SU1451483A1

SU1451483A1 - Гелиевый рефрижератор

Info

Publication number: SU1451483A1
Application number: SU874219870A
Authority: SU
Inventors: Александр Дмитриевич Суслов; Василий Борисович Полтараус; Николай Валерьевич Дрожжин
Original assignee: Мвту Им.М.Э.Баумана
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1989-01-15

Abstract

Изобретение относитс к криогенной технике и м.б. использовано дл криостатировани объектов на уровне гелиевых т-р. Цель изобретени - повышение т-ры криостатировани путем дополнительного охлаждени газа высокого давлени , выход щего из крио

Description

d

fO

4

генной газовой машины (.КГМ), в регенеративном теплообменнике (ТО) и последующего его дросселировани до давлени обратного потока. Компрессор 1 подает рабочий газ в 2 и дроссельный контур, содержаний поочередно работаквдие обратные клапаны 4, регенеративно-рекуперативный ТО 5, дроссель 9, ТО 10 нагрузки и линию обратного потока с дополнительным ТО 11, к которой подключен дожимающий компрессор 13. Лини пр мого по1

Изобретение относитс к криогенной технике, а конкретнее к микрокриогенным рефрижератором дл криостати- ровани на уровне гелиевых темпера-

тур.

Цель изобретени - понижение температуры криостатировани .

На чертеже изображена прини 1пиаль- на схема устройства гелиевого рефрижератора .

Гелиевый рефрижератор содержит компрессор 1, криогенную газовую машину (КГМ) 2 Мак-Магона-Гиффорда, клапаны 3 и 4 высокого и промежуточного давлени , регенеративно-рекуперативный теплообменник 5, объем 6 посто нной величины, гидросопротивление 7, теплообменник 8, имеющий тепловой контакт с головкой блока г,илиндров, и дроссельный контур, состо щий из дроссел 9, теплообменника нагрузки 10 и регенеративно-рекуперативного теплообменника 5, дополнительный теплообменник 11, имеюший тепловой . контакт с блоком цилиндров КГМ 2, ре гулирую1чий вентиль 12 и дожимаюдай компрессор 13.

Гелиевый рефрижергигор работает следующим образом.

Компрессор 1 обеспечивает рабочим газом КГМ 2 и дроссельный контур. КГМ 2 функционирует при давлении меж высоким и промежуточным, дроссельный контур - между высоким и низким. Дл сжати потока дроссельного контура до промежуточного давлени установлен дожимающий компрессор 13.

тока перед дро ьселем 9 соединена через объем 6 посто нной величины и гидравлическое сопротивление 7 с ТО 8,который заглухчен с другой стороны и установлен в тепловои контакте с холодной головкой КГМ. Периодическое сжатие части рабочего газа в объеме 6 с отводом тепла сжати к холодной головке КГМ и расширение дополнительного количества газа из объема 6 в дросселе 9 позвол ет снизить т-ру газа в ТО нагрузки. 1 ил.

В процессе работы КГМ 2 весь рабочий газ, поступающий от компрессора 1, охлаждаетс в ступен х машины до низких температур. Б процессе впуска рабочего газа в КГМ 2 также открываетс и :самодействующий клапан 3 высокого давлени и часть рабочего газа натекает через регенеративно-рекуперативный теплоо.бменник 5 в объем 6 посто нной величины, где сжимает газ, оставшийс в машине после предыдущего цикла. После выравнивани давлений клапан 3 высокого давлени закрываетс , но в объеме посто нной величины происходит расршрение рабочго газа за счет его перетекани через гидросопротивление 7 в теплообменник 8, имеюидай тепловой контакт с головкой блока цилиндров, где теплот сжати нижнего каскада отводитс к

КГМ 2.

При осуществлении выпуска рабочего газа из КГМ 2 открываетс клапан 4 промежуточного давлени , при этом происходит расширение рабочего газа в объеме 6 посто нной величины. Больша часть газа проходит через регенеративно-рекуперативный теплообменник 5, где отбирает теплоту аккумулированную насадкой, и далее возвращаетс в нижнюю ступень КГМ 2. После закрыти клапана 4 промежуточного давлени происходит выравнивание давлений между теплообменником 8 и объемом 6 посто нной величины за сче перетекани газа через гидросопротивление 7. Рабочий цикл нижнего каскада рефрижератора замыкаетс .

31

Друга часть газа посто нно от- водитс из нижнего каскада в дросселный контур, дросселируетс до низкого давлени (пор дка О,1 Ша) в дросселе 9, в результате чего снижаетс его температура, поступает в теплообменник нагрузки 0, где подводитс теплота от объема охлаждени или те1жостатировани . Далее рабочий газ дроссельного контура поступает в качестве рекуперативного потока в регенеративно-рекуперативный теплообменник 5 и в дополнительный теплообменник 11, наход щийс в тепловом контакте с блоком цилиндров, частично компенсирует тепловые потери КГМ 2р и через регулирующий вентиль 12 подаетс на всасывание в дожимаю1чий компрессор 13.

Выполнение гелиевого рефрижератора на базе КШ 2 Мак-Магона-Гиффорда с низкотемпературной приставкой в нижнем каскаде позвол ет при высоком и промежуточном давлени х 2,0-2,3 МП и 0,4-0,6 МПа (температура на головк блока цилиндров КГМ 12-15 К) получить следующие параметры перед дросселем : давление 1,5-1,6 МПа, темпе- ратура 7-8 К, что позвол ет после дросселировани газа достигнуть уровн температуры 4,2 К.

3

Ф о

4

рмула из обретени Гелиевый рефрижератор, содержащий подключенную к комгфессору криогенную газовую машину, к низкотемпературной головке которой подсоединен дроссельный контур с поочередно работающими обратными клапанами и теплообменником нагрузки, и установленный в тепловом контакте с холодной головкой машины теплообменник, о т- личающийс тем, что, с целью понижени температуры криостати- ровани , рефрижератор; содержит дожимающий компрессор, регенеративно-рекуперативный и дополнительный теплообменники , объем посто нной величины и гидравлическое сопротивление, причем дожимающий компрессор по выходу соединен с входом компрессора, а по входу - с теплообменником нагрузки через дополнительный и регенеративно рекуперативньп теплообменники, теплообменник заглушен с одного конца, а другим подключен через гидравлическое сопротивление и объем посто нной величины к дроссельному контуру, обратные клапаны соединены дополнительным трубопроводом, к которому входом подключен регенеративно-рекуператив- ньш теплообменник, а выход последнего соединен с объемом посто нной ве- личины.

Claims

Формула изобретения Гелиевый рефрижератор, содержащий подключенную к компрессору криогенную газовую машину, к низкотемпературной головке которой подсоединен дроссельный контур с поочередно работающими обратными клапанами и теплообменником нагрузки, и установленный в тепловом контакте с холодной газ дроссельного контура поступает в качестве рекуперативного потока в регенеративно-рекуперативный теплообменник 5 и в дополнительный теплообменник 11, находящийся в тепловом контакте с блоком цилиндров, частично компенсирует тепловые потери КГМ 2, и через регулирующий вентиль 12 подается на всасывание в'дожимающий компрессор 13.

Выполнение гелиевого рефрижератора на базе КГМ
2 Мак-Магона-Гиффорда с низкотемпературной приставкой в нижнем каскаде позволяет при высоком и промежуточном давлениях 2,0-2,3 МПа и 0,4-0,6 МПа (температура на головке блока цилиндров КГМ 12-15 к) получить следующие параметры перед дросселем : давление 1,5-1,6 МПа, температура 7-8 К, что позволяет после дросселирования газа достигнуть уровня температуры 4,2 К.

головкой машины теплообменник, о тличающийся тем, что, с целью понижения температуры криостатирования, рефрижератор: содержит дожи15 мающий компрессор, регенеративно-рекуперативный и дополнительный теплообменники, объем постоянной величины и гидравлическое сопротивление, причем дожимающий компрессор по выходу 20 соединен с входом компрессора, а по входу - с теплообменником нагрузки через дополнительный и регенеративнорекуперативный теплообменники, теплообменник заглушен с одного конца, 25 а другим подключен через гидравлическое сопротивление и объем постоянной величины к дроссельному контуру, обратные клапаны соединены дополнительным трубопроводом, к которому входом 30 подключен регенеративно-рекуперативный теплообменник, а выход последнего соединен с объемом постоянной величины.