SU918716A1 - Микрохолодильник - Google Patents

Description

(54) МИКРОХОЛОДИЛЬНИК

1

Изобретение относитс  к криогенной технике и может найти применение в дроссельных мийрокриогенных системах, работающих на газовых смес х. . Известны микрохолодильники, содержащие гОловку с сердечником, на который навит змеевик теплообменника с дросселем Г,

Недостатком известных микрохолодиль; НИКОВ  вл етс  их низка  термодинамическа  эффективность при работе на газовых смес х в случае произвольной ориентации их относительно гравитационных сил. Это объ сн етс  тем, что при ориентации холодного конца микроохладител  в сторону, противоположную силам гравитаций, жидкостна  ванна перемещаетс  в теплую зону микроохладител , в результате чего повышаютс  осевые теплопритоки, увеличиваетс  недорекупераци  и .повыщаетс  температура криостатировани . Дл  обеспечени  необходимой температуры криостатировани  в этом случае требуетс  избыточна  хОлодопроизводительность , превышающа , как правило , номинальную в 1,5-2 раза.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  микрохолодильник , содержащий криостат, в котором

установлен змеевиковый теплообменник в виде размещенных одна в другой трубок пр мого и обратного потоков 2.

Недостатком этого микрохолодильника  вл етс  его низка  термодинамическа  эффективность , обусловленна  тем, что охлаждение прибора осуществл етс  кип щим криоагентом через стенку наконечника и слой теплопровод щей пасты, внос щих дополнительное тепловое сопротивление.

Цель изобретени  - повышение термоди10 намической эффективности микрохолодильника при различной ориентации относительно гравитационных сил.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что криостат разделен поперечной перегородкой с уплотнительным элементом по пери15 метру на две части, в одной из которых размещен теплообменник, а друга , образующа  камеру в холодной зоне, соединена с трубками пр мого и обратного потоков.

При этом трубка пр мого потока может

20 быть подключена к камере по периферии, а трубка обратного потока - по центру.

На фиг. 1 представлен микрохолодильник , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А ,на фиг. 1.

Микрохолодильник содержит криостат 1, в котором установлен змеевиковый теплообменник 2 в виде размещенных одна в другой трубок пр мого 3 и обратного 4 потоков . Криостат 1 разделен поперечной перегородкой 5 с уплотнительным элементом 6 по периметру на две части, в одной из которых размещен теплообменник 2, а друга , обращающа  камеру 7 в холодной зоне, соединена с трубками пр мого 3 и обратного 4 потоков. Трубка 3 пр мого потока подключена к камере 7 по периферии, а трубка 4 обратного потока - по центру. Трубка 3 пр мого потока оканчиваетс  дросселем 8, размещенным по касательной к стенке криостата 1. Микрохолодильник также содер .жит головку 9 со штуцерами входа 10 и выхода 11. На торцовой части криостата 1 установлен охлаждаемый прибор 12. Перегородка 5 закреплена ст жкой 13 к обечайке 1.4. Обечайка 14 плотно соединена с теплообменником 2 с помощью капроновой нити 15..

Микрохолодильник работает следующим образом.

Подаваемый в щтуцер 10 криоагент проходит по внутренней трубке 3 пр мого потока змеевика теплообменника 2 и после расширени  в дросселе 8 отводитс  по наружной трубке 4 обратного потока через щтуцер 11. Выполнение трубок 4 обратного потока теплообменника 2 сообщающимис  с холодной зоной криостата 1 позвол ет осуществить непосредственный контакт жидкостной ванны кип щего криоагбнта с охлаждаемым прибором 12, и следовательно, повысить эффективность его охлаждени . Установка перегородки 5 обеспечивает посто нное удержание жидкости в зоне криостата с охлаждаемым прибором 12, что сохран ет эффективность охлаждени  прибора 12 независимо от ориентации относительно гравитационных сил. Выведением дроссел  8 к периферии камеры 7 с направлением криоагента по касательной к стенке криостата I осуществл етс  интенсивное закручивание потока жидкости в камере 7, в результате чего за счет центробежных сил улучщаетс 

удержание жидкости в камере 7, обеспечиваетс  посто нный контакт ее с охлаждаемым прибором 12 при различной ориентации относительно гравитационных сил и создаютс  услови  дл  отбора по трубке 4 только

паровой фазы. Ст жка ЛЗ и уплотнительный элемент 6 обеспечивают плотное соединение перегородки 5 с обечайкой 14 и обечайки 14 с внутренней стенкой криостата 1, что ксключает утечки жидкости. Нить 15 обеспечивает надежную фиксацию витков змеевика,

чем обеспечиваетс  исключение контактов витков между собой и снижение осевого теплопритока теплопроводностью.

Такое выполнение микрохолодильника позвол ет по предварительным расчетам повысить термодинамическую эффективность в 1,5-2 раза при одновременном обеспечении заданной температуры криостатировани .

Claims (2)

1.Микрохолодильник, содержащий криостат , в котором установлен змеевиковый теплообменник в виде размещенных одна в другой трубок пр мого и обратного потоков, отличающийс  тем, что, с целью повышени  термодинамической эффективности, криостат разделен поперечной перегородкой с уплотнительным элементом по периметру на два части, в одной из которых размещен теплообменник , а друга , образующа  камеру в холодной зоне, соединена с трубками пр мого и обратного потоков.

2.Микрохолодильник по п. 1, отличающийс  тем, что трубка пр мого потока подключена к камере по периферии, а трубка

обратного потока - по центру.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 408112, кл. F 25 В 9/02, 1974.

2.Грезин А. К., Зиновьев В. С. Микрокриогенна  техника. М., «Мащиностроение, 1977, с . 60.