Сублимационный охладитель приемника излучения Советский патент 1987 года по МПК F25D3/12 

ленного в горловине 6 меньшим основанием к днищу стакана 7 находилась в пределах 1:500 - 1:800. На поршне 3 посредством полого штока 8 и плунжерг 9 с уплотнением установлен дозатор

1

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к охладителям, термостатирующим приемники излучения при низких температурах и использующим скрытую теплоту сублимации запасенного холодильного агента.

Цель изобретения - обеспечение; надежности в работе и улучшение температурных характеристик.

На чертеже изображена схема сублимационного охладителя приемника излучения .

Охладитель содержит цилиндриче;ский теплоизолированный контейнер 1 для размещения отвержденного хладагента 2, в качестве которого может быть использован, например, диоксид углерода Хладагент 2 поджат поршнем 3 к дну-хладопроводу 4 контейнера 1 пружиной 5. В горловине 6 контейнера 1 герметично укреплена емкость в виде стакана 7, обращенного днищем вверх. Внутренняя поверхность стакана 7 вы

полнена в виде усеченного конуса меншим основанием к днищу с конусностью 1:500 - 1:800, Полый шток 8 одним концом соединен с поршнем 3, другой конец размещен в полости стакана 7. Внутри стакана 7. на штоке 8.подв1жкно укреплен плунжер 9 с уплотнением в виде резинового кольца 10, Полость 11, отделенная плунжером 9 в контейнере 1, сообщается с атмосферой через запирающий вентиль 12, установленный в днище стакана 7. В плунжере 9 установлен дозатор 13 утечек газа, вы- полненньй в виде капилляра, обжатого до необходимого просвета. Плунжер 9 и порщень 3 соединены полым штоком 8, по которому газ поступает к доза. тору 13. Через патрубок 14 осуществл ют зарядку охладителя хладагентом и его пара.

Охладитель работает следующим образом.

3. Давление в контейнере 1 зависит от температурного режим 1 работы охладителя , Давление по обе стороны плунжера 9 выравнивается при перетекании газа через дозатор 13. 1 табл. 1 ил.

0

15

Жидкий хладагент, например диоксид углерода, при параметрах, близких к тройной точке, подают патрубок 14 в контейнер 1Т ТТэбыточное давление 5 пара хладагента (для СО оно составляет 0,6-0,7 МПа) заставляет плунжер 9 перемещаться в стгакане 7 по направлению к открытому вентилю 12, через который вытесняется газ из полости 11. При этом поршень 3 переходит в крайнее верхнее положение, соответствующее состоянию готовности поджимной системы, и сжимается пр ткина 5. Утечка газа через дозатор 3 невелика и поэтому не противодействует движению плунжера 9.

Заполнив контейнер 1 жидким хладагентом, отверждают его путем сниже- кия давления пара. При достижении некоторого порогового значения давления начинается обратный ход плунжера 9 и поршня 3 под действием пружины 5, так как ее усилие начинает превьш1ать сумму усилий от давления в контейнере 1 и трения межд,у уплотнением плунжера 9 (резиновое кольцо 10) и внутренней поверхностью стакана 7. Гео метрические характеристики пары плунжер - цилиндр, а также жесткость пружины 5 подобраны так, чтобы указанное пороговое значение давления в контейнере 1 соответствовало полному отвердеванию хладагента (для СО оно составляет около 0,4 МПа). Таким образом, по окончании заправки брикет хладагента 2 оказывается прижатым к дну-хладопроводу 4, чем обеспечивается хороший тепловой контакт между ними, а также работоспособность охладителя при его произвольной ориентации в пространстве.

По мере сублимации хладагента перемещаются порщень 3 и Плунжер 9. Пружина 5 распрямляется, вследствие чего усилие, создаваемое ею, умень5

0

5

0

5

313

шается. Однако вследствие конусности внутренней поверхности стакана 7 одновременно уменьшается и сила трения между уплотнением плунжера 9 и этой поверхностью. Это компенсирует ослаб- ление пружины 5, стабилизируя результирующее давление поджима хладагента 2, и, следовательно, улучшает температурные характеристики охладителя.

При различных давлениях сублимации .хладагента, обусловленных устанавливаемыми температурньми режимами охлаждаемого объекта, давление по обе стороны плунжера 9 выравнивается при закрывании вентиля 12 вследствие утечек газа через дозатор 13. Плунжер 9 оказывается разгруженным независимо от его положения в цилиндре и давления в контейнере. Таким образом, усит

лие поджима х-ладагента к хладопроводу20 удалить из нее в атмосферу. Данное

не зависит от давления пара хладагента, т,е. от режима работы охладителя, что повышает его надежность.

Для оценки эффективности изобретения в таблице приведены и сопостав лены температурные характеристики известного и предлагаемого охладителя, полученные в результате сравнительных испытаний (положение продольной оси охладителей - горизонтальное),

Таким образом, предлагаемый охладитель обеспечивает более качественное термостатирование объекта, чем известный.

Неработающим охладитель считается не только в случае срыва температурного режима (поджим не обеспечен), но и в случае отклонения температуры от заданного значения с течением врепротиворечие устранено путем установки запорного вентиля 12, который сообщает полость с атмосферой при заправке охладителя и герметизирует ее -25 в рабочий период. Без этого органа охладитель неработоспособен.

Конусность внутренней стенки стакана 7 установлена экспериментально, Для практически полной компенсации

30 влияния на температурные характеристики охладителя изменения усилия поджима хладагента вследствие распрямления пружины достаточно, чтобы конусность находилась в пределах

35 1:500 - 1:800. Если конусность больше 1:5005 то может нарушиться уплотнение плунжера в стакане, когда плун жер 9 находится в крайнем нижнем по45

ложении (при расправленной пружине),

мени (даже при наличии поджима). Если конусность меньше 1:800, начи- пературная стабильность объекта охлаждения во времени зависит от стабильности усилия прижима хладагента к хладопроводу.

Взвод пружины 5 для поджима хладагента 2 происходит автоматически при заправке охладителя. Ослабление усилия пружины 5 при ее распрямлении компенсируется уменьшением силы трения плунжера 9 о внутренние стенки стакана 7 вследствие его конусности. Полость стакана 7 расширяется в ту Сторону, в которую движутся поршень 3 и плунжер 9 под действием распрямляющейся пружины 5 во время работы охладителя, т.е. в направлении действия усилия поджима хладагента 2 к поверхности дна-хладопровода 450

,55

нает сказываться изменение усилия пружины при ее распрямлении на стабильности температуры охлаждаемого объекта,

Таким образом, наличие дозатора утечек газа, установленного на плунжере , выполнение поршня для поджима охлажденного хладагента к дну контей нера подпружиненным, а внутренней по верхности стакана - в виде усеченного конуса меньшим основанием к днищу с конусностью :500-1:800обеспечива ет надежность в работе и улучшение тем пературных характеристик сублимацион ного охладителя приемника излучения Формула изобретения

Сублимационный охладитель приемни ка излучения, содержащий цилиндри

34

При любом давлении в контейнере 1 (которое зависит от заданного ратурного режима работы охлаждаемого объекта) давление по обе стороны плунжера 9 выравнивается вследствие перетекания газа через дозатор 13. Поэтому величина усилия поджима зависит только от усилия пружины 5 и силы трения плунжера в стакане 7, т.е. не зависит от давления в контейнере 1.

Такое выравнивание давления по обе стороны плунжера 9 возможно лишь тогда, когда полость стакана 7, отделенная плунжером 9 от контейнера 1, не сообщается с атмосферой. Однако в этом случае при заправке плунжер 9 под действием давления в контейнере не поднимается до конца, если газ, находящийся в указанной полости, не

1

противоречие устранено путем установки запорного вентиля 12, который сообщает полость с атмосферой при заправке охладителя и герметизирует ее. 25 в рабочий период. Без этого органа охладитель неработоспособен.

Конусность внутренней стенки стакана 7 установлена экспериментально, Для практически полной компенсации

30 влияния на температурные характеристики охладителя изменения усилия поджима хладагента вследствие распрямления пружины достаточно, чтобы конусность находилась в пределах

35 1:500 - 1:800. Если конусность больше 1:5005 то может нарушиться уплотнение плунжера в стакане, когда плунжер 9 находится в крайнем нижнем по

Если конусность меньше 1:800, начи-

нает сказываться изменение усилия пружины при ее распрямлении на стабильности температуры охлаждаемого объекта,

Таким образом, наличие дозатора утечек газа, установленного на плунжере , выполнение поршня для поджима охлажденного хладагента к дну контейнера подпружиненным, а внутренней поверхности стакана - в виде усеченного конуса меньшим основанием к днищу с конусностью :500-1:800обеспечива- ет надежность в работе и улучшение температурных характеристик сублимационного охладителя приемника излучения Формула изобретения

Сублимационный охладитель приемника излучения, содержащий цилиндри51

ческий теплоизолированный контейнер с дном-хладопроводом, горловиной и герметично укрепленной на ней емкостью в виде стакана, обращенного днищем вверх, поршень для поджима, от- вержденного хладагента к дну контейнера, полый щток, один конец которого соединен с поршнем, а другой размещен в полости стакана, и установленный на штоке плунжер с уплотнени ем, о тлич ающий ся тем.

Примечание:, и Т, Т, температуры охлаждаемого объекта по истечении времени выхода охладителя на режим и через 8 ч непрерывной работы соответственно; максимальное отклонение температуры от среднего значения (стабильность) в течение 8 ч.

Редактор В. Петраш

Составитель А.Горбачева

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Николайчук

Заказ 1957/36Тираж 476Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

12353

что, с целью обеспечения надежности в работе и улучшения температурных характеристик, охладитель снабжен дозатором утечек газа, установленным 5 в плунжере, и запирающим вентилем, установленным в днище стакана, при этом поршень подпрз жинен, а внутренняя поверхность стакана выполнена в виде усеченного конуса меньшим осно10 ванием к днищу с конусностью от 1:500 до 1:800.

Изобретение относится к холодиль ной технике, а именно к охладителям, использующим скрытую теплоту су блима- ции запасенного холодильного агента. Цель изобретения - обеспечение надежности в работе и улучшение температурных характеристик. Подпружиненный поршень 3 поджимает хладагент 2 к дну- хладопроводу 4 контейнера 1. Для компенсации влияния на температурные характеристики охладителя усилия поджима хладагента достаточно, чтобы конусность внутренней поверхности установсл со to САЭ р1 СО