колеса закрыты герметичными теплоиэолирующими дисками. 2. Система по п 1,отл ича ю щая с я 15 тем, что корпус снабжен циркуляционнымиканалами.3. Система поп,1, отл ича ющая сятем, что корпус выполнен в виде ванны сосредой-теплоотдатч иком.20 4. Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что корпус имеет наружное и внутреннее оребрение.5. Система по п.З, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что на цилиндрической поверхности ко леса на входе среды-теплоотдатчика установлен фильтр-осушитель..Составитель В.ДобротворцевТехред М.Моргентал Корректор М. Демчи Р р А,Огэ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 Заказ 7 Ю Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5