Регулятор микрохолодильника Советский патент 1985 года по МПК F25B9/02 

1 . 1 Изобретение относится к криогенно технике, а именно к устройствам охлаждения и криостатирования в микроэлёктронных приборах. Цель изобретения - упрощение конструкции. Имеется широкий круг металлов, обладающих структурным превращением первого рода (полиморфным либо изоморфным), например: Со, Fe, Т1, Ti, Zr, Се, Рг, Са, Be, HS, La, Pu, Sn, a также ряд сплавов на основе полиморфных металлов. Однако в качестве термочувствительного элемента (ТЧЭ) в регуляторах микрохолодильников могут быть использованы только те, у которых величина дилатометрического эффекта за счет изменения удель ного объема матрицы составляет величину более 1% (Be, Pu, Zr, Hg, La Се, Sn). В этом случае может быть обеспечен достаточно большой ход под вижного элемента регулирующего -органа (иглы); величина хода иглы в регуляторах микрохолодильников должна составлять 40 - 100 мкм. С другой стороны, не пригодны в качестве ТЧЭ металлы, обладающие структурным превращением первого рода, у которых величина изменения удельного объема (дилатометрического эффекта) превышает 26%, например, прий1#/9 полиморфном превращении в олове. Чрезмерно большой объемный эффект при таких превращениях приводит к разрушению метгшла. , На чертеже изображена конструкция регулятора микрохолодильн.ика. Устройство содержит термочувствительный элемент 1, связанный с регулиррощей иглой 2, в которой выполнены выпускные отверстия 3 и 4 12 для хладагента, дроссельное отверстие 5, теплообменник 6. Регулятор работает следующим образом. Рабочее тело (хладагент) поступает из теплообменника 6 через дроссельное отверстие 5, частично перекрытое иглой 2, дросселируется, понижая свою температуру, охлаждает элемент конструкции и через отверстия 3 и 4 в игле выводится наружу. При изменении параметров или количества криоагента, приводящего к нарушению равновесия мелоду притоком тепла извне и стоком тепла, температура в зоне ТЧЭ изменяется, что приводит к структурному превращению, сопровождающемуся изменением удельного объема, а следовательно, и размера (длины) ТЧЭ, который с помощью регулирзтощего органа - иглы 2 изменяет проходное сечение дроссельного отверстия 5 и стремится восстановить это равновесие. Так, при уменьшении температуры ниже TO (TO - температура фазового перехода) размеры ТЧЭ вследствие прямого структурного превращения уменьшается, и жестко связанная .с ним игла 2 перемещается, перекрывая дроссельное отверстие 5, уменьшая при этом расход криоагента. При повьш1ении температуры вьш1е Т происходит обратный процесс, который сопровождается обратным структурным превращением, приводящим к увеличению размера ТЧЭ и перемещению иглы в противоположном направлении. В результате дроссельное отверстие приоткрывается, приводя к увеличению расхода криоагента, что сопровождается понижением температуры ТЧЭ, и процесс регулирования вновь повторяется.

РЕГУЛЯТОР ШКРОХОЛОДИЛЬНИКА, содержащий термочувствительный элемент, связанный с регулирующей иглой, перекрывающей дроссельное отверстие и имеющей выпускные отверстия для хладагента, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, термочувствительный элемент выполнен из материала, обладающего структурным превращением первого рода с изменением удельного объема от 1 до 20%. 3 Ч si а