Эжекторная ступень криогенной установки Советский патент 1984 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к криогенной технике, а более конкретнее - к эжекторным ступеням криогенных установок, предназначенных для охлаждения объекта с помощью циркуляции криоагента в парожидкостном состоянии.

Известны эжекторные ступени, в которых эжектор используется в качестве циркулятора 1 и 2.

Такие ступени применяются для циркуляционного охлаждения объектов, когда для улучшения теплоотдачи от объекта к потоку криоагента, а также для выравнивания температурного поля объекта целесообразно пропускать через объект большое количество криоагента. Если расход прямого потока установки недостаточен, эжектор используется как умножитель расхода.

Известны и такие эжекторные ступени, в которых струйный аппарат служит как для циркуляции криоагента, так и для снижения температуры охлаждаемого объекта 3.

Недостатком таких устройств является то, что снижение температуры неизбежно вызывает уменьшение кратности циркуляции криоагента (отношение расхода криоагента через объект к расходу прямого потока установки) Это объясняется тем, что сборник жидкости, находящийся под давлением обратного потока установки, входит в циркуляционный контур. Для понижения температуры объекта требуется снизить давление в контуре по отношению к давлению обратного потока, но это равносильно увеличению гидравлического сопротивления контура и приводит к уменьшению кратносrv) циркуляции.

Известна эжекторная ступень, в которой сборник жидкости выведен из циркуляционного контура. Контур состоит из камеры смещения эжектора, переохладителя, встроенного в сборник жидкости, охлаждаемого объекта, приемной камеры эжектора и связывающих эти устройства линии 4.

Однако указанный выше недостаток полностью не устранен, так как для вывода из контура криоагента, поступающего через активное сопло эжектора, подключенное к прямому потоку установки, контур связан со сборником жидкости через регулировочный вентиль, а это означает, что хотя бы в одной точке контура давление должно быть выше обратного потока.

Более низкую температуру охлаждения можно достичь в эжекторной ступени криогенной установки, содержащей два эжектора с активными соплами, подключенными к 1инии прямого потока, камерами смешения и приемными камерами, причем камеры смешения подключены соответственно к входу охлаждаемого объекта и сборнику жидкости, паровое пространство которого соединено с

линией обратного потока, а приемная камера первого эжектора подключена к выходу охлаждаемого объекта 5i.

Недостатком данной ступени является то, что снижение температуры в ней достигается .существенным ее усложнением, введением многих дополнительных элементов.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

О Поставленная цель достигается тем, что приемная камера второго эжектора также подключена к выходу охлаждаййого объекта, но через регулирующий вентиль.

Ступень может дополнительно содержать j рекуперативный двухпоточный теплообменник, по первому потоку включенный между Kf мерой смешения первого эжектора и ох. лаждаемым объектом, а по второму - подсоединенный на входе к регулирующему вентилю и жидкостному пространству сбор0 ника жидкости посредством автономного регулирующего вентиля, а на выходе - к приемной камере второго эжектора.

На фиг. 1 изображена схема эжекторной ступени без теплообменника; на фиг. 2 - 5 то же, с теплообменником.

Ступень содержит эжекторы 1 и 2 с активными соплами 3 и 4, подключенными к линии 5 прямого потока, камерами 6 и 7 смешения и. приемными камерами 8 и 9. Камеры 6 и 7 смешения подключены соот0 ветственно к входу охлаждаемого объекта

10и сборнику И жидкости, паровое пространство которого соединено с линией 12 обратного потока. Приемная камера 8 первого эжектора 1 подключена к выходу охлаждаемого объекта 10. Приемная камера 9 второго эжектора 2 также подключена к выходу охлаждаемого объекта 10, но через регулирующий вентиль 13. Ступень дополнительно содержит рекуперативный двухпоточный теплообменник 14, по первому

потоку включенный между камерой 6 сме щения первого эжектора 1 и охлаждаемым объектом 10, а по второму - подсоединенный на входе к регулирующему вентилю 13 и жидкостному пространству сборника

11жидкости посредством автономного регулируюц1.его вентиля 15, а на выходе - к приемной камере 9 второго эжектора 2.

Камера 6 смешения первого эжектора 1, охлаждаемый объект 10 и приемная камера 8 этого же эжектора образуют замкнутый 0 циркуляционный контур.

Эжекторная ступень работает следующим образом.

Часть прямого потока установки поступает в активное сопло 3 эжектора 1, расширяется в нем, приобретает значительную 5 скорость и увлекает поток криоагента, посту пающий в приемную камеру 8. В камере 6 смешения эти потоки смешиваются , и результирующий поток проходит через охлаж

1. ЭЖЕКТОРНАЯ СТУПЕНЬ КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКИ, содержащая два эжектора с активными соплами, подключенными к линии прямого потока , камерами смешения и приемными камерами, причем камеры смешения подключены соответственно к входу охлаждаемого объекта и сборнику жидкости, паровое пространство которого соединено с линией обратного потока, а приемная камера первого эжектора подключена к выходу охлаждаемого объекта, отличающаяся тем, что, с целью упрошенйя конструкции, приемная камера второго эжектора также подключена К выходу охлаждаемого объекта, но через регулирую,ш,ий вентиль. 2. Ступень по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит рекуперативный двухпоточный теплообменник, по первому потоку включенный между камерой смешения первого эжектора и охлаждаемым объектом, а по второму - подсоединенный на входе к регулирующему вентилю и жидкостному пространству сборника сл жидкости посредством автономного регулирующего вентиля, а на выходе - к приемной камере второго эжектора. J / -72 00 | О1 ю // Фиг.