Криогенная система

Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий43) Опубликовано 25.02.77, Бюллетень4 б) Дата опубликования описания 31.05.77(71) Заявитель ГЕННАЯ СИСТЕМА азов ю едва- подИзобретение относится к криогенной технике, вчастности к устройству систем, предназначенных восновном для охлаждения объектов оптико -электронной аппаратуры,Известны криогенные системы, содержащиедроссельньй контур с компрессором и основнымитеплообменниками и многоступенчатую г ухолодильную машину, работающую по обратномуциклу Стирлинга.На холодных головках машины размещены 10теплообменники предварительного охлаждениядроссельного контура, каждьй из которых выполнен в виде диска с отверстиями 1 .Однако известная система имеет большой вес игабариты теплообменников предварительного 15охлаждения,Кроме того, невозможна длительная непрерьтвная работа системы вследствие загрязнения хладагента дроссельного контура примесями, десорбируемыми с внутренних поверхностей компрессора, 20трубопроводов и теплообменников.Цель изобретения - повышение компактности иувеличения срока службы,Для этого каждый из теплообменников пррительного охлаждения выполнен щелевым и 25 соединен к адсорберу, также размещенному на головке соответствующей ступени машины,На фиг. 1 изображена предлагаемая криогенная система; на фиг. 2 - конструкция теплообменников и адсорберов.Криогенная система содержит компрессор 1, основные теплообменники 2,3,4 дросселирующее устройство 5, теплообменник нагрузки 6, которьй имеет термический контакт с криостатируемым объектом 7, двухступенчатую газовую холодильную машину 8. На головках ступеней машины установлены теплообменно - адсорбционные узлы 9, 10 теплообменников предварительного охлаждения и адсорберов. К головке первой ступени прикреплен радиационный экран 11, Холодный блок системы заключен внутри вакуумного кожуха 12, Каждьй иэ теплообменно - адсорбционных узлов 9,10 имеет корпус 13,14, сопрягаюшуюся с ним крышку 15,16, фильтры 17,18, адсорбент 19,20, заполняющий полость между корпусом и крышкой, пружину 21,22, поджимающую адсорбент, входной патрубок 23,24 и выходной патрубок 25,26,Корпуса 13,14 выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности и установлены на головках машины без зазора.Криогенная система работает следующим образом, Хладагент, например гелий, сжатый в компрессоре 1 до давления 2, - 2,5 Мн/М , проходит основной теплообменник 2, в котором охлаждается обратным потоком до температуры 90 - 100 К, далее через патрубок 23 поступает в теплообменно - адсорбционный узел 9.Пройдя через фильтр 17, гелий движется через адсорбент 19, где происходит его очистка от примесей. 10За вторым фильтром, задерживающим частицы адсорбента, гелий поступает в кольцевую полость щелевого теплообменника предварительного охлаждения, образованную между корпусом 13 и крышкой 15 теплообменно - адсорбционного узла 9.16 В щелевом теплообменнике гелий охлаждается до температуры 70 - 80 К за счет холода, вырабатываемого в первой ступени газовой холодильной машины, Из щелевого теплообменника гелий через выходной патрубок 25 и трубопровод поступает в З) основной теплообменник 3, где он охлаждается обратным потоком до температуры 20 - 30 К, За теплообмеником 3 гелий поступает во второй теплообменноадсорбционный узел 10, В этом теплообменнике гелий охлаждается до температуры 16 К.Затем гелий поступает в основной теплообменник 4, охлаждается в нем обратным потоком до температуры около 6К и дросселируется в дросселирующем устройстве 5. Парожидкостная смесь гелия с температурой 4,2+4,5 К при давле- щ нии 0,1+ 0,12 Мн/м поступает в теплообменник нагрузки 6, который имеет тепловой контакт с объектом охлаждения 7, при этом температура 4объекта устанавливается равной 4,2+4,5 К. Далее гелий проходит последовательно основные теплообменники 4,3,2 и поступает в компрессор 1. Выполнение теплообменников предварительного охлаждения щелевыми и совмещенными в одном узле с адсорберами приводит к уменьшению их общего веса на 20 г 30 % при значительном уменьшении габаритов. Уменьшается время охлаждения адсорберов за счет их установки непосредственно на головке машины. Увеличивается эффективность очистки хладагента от примесей и возрастает время эксплуатации системы. (Опытная криогенная система проработала без забивки дросселя 8 месяцев),Формула изобретенияКриогенная система, содержащая многоступенчатую газовую холодильную машину, например, работающую по обратному циклу Стирлинга, с теплообменниками предварительного охлаждения, размещенными на холодных головках ступеней машины и включенными в дроссельный контур, имеющий компрессор и основные теплообменники о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения компактности и увеличения срока службы, каждый из теплообменников предварительного охлаждения выполнен щелевым и подсоединен к адсорберу, также размещеному на головке соответствующей ступени машины,Источник информации, принятый во внимание при экспертизе.1, Патент США У 3 128 605, кл. 62 - 6, 1964.547601 г 1 Составитель В. Белов Техред А, Богдан редактор И. Острова Корректор А Алатырев Заказ 623/94 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 707 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб 4/5