DE2003721A1 - Ventilanordnung fuer Kuehlvorrichtungen - Google Patents

Ventilanordnung fuer Kuehlvorrichtungen

Info

Publication number
DE2003721A1
DE2003721A1 DE19702003721 DE2003721A DE2003721A1 DE 2003721 A1 DE2003721 A1 DE 2003721A1 DE 19702003721 DE19702003721 DE 19702003721 DE 2003721 A DE2003721 A DE 2003721A DE 2003721 A1 DE2003721 A1 DE 2003721A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bellows
refrigerant
expansion chamber
outlet opening
closure element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702003721
Other languages
English (en)
Inventor
Nagy Michael J
Buller Joseph S
Peterson Eugene W
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hughes Aircraft Co filed Critical Hughes Aircraft Co
Publication of DE2003721A1 publication Critical patent/DE2003721A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0276Laboratory or other miniature devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K49/00Means in or on valves for heating or cooling
    • F16K49/005Circulation means for a separate heat transfer fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/02Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/02Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect
    • F25B2309/022Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect characterised by the expansion element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/42Modularity, pre-fabrication of modules, assembling and erection, horizontal layout, i.e. plot plan, and vertical arrangement of parts of the cryogenic unit, e.g. of the cold box

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)

Description

Ventilanordnung für Kühlvorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für Kühlvorrichtungen, die zum Einlassen eines Kältemittels in eine Expansionskammer dient, in der das Kältemittel eine Kühlung bewirken solle '
Bei solchen Kühlvorrichtungen strömt das unter Druck stehende Kältemittel in einen Bereich geringeren Druckes ein und es wird eine Temperaturregelung durch die aufgrund des Joule~fI?homsön-Effektes bewirkte Kühlung an der Stellef an der das Kältemittel expandiert,
098 47/09 5
In den letzten Jahren wurden viele Vorrichtungen entwickelt, die zum Feststellen elektromagnetischer Strahlungen in vielen Bereichen des Spektrums dienen· Besondere Aufmerksamkeit wurde auf die Entwicklung von Detektoren gerichtet, die ein Ausgangssignal liefern, wenn von ihnen eine Strahlung im unsichtbaren Infrarotbereich empfangen wird« Es ist für diese Detektoren charakteristisch, daß sie besonders wirk- . sam arbeiten, wenn sie auf sehr tiefe Temperaturen abgekühlt werden, beispielsweise auf 77° K, Daher ist eine schnelle und wirksame Kühlung des Detektors wünschenswert. Eine praktische Anwendung solcher Infrarotdetektoren ist ihre Verwendung als Lenksensor in Raketen, die dazu bestimmt sind, einen Infrarotstrahlung emittierende Flugkörperraketen und dergleichen zu suchen und zu zerstören· Selbstverständlich liegt hierin nicht die einzige praktische Anwendung solcher Detektoren und es ist wohl bekannt, daß solche Detektpren in Nachtsichtgeräten, Geräten zur Geländeabtastung, beispielsweise von einem Synchronsatelliten aus, und zu anderen Zwecken Verwendung finden« In jedem Fall ist es für diese Detektoren typisch, daß sie wirksamer arbeiten, wenn sie auf sehr tiefe Temperaturen abgekühlt werden. Ein Verfahren zur Abkühlung der Detektoren auf niedere Temperaturen besteht darin, eine Quelle eines Kältemittels vorzusehen, wie beispielsweise Argon oder Stickstoff unter verhältnismäßig hohem Druck, und das Kältemittel in einen Expansionsbereich ausströmen zu lassen, der der vom Detektor gebildeten Wärmelast benachbart ist. Die Expansion des Kältemittels bewirkt eine Kühlung der Wärmelast aufgrund des Joule-Thomson-Effekt ea·
009847/09S1
Eine bekannte Weise zum Einlassen des Kälte-mittels bestand darin, den Behälter mit dem unter Druck stehenden Kältemittel oder Gas arbeitsmäßig in Serie zu einem Druckregelventil anzuordnen, daä das Kältemittel bei einem Druck ausströmen ließ, der geringer war als der Druck, unter dem das Kältemittel gespeichert war« Wenn auch mit Hilfe dieser Anordnung eine Kühlung bewirkt wurde, bildete dieses bekannte "Verfahren keine Möglichkeit für eine genaue Steuerung des Gasflusses, wie sie bei Änderungen in der Wärmebelastung oder des Betriebswirkungsgrades erforderlich ist, die auf solche Variablen wie die Umgebungstemperatur oder ein Verstopfen der Kühlvorrichtungen mit gefrorenen Verunreinigungen zurückzuführen sind» Es wurde in beträchtlicher Überschuß des ausströmenden Kältemittels benötigt, um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten.) Darüber hinaus wird eine Kühlung auf diese V/eise unmöglich, wenn der Druck im Behälter das Druckniveau des Regelventiles erreicht. Es wird dann das Kältemittel, das im Behälter noch vorhanden ist, vergeudet, so daß eine Kühlung über längere Zeiten mit dieser Betriebsart nicht möglich ist. Der stärkste Nachteil dieser Art der Kühlung besteht darin, daß die Expansion des Gases vom Tankdruck auf den vom Regelventil bestimmten Druck zu keiner wirkungsvollen Kühlung führt, Jedes System erreicht einen zum Betrieb benötigten Mindestdruck, der bei größeren Öffnungen geringer ist, die jedoch bei hohem Druck weniger wirksam'sind«
Weiterhin ist es bekannt, zur Kühlung von Detektoren eine Auslaßventilanordnung anzuwenden«. Bei dieser Anordnung wird versucht, die Nachteile der oben behandelten
o/.
0 098 47/0951
Kühlmethode mit Hilfe einer Balganordnung zu vermeiden, die sich bei Änderungen der Umgebungstemperatur expandiert oder zusammenzieht und das offene Ende eines zur Zuführung des Kältemittels dienenden Rohres in oder außer Eingriff mit einem spitzen Ventilkegel bringt, der, aufgrund dieser Bewegung, das offene Ende der Zuführleitung verschließt oder freigibt. Ein besonderer Nachteil dieser Anordnung hat sich in der Praxis darin gezeigt, daß sie das expandierende Gas nicht unmittelbar auf den zu kühlenden Detektor lenkt und daher bei solchen Anwendungen nicht befriedigend ist, die ein schnelles Kühlen erfordern·
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung für Kühlvorrichtungen, die^ait einem ausströmenden Kältemittel arbeiten, zu schaffen, die ein unter Druck stehendes Kältemittel in einen Niederdruckbereich einläßt, um in diesem Bereich aufgrund des Joule-Thomson-Effektes eine schnelle Abkühlung zu bewirken, und die eine solche Kühlung und ein Ausströmen des Kältemittels in einer sehr wirksamen und zweckmäßigen Weise gewährleistet, um eine bestimmte Temperaturbedingung einzuhalten, und zwar über längere Zeitspannen hinweg, als es mit bekannten Anordnungen möglich war. V/eiterhin soll der Fluß des Kältemittels so gesteuert werden, daß er unmittelbar auf die zu kühlende Struktur auftrifft und ein schnelles Abkühlen bewirkt·
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Kombination der folgenden Merkmale gelöst, daß die Expan- , sionskammer.im Inneren eines hohlen Ventilkörpers ange-
0098A 7/09ä η
ordnet ist, sich, in die Expansionskammer eine das Kältemittel zuführende Leitung hinein erstreckt, die das Kältemittel zuführende Leitung innerhalb der Expansionskammer eine Austrittsöffnung in Form eines kleinen Loches, aufweist, auf die Austrittsöffnung ein mit ihr zusammenwirkendes Verschlußelement ausgerichtet ist und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von Änderungen in der Umgebungstemperatur der Anordnung eine Relativbewegung zwischen dem Ver-. Schlußelement und der Austrittsöffnung bewirkt, die einen solchen Austritt des Kältemittels, in die Expansionskammer zur Folge hat, daß daä Kältemittel unmittelbar auf eine Wand der Expansionskammer auf-, trifft. ' - \
Weitere Einzelheiten, und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele's näher-beschrieben und erläutert wird. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden· Es^ zeigen v
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 1a eine Ansicht eines Details im vorderen Abschnitt der Anordnung nach Fig, 1,
09847/0951
Pig. 2 einen Schnitt durch, ein weiteres Detail der Anordnung nach Pig. 1 in größerem Maßstab und
Fig. 3 einen Schnitt durch die Balganordnung des Ausführungsbeispieles nach Pig. 1, ebenfalls in vergrößertem Maßstab.
Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist ein äußeres Gehäuse 10 auf, bei dem es sich um eine Wand eines Dewarschen Vakuumgefäß es handeln kann und in dem ein innerer, dünnawandiger Zylinder 12 angeordnet ist, von dessen Enden das eine mit einem Stopfen 14 versehen ist. Ein isolierender Abstandshalter 16 ist innerhalb des Gehäuses 10 an dem dem Stopfen 14 entgegengesetzten Ende angeordnet. Der Abstandshalter 16 gibt dem Zylinder 12 die richtige Lage innerhalb des Gehäuses 10. Das Gehäuse 10 und der Zylinder 12 sind im Abstand voneinander angeordnet und durch eine schraubenförmig gewickelte Rohrleitung miteinander verbunden, die an der Stelle 20 in das Gehäuse 10 eintritt, den Zylinder 12 schraubenförmig umgibt und mit ihm in inniger Berührung steht· Die Rohrleitung weist ein Ende 22 auf, das sich in einer Kammer 24 befindet und durch Abquetschen dicht verschlossen ist. Ein Abschnitt 26 der Rohrleitung, der dem Ende 22 benachbart ist, ist mit einer sehr kleinen öffnung 28 versehen, wie es Pig. 2 im einzelnen zeigt. Außerdem ist die Rohrleitung 18, wie insbesondere aus Pig. 1a ersichtlich, mit einer Vielzahl von Ripp'en versehen, die längs des Rohres im Abstand voneinander
009847/0951
angeordnet sind und die wärmeleitende Oberfläche der Rohrleitung vergrößern, TJm .die Rippen der schraubenförmig aufgewickelten Rohrleitung sind Faserschnüre 3Q gewickelt, um den Kontakt des entweichenden Gases mit den Kühlrippen und der Rohrleitung zu erhöhen, wie es im folgenden noch mehr im einzelnen beschrieben werden wird»'
Insbesondere aus Figo 3 ist ersichtlich, daß der innere Zylinder 12 ein B.alggehäuse 32 enthält, das eine Endkappe 34 umfaßt, die mit dem Balggehäuse 32 bei 36 verschraubt -ist. Me Endkappe 34 trägt einen Balg 38» eier sieh im Hohlraum 40 des Balggehäuses 32 befindete Das geschlossene Ende des·'Balges 38 kann an eine'Scheibe anstoßen, die mit einem Vorsprung 44 versehen ist,' an dem auf übliche Weise ein Ende eines Ventilstabes 46 befestigt- istο Der Balg ist dagegen nicht mit der Scheibe 42 verbunden· An dem Ventilstab 46 ist ein U-f,Örmiges, -an seinem freien Ende mit einer Spitze 50 versehenes Element 48 verbunden,, Die Spitze 50 des Elementes 48 ist auf die Öffnung 28 in der Rohrleitung ausgerichtet, wie es Fig., 2 zeigte
Durch,die Kappe 34 erstreckt sich ein Füllrohr 52 hindurch, das mit dem Innenraum des Balges 38 in Verbindung stehtο Die Scheibe 42 liegt an einer Schulter 54 des Balggehäuses 32 an, die die Expansion des Balges in der in Fig.« 3 dargestellten Lage der Anordnung nach links begrenzt. In dem Balggehäuse 32 befindet sich ein weiterer Hohlraum 56, in dem eine Schraubenfeder 58 angeordnet ist, die unter Spannung einerseits an der
,/o
0 09 847/0951
Scheibe 42 und andererseits an der Stirnwand 60 des Balggehäuses 32 anliegt.
Das Balggehäuse 32 ist mit einem Dichtbalg 62 versehen, der an einer Schulter 64 an dem in Fig. 3 linken Abschnitt des Balggehäuses 32 befestigt iste Der Dichtbalg 62 erstreckt sich nach links und ist mit einer Abschlußscheibe 66 versehen, die einen abgedichteten Durchtritt 68 für den Ventilstab 46 aufweist· Es versteht sich, daß der Dichtbalg 62 zusammen mit dem Ventilstab 46 bewegbar ist» Der Dichtbalg 62 verhindert den Eintritt von Fremdkörpern in das Innere des Balggehäuses 32 und trägt dazu bei, Punktionsstörungen durch Pestklemmen oder dergleichen zu verhindern.
Während der Montage wird das Füllrohr 52 so angeordnet, daß es sich durch die Endkappe 34 hindurch erstreckt und sich innerhalb des Balges 38 ein offenes Ende des Füllrohres befindet. Das Füllrohr wird dazu verwendet, eine geeignete Menge eines Kältemittels, wie beispielsweise Argon oder Stickstoff, in den Balg 38 einzubringen. Da3 Gesamtvolumen des eingebrachten Kältemittels hängt von der Tieftemporatur ab, die eingehalten werden soll. Es sei darauf hingewiesen, daß bei Tieftemporaturen unterhalb beispielsweise 100 bis 110° K eine Vielzahl von Gasen unter verschiedenen Drücken und mit verschiedenen Volumen im Balg 38 benutzt werden kann, um stets eine wirksame Temperaturregelung zu erzielen« Demnach ist die Dichte der Füllung des Balges 38 kein kritischer Wert, sondern kann beispielsweise im Bereich von etwa 16,5 kg/cm bei 25 C bis etwa 80 kg/cm bei 25 C liegen. Im ersten Fall beträgt das Füllvolumen
009847/0951
■Ζ . 7)
1500 cm pro Mol Argon und im zweiten Fall 300 enr pro Mol* Wenn die Vorrichtung dazu bestimmt ist, in dem erwähnten Temperaturbereich zu arbeiten, dehe unterhalb von 100 bis 110° K, ist die Temperatur-Druck-Kurve für die beiden erwähnten Füllvolumen kongruent, also identisch.
Es versteht sich, daß im. Betrieb die gesamte Anordnung zu Isolationszwecken in einem üblichon Dewarschen Gefäß angeordnet werden kanne Eine Wärmelast 75 ist an einer Wand-74 unmittelbar gegenüber der Öffnung 28 der zur Zuführung des Kältemittels dienenden Rohrleitung 18 angebracht. Die Wärmelast kann von einem Infrarot-Detektor gebildet werden« Wenn d,ie gesamte Anordnung sich bei Umgebungstemperatur befindet, d»Iu im Ruhezustand, wird der Leitung 18 kein Kältemittel zugeführt· Wenn dagegen das System in Betrieb genommen werden soll, wird die Leitung 18 mit'.Kältemittel gespeiste Bei Umgebungstemperatur befindet sich das Kältemittel im Balg 38 in einem gasförmigen. Zustand und expandiert den Balg, bis er an der Schulter, 54 anliegt. In diesem Zustand befindet sich die Spitze 50 außerhalb der öffnung 28 und es ist diese öffnung infolgedessen offei*· Daher trifft ein relativ voluminöser Gasstrom hoher ' Geschwindigkeit auf die Wand 74- auf, die sich unmittelbar an der Stelle der Wärmelast befindetο Wenn das Kältemittel von der Rohrleitung 18 der Öffnung 28 zugeführt wird, entweicht es in die Kammer 24, expandiert und hat eine Kühlwirkung auf die Wand 74 und die Wärmelast 75« Das Kühlmittel verläßt' die Kammer 24 und strömt zu dem hinteren Teil der Kühlvorrichtung durch den.
0 0 98A7/0951
Kanal 78, der von dem inneren Zylinder 12 und dem äußeren Gehäuse 10 begrenzt wird. Da sich die mit Bippen versehene Rohrleitung 18 in diesem Kanal befindet, kommt das sich nach hinten bewegende, expandierte und abgekühlte Kältemittel in körperliche Berührung mit der Rohrleitung 18 und ihren Rippen entzieht der Rohrleitung Wärme und bewirkt dadurch einen Wärmeaustausch, durch den das durch die Rohrleitung zugeführte Kältemittel vorgekühlt wird. Bei fortschreitender Kühlung wird in der Kühlvorrichtung und insbesondere im Balggehäuse 32 ein Zustand der Umgebungstemperatur erreicht, der sich einer gewünschten Schalttemperatur nähert. Wegen der reduzierten Temperatur zieht sich dann das Kältemittel innerhalb des Balges und mit ihm der Balg J8 zusammen, so daß die Schraubenfeder 38 den Ventilstab 4-6 nach rechts drücken und dadurch die Spitze 50 des Ventilstabes 46 in Eingriff mit der öffnung 28 bringen, kann, wodurch diese öffnung geschlossen wird. Wenn sich die Umgebungstemperatur im Sinne einer Erwärmung leicht ändert, wird im Balg 38 ein Druck aufgebaut, der der Spannung der Schraubenfeder 58 entgegenwirkt und die Spitze 50 nach links bewegt, wodurch ein Einströmen von Kältemittel in die Kammer 24 ermöglicht wird· Das Einströmen von Kältemittel in die Kammer 24 erhöht die Kühlwirkung und reduziert die Umgebungstemperatur, so daß sich der Balg 24 wieder zusammenzieht und dadurch die öffnung schließt. Das öffnen und Schließen der öffnung 28 bei leichten Änderungen der Umgebungstemperatur wiederholt sich, so daß die Kühlvorrichtung mit aufeinanderfolgenden Kältestößen und Expansionen des Kältegases arbeitet,
009847/0951
durch die die Wäriaelast 75 "während einer ausgedehnten Zeitspanne auf der gewünschten iDemperatur gehalten wird. Bei manchen Betriebsbedingungen ist der Ausfluß des Kältemittels eher gleichförmig anstatt stoßfÖrmig, wie es eben "beschrieben worden ist« Es sei "besonders darauf hingewiesen, daß der zur Steuerung dienende Balg 38 einen geringen Abstand von der Kammer 24 und der Wärmelast75 aufweist, also von dem Bereich der maximalen Kühlung. Daher ändert sich der Temperaturzustand am Balg, bevor eine Temperaturänderung an der Wärmelast 75 stattfindet. Daher kommt der Kühlmittelfluß Temperaturänderungen an der last zuvor und gewährleistet eine gleichmäßigere Einhaltung der Temperatur, der Wärmelast.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die erfin_ dungsgemäße Ausbildung der Ventilanordnung eine äußerst empfindliche Steuerung des Ausströmens des Kühlmittels bewirkt und sehr schnell schon auf kleine Änderungen der Temperatur in der Umgebungsbedingung anspricht, wirksam eine ausreichende Menge Kältemittel zur Expansion freigibt, Um die Teinperaturkorrektur ohne · eine Vergeudung vonKältemittel zu bewirken, uiid auf diese "Weise eine wirksame Temperaturregelung während im Vergleich zur möglichen Betriebsdauer bekannter •Anordnungen ausgedehnten Zeitspannen zu gewährleisten.
Die vorstehende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung dient nur zur Erläuterung und nicht zur Abgrenzung und es versteht sich, daß die behandelte Ausführungsform in mancher Hinsicht abgeändert werden kann, ohne den Eahmen der Erfindung zu verlassen.
-■■■■■■-■' o/.
00984770951

Claims (2)

  1. Patentansprüche
    / 1· !Ventilanordnung für Kühlvorrichtungen, die zum
    ^— Einlassen eines Kältemittels in eine Expansionskammer dient, in der das Kältemittel eine Kühlung "bewirken soll, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale, daß die Expansionskainmer (24-) im Inneren eines hohlen Ventilkörpers angeordnet ist, sich in die Expansionskammer eine das Kältemittel führende Leitung (18) hinein erstreckt, die das Kältemittel zuführende'Leitung (18) innerhalb der Expansionskammer (24) eine Austrittsöffnung (28) in Form eines kleinen Loches aufweist, auf die Austrittsöffnung (28) ein mit ihr zusammenwirkendes Verschlußelement (48, 50) ausgerichtet ist und eine Steuereinrichtung (38, 58) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von Änderungen in der Umgebungstemperatur der Anordnung eine Relativbewegung zwischen dem Verschlußelement (48, 50) und der Austrittsöffnung (28) bewirkt, die einen solchen Austritt des Kältemittels in die Expansionskammer (24) zur Folge hat, daß das Kältemittel unmittelbar auf eine Wand (74) der Expansionskammer auftrifft,
  2. 2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen abgeschlossenen Balg (58) umfaßt, in dem sich ein Kältemittel befindet, daß das Verschlußelement (48, 50) mit dem Balg verbunden und zusammen mit dem Balg
    009847/0951
    • beweglich ist und daß elastisch nachgiebige Mittel (58) vorgesehen sind, die den Balg (58) und das Verschlußelement (48, 50) in einer Richtung belasten, in der das Verschlußelement (48, 50) i& eine=., die Austrittsöffnung (28) verschließende Stellung bringbar ist, wogegen-'das Kältemittel in·dem Balg (58) sich bei einem Anstieg der. Umgebungstemperatur über ein vorgegebenes Niveau ausdehnt und die elastisch nachgiebigen Mittel komprimiert und dadurch das Verschlußelement (4.8, 50) in eine Stellung bringt, in der es die Austrittsöffnung (28) freigibt und dadurch.das Ausströmen von Kältemittel zuläßt»
    5ο Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kältemittel zuführende Leitung (18) von einem Rohr gebildet wird, das wenig-. stens auf einem wesentlichen Teil seiner Länge nach außen gerichtete Rippen aufweist, in einem Raum zwischen dem Balg (58) und dem Ventilkörper angeordnet ist lind sich, in Form einer Schraubenlinie, von einem Ende der Ventilanordnung bis zum anderen Ende mit der Expansionskammer (24) erstreckt, daß das sich in der Expansionskammer (24) befindende Ende der Leitung (i8) abgeschlossen und die Austrittsöffnung (28) in der Wand der Leitung C18) an einer der Wand (74) der Expansionskammer (24) benachbarten Stelle angeordnet ist.
    . BADORlGiNAL
    009847/0961
    4, Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (48, 50) einen
    Arm aufweist, der sich von einem zugespitzten Ende (50) des Verschlußelementes, das auf die Austrittsöffnung (28) ausgerichtet ist, zu einer Verbindung mit dem Balg (38) führt, und daß mit dem Balg (38) ein zweiter Balg (62) verbunden ist, der die Verbindung und den ersten Balg (38) gegenüber der Umgebung abschließt.
    5· Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ventilkörper (1O) ein innerer hohler Tragkörper (12) teleskopartig eingefügt ist und zusammen mit der Innenfläche des Ventilkörpers einen ringförmigen Raum begrenzt, daß die das Kältemittel zuführende Leitung (18) innerhalb des ringförmigen Raumes angeordnet ist und aus einem zentralen Rohr besteht, das auf wenigstens einem iPeil seiner Länge mit nach außen ragenden Rippen versehen ist, daß die Leitung (18) bis zu der sich an einem Ende der Anordnung befindenden Expansionskanuaer (24)
    reicht, daß die Wand (74) der Expansionskammer (24) mit einer Wärmelast (75) wärmeleitend verbunden ist, daß die Austrittsöffnung (28) das expandierende Kältemittel auf die Wand (74) richtet, um die Wärmelast (75) abzukühlen, daß die das Kältemittel zuführende Leitung (18) in bezug auf die Anordnung unbeweglich ist, daß das Verschlußelement (48, 50) ein Glied mit einer Nadelspitze ist, die auf die Austrittsöffnung (28) ausgerichtet ist, daß die Steuervorrichtung
    009847/0951
    einen abgeschlosöenen, im Inneren, des inneren Tragkörpers (12) angeordneten Balg (38) umfaßt, in dem sich das gleiche Kältemittel "befindet, wie es der Expansionskammer (24-) "zugeführt- wird, daß das Glied (48) mit der Nadelspitze (50) mit dem Balg (38) verbunden und zusammen mit dem Balg ■beweglich ist, daß von dem inneren Tragkörper (12J eine Feder (58) gehalten wird, die unter Spannung zwischen dem inneren Tragkörper (12) und dem Balg (38) angeordnet ist, um den Balg normalerweise in einer Bichtung unter Vorspannung zu setzen^ die das mit der Nadelspitze (50) versehene Glied (48) in eine die Austrittsoffnung (28) abschließende Stellung bringt, daß das in dem Balg (38) enthaltene Kältemittel; dazu geeignet ist, in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Umgebungstemperatur über ein bestimmtes Niveau zu expandieren und die IPeder zusammenzudrücken, so daß das mit der Nadelspitze (50) versehene Glied (4-8) aus der die Austrittsöffnung (28) verschließenden Stellung herausbewegt wird und den Ausfluß von Kältemittel in die Expansionskammer .zuläßt, und daß ein zweiter Balg (62) auf dem inneren'Tragkörper (12) befestigt ist und den Eintritt des mit der Nadelspitze (5Q) versehenen Gliedes (48) zu dem erstgenannten "Balg (38), mit dem dieses Glied verbunden ist, zuläßt, und daß der zweite Balg (62) mit dem die Nadelspitze (50) aufweisenden Glied (48) beweglich ist und den ersten Balg (38) gegenüber der Umgebung abdichtet«
    09847/09 51
DE19702003721 1969-05-13 1970-01-28 Ventilanordnung fuer Kuehlvorrichtungen Pending DE2003721A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US82417769A 1969-05-13 1969-05-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2003721A1 true DE2003721A1 (de) 1970-11-19

Family

ID=25240796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702003721 Pending DE2003721A1 (de) 1969-05-13 1970-01-28 Ventilanordnung fuer Kuehlvorrichtungen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3640091A (de)
JP (1) JPS5029174B1 (de)
DE (1) DE2003721A1 (de)
FR (1) FR2063828A5 (de)
GB (1) GB1255136A (de)
NL (1) NL7002109A (de)
SE (1) SE351288B (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3728868A (en) * 1971-12-06 1973-04-24 Air Prod & Chem Cryogenic refrigeration system
FR2176544B1 (de) * 1972-03-23 1982-02-19 Air Liquide
US3818720A (en) * 1973-09-06 1974-06-25 Hymatic Eng Co Ltd Cryogenic cooling apparatus
GB1557922A (en) * 1977-01-13 1979-12-19 Hymatic Eng Co Ltd Cryogenic cooling apparatus
IT1122400B (it) * 1979-08-02 1986-04-23 Medical Const Service Mcs Dispositivo perfezionato per trattamenti di criochirurgia e relativo complesso scambiatore ad alto rendimento
US4381652A (en) * 1982-01-15 1983-05-03 Santa Barbara Research Center Demand flow cryostat
GB2119071B (en) * 1982-04-19 1985-07-03 British Aerospace Joule-thomson cooling apparatus
GB2153509B (en) * 1984-01-26 1986-11-12 Hymatic Eng Co Ltd Cryogenic cooling apparatus
US4761556A (en) * 1986-02-03 1988-08-02 Ltv Aerospace & Defense Company On board receiver
DE4226820A1 (de) * 1992-08-13 1994-02-17 Bodenseewerk Geraetetech Kühlsystem zum Abkühlen eines Kühlobjektes auf tiefe Temperaturen mittels eines Joule-Thomson-Kühlers
DE4235757A1 (de) * 1992-10-23 1994-04-28 Licentia Gmbh Strahlungsdetektor
US5548963A (en) * 1995-06-08 1996-08-27 Hughes Missile Systems Company Joule-Thompson cryostat for use with multiple coolants
US5595065A (en) * 1995-07-07 1997-01-21 Apd Cryogenics Closed cycle cryogenic refrigeration system with automatic variable flow area throttling device
CN106939943A (zh) * 2017-03-29 2017-07-11 费哲妮 电热水龙头热交换器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3320755A (en) * 1965-11-08 1967-05-23 Air Prod & Chem Cryogenic refrigeration system
US3413819A (en) * 1966-05-09 1968-12-03 Hughes Aircraft Co Flow rate control for a joule-thomson refrigerator
US3457730A (en) * 1967-10-02 1969-07-29 Hughes Aircraft Co Throttling valve employing the joule-thomson effect

Also Published As

Publication number Publication date
NL7002109A (de) 1970-11-17
FR2063828A5 (de) 1971-07-09
JPS5029174B1 (de) 1975-09-20
SE351288B (de) 1972-11-20
US3640091A (en) 1972-02-08
GB1255136A (en) 1971-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2003721A1 (de) Ventilanordnung fuer Kuehlvorrichtungen
DE2259807C2 (de) Kryogenes Kühlsystem
WO2017080725A1 (de) Sicherheitsventil für einen druckbehälter mit einer auslöseleitung
DE2358428C2 (de) Ventil für einen Gasdruckbehälter, insbesondere eine Gasdruckflasche
DE60120853T2 (de) Thermisches Entspannungsventil
DE2029289B2 (de) Thermostatisch gesteuertes Ventil für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug
DE3922591C2 (de)
DE2144196A1 (de) Thermostatische Strömungssteuerung
DE60107165T2 (de) Thermisches Entspannungsventil
DE1221652B (de) Unter Ausnutzung des Joule-Thomson-Effektes wirkende Vorrichtung zur Erzeugung tiefer Temperaturen
DE1775805A1 (de) Drosselventil,insbesondere zur Steuerung eines stroemenden Kaeltemittels
DE2125809C3 (de) Pressostat
DE19540692A1 (de) Druckminderungsventil und Gasbehälterventil für eine Flüssiggasflasche
DE2422278A1 (de) Kuehlsystem
DE2655911C2 (de)
EP1820076B1 (de) Rücklauftemperaturbegrenzer
DE2113602A1 (de) Absperrorgan mit druckentlastetem Verschlussorgan
DE2014502B2 (de) Kryogene kuehleinrichtung
DE1626220C2 (de) Thermostatischer Kondenstopf
DE1922514C3 (de) Einrichtung zur Kälteerzeugung
DE2014461A1 (de) Kryogene Kühleinrichtung
DE102014106639B4 (de) Druckentlastungsventil
DE202011001955U1 (de) Brandschutzventil und Gaszähler
DE2010967A1 (de) Xryostat
DE2014536A1 (de) Kryogene Kühleinrichtung