SU1694123A1

SU1694123A1 - Cryogenic sprayer

Info

Publication number: SU1694123A1
Application number: SU904786348A
Authority: SU
Inventors: Борис Николаевич Муринец-Маркевич; Валерьян Алексеевич Никитин; Анатолий Романович Красников; Валентина Федоровна Куцевляк; Мартин Ермилович Носов; Сергей Николаевич Шнее; Капитолина Васильевна Божко; Валентина Егоровна Березуцкая
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к криогенной медицинской технике. Цель изобретени - повышение эффективности работы пои со8 П 13 ю 77. // / 6 14 кращении расхода хладагента. Криорэспы- литель содержит теплоизолированную емкость 1 дл хладагента с расположенной внутри магистралью 4 подачи хладагента, на выходе которой установлена распылительна насадка 5 с испарительной камерой 6. Камера 6 содержит две полости - теплоизолированную 7 и нетеплоизолированную 8. Насадка 5 установлена с возможностью поворота ее вокруг оси на 180&deg;. Внутренний канал насадки 5 имеет перегородку 9, а в стенке канала выполнены отверсти 10 и 11,соедин ющие последний с камерой 6. Полость 8 снабжена струегас щим сосудом 12,сообщенным с обеими полост ми камеры и каналом насадки 5. Внутри сосуда 12 расположен золотник 20 с возможностью осевого перемещени и перекрыти отверсти 14 в днище сосуда 12. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С 3 2 1 ,1 / / О ю Јь ю CJ гоThis invention relates to a cryogenic medical technique. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the operation of the P8 P 13 S 77. // / 6 14 increase in the flow rate of the refrigerant. The cryosprayer contains a thermally insulated coolant tank 1 with an internal coolant supply line 4 located at the outlet of which a spray nozzle 5 with an evaporation chamber 6 is installed. Chamber 6 contains two cavities — thermally insulated 7 and non-insulated 8. Nozzle 5 is installed with the possibility of rotating it around the axis by 180 °. The internal channel of the nozzle 5 has a partition 9, and in the wall of the channel there are holes 10 and 11 connecting the latter with the chamber 6. The cavity 8 is equipped with a jetting vessel 12 communicating with both cavities of the chamber and the nozzle channel 5. Inside the vessel 12 there is a spool 20 with the possibility of axial movement and blocking of the hole 14 in the bottom of the vessel 12. 2 Cp f-ly, 4 ill. (L S 3 2 1, 1 / / O yu Ј yu CJ th

Description

Изобретение относитс к криогенной медицинской технике и предназначено дл локального охлаждени различных биологических объектов,The invention relates to a cryogenic medical technique and is intended for the local cooling of various biological objects,

Известен криораспылитель, содержащий теплоизолированную емкость, св занную с магистралью подачи хладагента, на которой закреплены распылительна насадка , содержаща испарительную камеру, выполненную в виде двух полостей, одна из которых теплоизолирована и охватывает канал распылительной насадки, а друга нетеплоизолирована , внутренний канал имеет перегородку, по обе стороны от которой в стенкб канала в вертикальной плоскости выполнены оппозитно расположенные отверсти , соедин ющие внутренний канал с испарительной камерой, при этом распылительна насадка вместе с испарительной камерой имеет возможность поворота вокруг своей оси на 180°.A cryosprayer is known that contains a heat-insulated container connected to the refrigerant supply line, on which a spray nozzle is fixed, containing an evaporation chamber made in the form of two cavities, one of which is insulated and covers the spray nozzle channel, and the other is not heat-insulated, the internal channel has a partition, both sides of which, in the wall of the canal in the vertical plane, are made oppositely spaced holes connecting the internal channel with the evaporation chamber, with this The spray nozzle, together with the evaporation chamber, can rotate around its axis through 180 °.

Криораспылитель позвол ет при повороте испарительной камеры на 180° обеспечивать подачу как газообразного, так и жидкого хладагентов.The cryosprayer allows, when the evaporating chamber is rotated through 180 °, to supply both gaseous and liquid refrigerants.

Однако при газификации жидкого хладагента , особенно в пусковой период, когда больша разность температур между хладагентом и материалом испарительной камеры , стру жидкого хладагента, удар сь о дно испарительной камеры, полностью не газифицируетс и с капл ми жидкого хладагента выходит из распылительной насадки, увеличива при этом его расход и неравномерное охлаждение ткани.However, when gasifying a liquid refrigerant, especially during the start-up period, when a large temperature difference between the refrigerant and the material of the evaporation chamber, the liquid refrigerant stream hitting the bottom of the evaporator chamber does not completely gasify and with the liquid refrigerant drops out of the spray nozzle its consumption and uneven cooling of the fabric.

Этот недостаток имеет место и при необходимости криовоздействи только жидким хладагентом, когда в первоначальный период работы жидкий хладагент из-за соприкосновени со стенками нетеплоизолированного сосуда частично газифицируетс .This drawback also occurs when cryo-effects are necessary only with liquid refrigerant, when in the initial period of operation the liquid refrigerant is partially gasified due to contact with the walls of the non-insulated vessel.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности криовоздействи при одновременном сокращении расхода хладагента , что достигаетс повышением качества газообразного или жидкого хладагента и равномерностью его воздействи на объект охлаждени .The aim of the invention is to increase the efficiency of cryogenic effects while reducing the flow rate of the refrigerant, which is achieved by improving the quality of the gaseous or liquid refrigerant and the uniformity of its effect on the cooling object.

Дл этого в известном изобретении, содержащем теплоизолированную емкость, св занную с магистралью подачи хладагента , на которой с возможностью поворота вокруг оси на 180° установлена испарительна камера, состо ща из теплоизолированной и нетеплоизолированной полостей, и распылительна насадка, внутренний канал которой имеет перегородку с оппозитно расположенными отверсти ми по обе стороны от нее, предложено нетеплоизолиро- оанную полость снабдить струегас щимTo do this, in the well-known invention, which contains a thermally insulated container associated with a refrigerant supply line, on which an evaporating chamber consisting of thermally insulated and non-insulated cavities is installed with a rotatable 180 ° axis, and the internal channel has a septum with an opposite with openings on either side of it, it is proposed that the non-thermally isolated cavity be supplied with a jet

сосудом, гидравлически св занным с ней и с теплоизолированной полостью посредством отверстий, выполненных в днищах сосуда , а с отверстием канала распылительнойvessel, hydraulically connected with it and with the heat-insulated cavity through the holes made in the bottoms of the vessel, and with the opening of the channel

насадки - посредством трубки. В струегас - щем сосуде свободно установлен золотник с возможностью вертикального перемещени , выполненный из теплоизолированного материала, с вертикальными сквозными от0 версти ми и с выступом на торце, взаимодействующим с отверстием гидравлической св зи струегас щего сосуда и теплоизолированной полости.nozzles - through the tube. A spool with the possibility of vertical movement, made of a thermally insulated material, with vertical through openings and with a protrusion on the end interacting with the hydraulic connection opening of the jetting vessel and the thermally insulated cavity, is freely installed in the jetting vessel.

Струегас щий сосуд установлен в не5 теплоизолированной полости с радиальным зазором, в котором с перекрытием друг друга расположены радиальные ребра, закрепленные в прорез х испарительной камеры. На границе теплоизолированной и не0 теплоизолированной полостей закреплена пориста перегородка.The jet-extinguishing vessel is installed in a non-heat-insulated cavity with a radial gap, in which, with overlapping each other, radial ribs are fixed, fixed in the slots of the evaporation chamber. A porous partition is fixed at the boundary between the heat-insulated and non-heat-insulated cavities.

В известных технических решени х не обнаружены признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого реше5 ни , поэтому возможен вывод о наличии существенных отличий в нем.In the known technical solutions, no signs were found that are similar to the distinctive features of the proposed solution, therefore it is possible to conclude that there are significant differences in it.

Возможность достижени положительного эффекта объ сн етс тем, что благодар дополнительно установленным вThe possibility of achieving a positive effect is due to the fact that

0 испарительной камере струегас щему сосуду и ребрам, на участке движени жидкого хладагента из резервуара к распылительной насадке последовательно осуществл етс в струегас щем сосуде уменьшение скорости0 the evaporation chamber of the jetting vessel and the ribs, in the area of movement of the liquid refrigerant from the tank to the spray nozzle, is sequentially reduced in the jet of vessel a reduction in speed

5 потока за счет расширени хладагента в нем, и высокоэффективна его газификаци при последующем прохождении в зазоре между ребрами, расположение которых обеспечивает полую газификацию хлада0 гента, поступающего на объект криовоздействи , что уменьшает его расход и обеспечивает равномерное охлаждение биологической ткани.5 due to expansion of the refrigerant in it, and its highly efficient gasification during the subsequent passage in the gap between the ribs, the location of which provides hollow gasification of the refrigerant entering the cryogenic object, which reduces its consumption and ensures uniform cooling of biological tissue.

При криовоздействии только жидкимWhen cryogenic only liquid

5 хладагентом исключаетс взаимодействие его с нетеплоизолированной полостью испарительной камеры и, следовательно, его газификаци за счет перекрыти ее золотником из теплоизол ционного материала. Та0 ким образом, на криовоздействие равномерным потоком поступает хладагент газообразный без капель жидкости или жидкий без примесей газа и при отом существенно сокращаетс расход хладагента.5, the refrigerant eliminates its interaction with the non-thermally insulated cavity of the evaporation chamber and, consequently, its gasification by blocking it with a slide valve of thermal insulation material. Thus, the cryogenic effect in a uniform flow enters the gaseous refrigerant without liquid droplets or the liquid without gas impurities and the consumption of the refrigerant is significantly reduced at home.

5 На фиг.1 схематично представлен криораспылитель , общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4- криораспылитель, соответствующий криовоздействию жидким хладагентом , общий вид.5 Figure 1 shows a schematic representation of a cryosprayer, general view; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - section bb in figure 2; 4 shows a cryosprayer corresponding to the cryo-exposure with a liquid refrigerant, a general view.

Криораспылитель содержит теплоизолированную емкость 1 дл хладагента с заливной горловиной 2, герметично закрываемой клапаном 3. Е нутри теплоизолированной емкости 1 расположена магист- раль А подачи хладагента, на выходе которой устаноолена распылительна насадка 5 с испарительной камерой б. Испарительна камера 6 содержит две полости - теплоизолированную 7, охватывающую ка- нал распылительной насадки, и нетеплоизолированную 8, наход щуюс при температуре окружающей среды. Распылительна насадка 5 соединена с магистралью 4 подачи с возможностью поворота ее вокруг оси на 180°, например, конусным соединением, легкосъемным и герметичным. Внутренний канал распылительной насадки 5 имеет перегородку 9, по обе стороны от которой в стенке канала в вертикальной плоскости выполнены оппозитно расположенные отверсти 10 и 11, соедин ющие внутренний канал с испарительной камерой 6. Нетеплоизолированна полость 8 снабжена струегас щим сосудом 12, гидравлически св занным с ней и с теплоизолированной полостью 7 посредством отверстий 13 и 14, выполненных в днищах сосуда 12. а также трубкой 15, соедин ющей его распылительной насадкой 5. Трубка 15 закреплена в отверстии 11 насадки Бив отверстии 16 днища сосуда 12, т.е. со стороны магистрали 4 подачи жидкого хладагента .The cryosprayer contains a heat-insulated tank 1 for a refrigerant with a filler neck 2, hermetically closed by a valve 3. The E-core of the heat-insulated tank 1 houses the main line A of the coolant supply, at the outlet of which the spray nozzle 5 is installed with an evaporation chamber B. The evaporating chamber 6 contains two cavities - heat insulated 7, covering the channel of the spray nozzle, and non heat insulated 8, which is at ambient temperature. The spray nozzle 5 is connected to the supply line 4 so that it can be rotated around an axis by 180 °, for example, with a tapered connection, easily removable and airtight. The inner channel of the spray nozzle 5 has a partition 9, on both sides of which in the channel wall in the vertical plane there are opposed openings 10 and 11 connecting the inner channel with the evaporation chamber 6. The non-insulated cavity 8 is equipped with a jar 12 that is hydraulically connected it and with the insulated cavity 7 through the holes 13 and 14, made in the bottoms of the vessel 12. as well as a tube 15 connecting it with a spray nozzle 5. The tube 15 is fixed in the hole 11 of the nozzle Biv hole 1 6 bottoms of vessel 12, i.e. from the main line 4 supplying liquid refrigerant.

Струегас щий сосуд 12 установлен в не- теплоизолированной полости 8 с радиальным зазором а, в котором равномерно расположены радиальные ребра 17, закрепленные в прорез х 18. выполненных в стенке испарительной камеры 6. с образованием межреберных каналов 19 (фиг.2). Ребра 17 соедин ют нетеплоизолированную полость 8 испарительной камеры 6 с окружающей средой и установлены под углом а к вертикальной оси и с перекрыта- ем д. исключающим вертикальный просвет (фиг.З). Внутри струегас щего сосуда 12 свободно установлен золотник 20 с возможностью вертикального перемещени .The jet-extinguishing vessel 12 is installed in a non-thermally insulated cavity 8 with a radial clearance a, in which radial ribs 17 are evenly spaced, fixed in slots x 18. made in the wall of the evaporation chamber 6. with formation of intercostal channels 19 (Fig. 2). The ribs 17 connect the non-thermally insulated cavity 8 of the evaporation chamber 6 with the environment and are set at an angle a to the vertical axis and with an overlap to prevent vertical clearance (FIG. 3). Inside the jetting vessel 12, the valve 20 is freely mounted with the possibility of vertical movement.

Золотник 20 выполнен цельным из теп- лоизол ционного материала, имеет выступ 21, взаимодействующий с отверстием -14 гидравлической св зи сосуда 12 и теплоизо- лированной полости 7, и скоозные вертикальные отверсти 22 в количестве не менее трех. Обе полости 7 и 6 разделены пористой перегородкой 23.The spool 20 is made of solid heat-insulating material, has a protrusion 21 interacting with the opening -14 of the hydraulic connection of the vessel 12 and the heat-insulated cavity 7, and at least three vertical holes 22. Both cavities 7 and 6 are separated by a porous partition 23.

Криораспылитель работает следующим образом.The cryosprayer works as follows.

Дл криовоздействи газообразным хладагентом (см.фиг.1) распылительную насадку 5 с испарительной камерой 6 соедин ют с магистралью 4 подачи таким образом, чтобы нетеилоизолированна полость 8 испари гельной камеры 7 и отверстие 11 во внутреннем канале распылительной насадки 5 были расположены выше продольной оси распылительной насадки 5, при этом оппозитно расположенное в вертикальной плоскости отверстие 10 и теплоизолированна полость 7 будут расположены в нижней части устройства, а свободно установленный внутри струегас щего сосуда 12 золотник 21 расположен в нижней части сосуда, перекрыва отверстие 14. Затем во внутреннюю полость теплоизолированной емкости 2 через горловину 2 заливают жидкий хладагент и герметично закрывают ее клапаном 3.For cryogenic gas refrigerant (see Fig. 1), the spray nozzle 5 with the evaporation chamber 6 is connected to the supply line 4 so that the non-isolated insulated cavity 8 of the evaporation chamber 7 and the opening 11 in the inner channel of the spray nozzle 5 are located above the longitudinal axis of the spray nozzle the nozzle 5, in this case the hole 10 which is opposite in the vertical plane and the heat-insulated cavity 7 will be located in the lower part of the device, and freely installed inside the jetting vessel 12 Spools 21 located at the bottom of the container, overlapping the hole 14. Then the inner cavity of a thermally insulated container 2 via the neck 2 and pour the liquid refrigerant is sealed its valve 3.

В результате теплопритока из окружающей среды часть хладагента испар етс , создава давление, превышающее атмосферное, и жидкий хладагент по магистрали 4 подачи, внутреннему каналу распылительной насадки 5, перед перегородкой 9 через отверстие 11 по трубке 15 попадает в струегас щий сосуд 12, где энерги струи хладагента и ее скорость существенно уменьшаютс вследствие расширени в сосуде 12 и последующего сужени в отверсти х 22 золотника 20. Жидкий хладагент, выход из отверстий 22, заполн ет верхнюю полость струегас щего сосуда и через отверстие 13 в нем равномерно поступает в межреберный канал 1S, в котором он газифицируетс и через пористую перегородку 23 поступает в теплоизолированную полость 7, из которой через отверстие 10 и канал распылительной насадки 5 поступает к объекту криовоздействи .As a result, the heat supply from the environment part of the refrigerant evaporates, creating a pressure greater than atmospheric, and the liquid refrigerant through the supply line 4, to the inner channel of the spray nozzle 5, before the partition 9 through the opening 11 through the tube 15 enters the sprayed vessel 12, where the jet energy the coolant and its speed are significantly reduced due to expansion in the vessel 12 and the subsequent constriction in the holes 22 of the spool 20. Liquid refrigerant, the outlet from the holes 22, fills the upper cavity of the jetting vessel and through from ERSTU 13 therein uniformly enters the intercostal channel 1S, where it is gasified and through a porous wall 23 enters the heat-insulated cavity 7, of which the through hole 10 and the nozzle channel 5 is supplied to kriovozdejstvie object.

Если криовоздействие необходимо осуществить жидким хладагентом (см. фиг.4), то распылительную насадку 5 с испарительной камерой 6 соедин ют с магистралью 4 подачи таким образом,чтобы нетеплоизолиро- ваннал полость 8 испарительной камеры б и отверстие 11 во внутреннем канале распылительной насадки 5 были расположены ниже продольной оси распылительной насадки 5, при этом оппозитно расположенное в вертикальной плоскости отверстие 10 и теплоизолированна полость 7 будут расположены в верхней части устройства. Свободно установленный в струегас щем сосуде 12 золотник 20, переместившись вниз, открывает отверстие А и закрывает отверстие 13. При подаче жидкого хладагента по магистрали 4, внутреннему каналу распылите , ьнсЛ насадки 5 перед перегородкой 9 через отэерстие 11 по трубке 5 он постулает в верхнюю часть струе гас щего сосуда 12 над золотником 20, выполненным из теплоизол ционного материала, откуда через отверстие 14 попадает в теплоизолированную полость 7 и через отоерстие 10 и внут- ренний канал распылительной насадки 5 поступает к объекту криовоздействи .If the cryo-effect needs to be carried out with a liquid refrigerant (see FIG. 4), the spray nozzle 5 with the evaporation chamber 6 is connected to the supply line 4 so that the heat insulation cavity 8 of the evaporation chamber b and the opening 11 in the inner channel of the spray nozzle 5 are not heat insulated. are located below the longitudinal axis of the spray nozzle 5, while the hole 10 and the thermally insulated cavity 7 located opposite to the vertical plane will be located in the upper part of the device. The spool 20, which is loosely installed in the jetting vessel 12, moves downwards, opens opening A and closes opening 13. When supplying liquid refrigerant via line 4, spray the internal channel, push the nozzle 5 in front of the partition 9 through the air cleaner 11 through the tube 5 to the top. the jet of quenching vessel 12 above the spool 20 made of thermal insulating material, from where through the opening 14 enters the thermally insulated cavity 7 and through the orifice 10 and the internal channel of the spray nozzle 5 enters the cryo object health

Дл прекращени криовоздействи жидким или газообразным хладагентом необходимо открыть клапан 3, выпустить газ, имеющий избыточное давление, через горловину 2 в атмосферу.To stop cryogenic liquid or gaseous refrigerant, it is necessary to open the valve 3, release the gas having an excess pressure through the throat 2 into the atmosphere.

По сравнению с известным предлагаемый криораспылитель при его использовании позвол ет обеспечить равномерное криовоздействие на ткань высококачественным газообразным или жидким хладагентом при одновременном сокращении его расхода.Compared with the known, the proposed cryosprayer, when used, ensures uniform cryo-stimulation of the fabric with a high-quality gaseous or liquid refrigerant while reducing its consumption.

Claims

1. Krioraspylitel on avt.Sv. Ma 1572573, characterized in that, with a base of efficiency improvement while reducing refrigerant consumption, in the non-insulated cavity, the evaporator

A jetting vessel is in fluid communication with both cavities of the chamber through holes in its bottoms and with an opening in the nozzle channel through a tube, and inside the vessel there is a spool of insulating material equipped with through vertical openings and a protrusion from the heat-insulated cavity and mounted with the possibility of axial movement and blocking the hole in the bottom of the vessel.

2. A cryosprayer according to claim 2, characterized in that the jetting vessel is installed in a heat-insulated cavity with a radial gap and is provided on the outside with fins arranged at an angle to its vertical axis with overlapping one another, and in the walls of the evaporation chamber are made slots under the ribs for fastening the latter.

3. A cryo-sprayer according to claims 1 and 2. It is distinguished by the fact that the cavities of the evaporation chamber are separated by a porous partition.

Aa

18

5-5

Fm.z