SU1719815A1

SU1719815A1 - Система криостатировани

Info

Publication number: SU1719815A1
Application number: SU904802076A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Филин; Игорь Иванович Михайлов; Андрей Леонидович Довбиш; Петр Леонидович Ронжин
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Криогенмаш"
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Изобретение относитс к области криогенной и холодильной техники и может быть использовано в устройствах криостатирова- ни , систем реконденсации, а также как тепг ловой насос. Цель изобретени 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 колесим 1 размещен в ванне со средой-теплоотдатчиком 6. Между корпусом 2 и валом 3 установлено уплотнение 7, На колесе 1 установлено газораспределительное 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 циркул ции теплоносител и теплообменником 14, 4 з.п, ф-лы, 3 ил, U Ю 00 сл

Description

Изобретение относитс к криогенной и холодильной технике и может быть использовано в устройствах криостатировани ,систем реконденсации, устройствах кондиционировани воздуха, а также как тепловой насос.

Известна система криостатировани , содержаща магнитный рефрижератор, в которой рабочее тело выполнено в виде диска с осевыми каналами.

Недостатком такой системы вл етс низка надежность в эксплуатации, обусловленна наличием большого числа уплотнений .

Известна также система криостатировани , содержаща магнитный рефрижератор в виде вращающегос в неподвижном герметичном корпусе колеса, выполненного из рабочего вещества с магнитокалориче- ским эффектом и снабженного радиальными отверсти ми, подключенными к охлаждающему контуру, и ванну со средой- теплоотдатчиком.

Недостатки известной системы заключаютс в низкой холодопроизводительно- сти и эффективности и обусловлены наличием уплотнений между неподвижным корпусом и вращающимс колесом. Это приводит к выделению теплоты трени и возникновению перетечек теплоносител между колесом и корпусом в обход теплообменника нагрузки.

Цель изобретени - повышение холо- допроизводительности.

Поставленна цель достигаетс тем, что в системе криостатировани , содержащей магнитный рефрижератор в виде вращающегос в неподвижном герметичном корпусе колеса, выполненного из рабочего вещества с магнитокалорическим эффектом и снабженного радиальными отверсти ми , подключенными к охлаждающему контуру, и ванну со средой-теплоотдатчи- ком, корпус выполнен из теплопроводного материала и с размещенным в нём колесом помещен в ванну со средой-теплоотдатчи- ком, а торцовые поверхности колеса закрыты герметичными теплоизолирующими дисками, кроме того, корпус снабжен циркул ционными каналами, выполнен в виде ванны со средой-теплоотдатчиком, имеет наружное и внутреннее оребрение. а на цилиндрической поверхности колеса на входе среды-теплоотдатчика установлен фильтр- осушитель.

На фиг.1 представлена схема системы криостатировани ; на фиг.2 - схема организации циркул ции теплоносител в корпусе; на фиг.З -схема системы криостатировани упрощенной конструкции.

Система криостатировани 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 с магнитокалорическим эффектом и часть его размещена в зазоре магнита 5. Корпус 2 с колесом 1 размещен в ванне со средой-теплоотдатчиком 6. Между корпусом 2 и валом

0 3 установлено уплотнение 7. На внутреннем диаметре обода колеса 1 установлено газораспределительное устройство 8. Торцы колеса 1 закрыты герметичными теплоизолирующими дисками 9, жестко со5 единенными с колесом 1. На наружном диаметре колеса 1 жестко с ним установлено газопроницаемое теплоизолирующее покрытие 10. Вал 3 соединен с двигателем 11 посредством привода 12. Магнитный ре0 фрижератор посредством трубопроводов соединен с источником 13 циркул ции теплоносител и теплообменником 14 дл отвода теплоты от теплоносител к среде-теплоприемнику. На внутренней и

5 наружной поверхност х корпуса 2 расположены ребра 15, а в самом корпусе 2 имеютс каналы 16 дл циркул ции теплоносител . На наружной цилиндрической поверхности колеса 1 установлен фильтр-осушитель 17. Система криостатировани работает

0 следующим образом.

От двигател 11 через привод 12 и вал 3 вращение передаетс колесу 1 магнитного рефрижератора. При вращении колеса 1 каждый участок рабочего вещества 4 прохо5 дит через зону сильного магнитного пол , создаваемого магнитом 5, При этом в намагниченном участке рабочего вещества 4 выдел етс теплота намагничивани . Теплоноситель, проход щий через рабочее

0 вещество 4 в зоне сильного магнитного пол , отводит теплоту намагничивани к теплообменнику 14, от которого теплота отводитс к среде-теплоприемнику. После теплообменника 14 теплоноситель поступа5 ет в колесо 1, где проходит через участок рабочего вещества 4, расположенного в области минимального магнитного пол . В этой области в результате размагничивани рабочее вещество 4 охлаждаетс , охлажда

0 при этом теплоноситель. После выхода из колеса 1 теплоноситель попадает во внутреннюю полость корпуса 2, который расположен в среде-теплоотдатчике 6. При этом корпус 2 выполн ет функцию теплообмен5 ника нагрузки. Теплоотдача от теплоносите- л к корпусу 2 осуществл етс при вынужденном движении теплоносител . При работе магнитного рефрижератора в рабочем веществе 4 создаетс градиент

температуры в радиальном направлении, причем на внутреннем диаметре обода колеса 1 средн температура рабочего в°еще- ства 4 близка к температуре среды-теплоприемника, а на внешнем диа- метре - к температуре среды-теплоотдатчи- ка 6. Проход теплоносител через участки рабочего вещества 4 в област х сильного и минимального магнитных полей в требуемом направлении осуществл етс с по- мощью газораспределительного устройства 8.

Claims

Если с реда-теплоот датчик 6 вл етс неагрессивной средой, например воздухом, гелием, метаном, водородом и т.п., то с целью упрощени конструкции системы криостатировани корпус 2 выполнен в виде ванны со средой-теплоотдатчиком 6 (фиг.З). В этом случае среда-теплоотдатчик вл етс теплоносителем. При этом фильтр-осу- шитель 17 предотвращает попадание в рабочее вещество 4 влаги и твердых частиц. Формула изобретени 1. Система криостатировани ,содержаща магнитный рефрижератор в виде вра- щающегос в неподвижном герметичном

корпусе колеса, выполненного из рабочего вещества с магмитокалорическим эффектом и снабженного радиальными отверсти ми, подключенными к охлаждающему контуру, и ванну со средой-теплоотдатчиком, отличающа с тем, что, с целью повышени холодопроизводительности, 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.
2.Система по л, 1,отличающа с тем, что корпус снабжен циркул ционными каналами.
3.Система по п.1, от л и ч а ю щ а с тем, что корпус выполнен в виде ванны со средой-теплоотдатчиком.
4.Система по п.1, отличающа с тем, что корпус имеет наружное и внутреннееоребрение .
5.Система по п.З, отличающа с тем, что на цилиндрической поверхности колеса на входе среды-теплоотдатчика установлен фильтр-осушитель.

Фиг. 2

Фиг. 3