Устройство для охлаждения измерительных приборов Советский патент 1992 года по МПК G12B15/00 H05K7/20 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к конструктивным элементам приборов, и может быть использовано в установках жидкостного охлаждения аппаратуры.

Известно устройство для охлаждения измерительных приборов, содержащее контур системы циркуляции теплоносителя.

Недостатком известного устройства является то, что оно рассчитано на один режим работы.

Известно также устройство для охлаждения измерительных приборов, содержащее контур системы циркуляции теплоносителя, ё также замкнутый контур холодильной системы, включающий компрессор, связанный трубопроводом со входом конденсатора теплообменника, выход

которого связан трубопроводом через ре- сирвер и терморегулируемый вентиль со входом испарителя теплообменника, выход которого связан трубопроводом с компрессором.

Недостатком такого устройства является то, что оно не рассчитано на несколько р ежимов работы.

Наиболее близким техническим решением является устройство для охлаждения измерительных приборов, содержащее кон тур системы циркуляции теплоносителя, включающий бак теплоносителя, насос, связанный трубопроводом с разъемом на входе блока измерительных приборов, выходной разъем которого через вентиль связан трубопроводом с баком, а также замкнутый контур холодильной системы, включающий компрессор, связанный трубопроводом через ресивер и терморегулируемый вентиль со входом испарителя теплообменника, выход которого связан трубопроводом с компрессором.

Недостатком прототипа является низкая скорость перехода с одного режима на другой, обусловленная необходимостью освобождения части трубопроводов от теплоносителя с последующим вакуумированием всего тракта.

Целью изобретения является повыше- ние скорости перехода с одного режима работы на другой, а также расширение эксплуатационных возможностей за счет использования стационарной линии циркуляции теплоносителя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения измерительных приборов, содержащем контур системы циркуляции теплоносителя, включающий бак теплоносителя, насос, связанный тру- бопроводом с разъемом на входе блока измерительных приборов, выходной разъем которого через вентиль связан трубопроводом с баком, а также замкнутый контур хо- лодильной системы, включающий компрессор, связанный трубопроводом со входом конденсатора теплообменника, выход которого связан трубопроводом через ресивер и терморегулируемый вентиль со входом испарителя теплообменника, выход которого связан трубопроводом с компрессором, дополнительно содержатся питающая линия и линия слива, причем испаритель теплообменника замкнутого контура холодильной системы расположен внутри бака теплоносителя контура системы циркуляции теплоносителя, сам бак содержит уровнемер и связан трубопроводом с насосом, который в свою очередь связан трубопроводом с разъемом на входе

измерительных приборов через вентиль, питающая линия содержит четыре вентиля и датчик давления, вход первого вентиля связан трубопроводом со стационарной линией циркуляции теплоносителя, а выход связан трубопроводом со входами второго, третьего и четвертого вентилей, выход второго вентиля связан трубопроводом с баком, выход третьего - с разъемом на входе блока измерительных приборов, а выход четвертого - с датчиком давления, линия слива содержит вентиль, выполненный регулируемым, который связан трубопроводами входом с разъемом на входе блока измерительных приборов, а выходом - со стационарной линией циркуляции теплоносителя,

На чертеже показана функциональная блок-схема предложенного устройства для охлаждения измерительных приборов.

Предложенное устройство для охлаждения измерительных приборов содержит контур системы циркуляции теплоносителя, включающий бак 1 теплоносителя 2, насос 3, связанный трубопроводом 4 с баком и трубопроводами 5 и 6 через вентиль 7 с разъемом 8 на входе блока 9 измерительных приборов. Выходной разъем 10 блока измерительных приборов трубопроводами 11 и 12 через вентиль 13 связан с баком. Замкнутый контур холодильной системы содержит испаритель 14, выход которого трубопроводом 15 связан с компрессором 16, который в свою очередь трубопрводом 17 связан со входом конденсатора 18, выход которого трубопроводом 19 через ресивер 20, трубопроводы 21 и 22 и через терморегулируемый вентиль 23 связан со входом испарителя 14, расположенного внутри бака 1. Внутри бака расположен также уровнемер 24. Устройство кроме того содержит питающую линию, содержащую вентиль 25, связанный своим входом трубопроводом 26 со стационарной линией циркуляции теплоносителя - водопроводной линией. Выход вентиля 25 связан трубопроводом 27 со входами вентилей 28, 29 и 30; при этом выход вентиля 28 связан с датчиком 31 давления, выход вентиля 29 - с баком 1, а выход вентиля 30 через трубопровод 32 - с разъемом 8 на входе блока 9 измерительных приборов. Линия слива содержит регулируемый вентиль 33, связанный трубопроводом 34 с разъемом 10 блока 9 измерительных приборов и трубопроводом 35 со стационарной линией циркуляции теплоносителя - канализацией. На выходе конденсатора 18 замкнутого контура холодильной системы включен вентилятор 36. Кроме того, бак 1 теплоносителя содержит вентиль 37 для слива отстоя.

Предложенное устройство для охлаждения измерительных приборов может работать на нескольких режимах.

I.Режим замкнутого контура теплоносителя. Вентили 7 и 13 открыты, а вентили 25, 28, 29, 30 и 33 закрыты. Наличие теплоносителя 2 внутри бака 1 контролируется уровнемером 24. Насос 3 включен. Теплоноситель 2 по трубопроводу 4 поступает на вход насоса 3, с выхода насоса 3 по трубопроводам 5 и 6 через вентиль 7 теплоноситель поступает на разъем 8 на входе блока 9 измерительных приборов и далее с выхода блока 9 через разъем 10 трубопроводу 11, трубопроводу 12 через вентиль 13 теплоноситель возвращается в бак 1.

При повышении температуры теплоносителя выше предельной включается замкнутый контур холодильной системы. При этом теплоноситель 2, расположенный в баке 1, отдает тепло кипящему в испарителе 14 хладону. Пары хладона компрессором 16 по трубопроводам 15 и 17 нагнетаются в конденсатор 18. В конденсаторе пары хладона охлаждаются и конденсируются за счет продуваемого вентилятором 36 воздуха. Сконденсировавшийся хладон из конденсатора 18 по трубопроводу 19 поступает в ресивер 20 и далее по трубопроводу 21 в регулируемый вентиль 23, где дросселируется до давления кипения и по трубопроводу 22 поступает в испаритель 14, где вскипает за счет отвода тепла от теплоносителя. Далее цикл работы компрессорной холодильной системы повторяется.

II.Режим незамкнутого контура теплоносителя, когда температура воды в стационарной линии циркуляции теплоносителя не выше предельной температуры теплоносителя. В этом случае вентили 25, 30 и 32 открыты, а вентили 28, 29, 7 и 13 закрыты. Теплоноситель (вода) по трубопроводу 26 из водопровода через вентиль 25 и трубопровод 32 поступает на разъем 8 на входе блока 9 измерительных приборов. С выхода блока 9 через разъем 10 теплоноситель по трубопроводам 11 и 34 через вентиль 33 поступает в стационарную линию 35 циркуляции теплоносителя - канализацию.

III.Режим незамкнутого контура теплоносителя, когда температура воды в стационарной линии циркуляции теплоносителя (водопроводе) выше предельной температуры. В этом случае вентили 25, 29, 7 и 33 открыты, а вентили 30 и 13 закрыты. Замкнутый контур холодильной системы включен в работу. Теплоноситель (вода) по трубопроводу 26 из водопровода через вентиль 25 по трубопроводу 27 и вентиль 29 поступает в бак 1. Количество теплоносителя (воды) в баке 1 контролируется уровнемером 24. В баке 1 теплоноситель 2 отдает тепло хладону, кипящему в испарителе 14. Охлажденный теплоноситель по трубопроводу 4 поступает на вход насоса 3. Насос 3 включен. С выхода насоса 3 по трубопроводам 5 и 6 через вентиль 7 теплоноситель поступает на разъем 8 на входе блока 9 измерительных приборов и далее с выхода

0 блока 9 через разъем 10 теплоноситель по трубопроводам 11 и 34 через вентиль 33 поступает в стационарную линию циркуляции теплоносителя - канализацию.

IV. Режим незамкнутого контура тепло5 носителя, когда количество поступающего из стационарной линии циркуляции теплоносителя (воды) недостаточно для охлаждения блока измерительных приборов.

В этом случае работа производится ана0 логично предыдущему режиму, только количество теплоносителя, поступающего в бак 1, контролируется по показаниям датчика 31, для чего вентиль 28 открыт. Согласно показаниям датчика 31 регулируемый вен5 тиль 33 устанавливается на расход теплоносителя в стационарную линию 35 равным поступлению теплоносителя из водопровода 26 в бак 1. Таким образом, основная масса теплоносителя циркулирует по

0 замкнутому контуру, а в канализацию сливается только часть теплоносителя, равная поступающему количеству теплоносителя из водопровода.

Таким образом, предложенное устрой5 ство для охлаждения измерительных приборов позволяет работать на нескольких режимах, а переход с одного режима на другой заключается в переключении соответствующих вентилей.

0Предложенное устройство для охлаждения измерительных приборов было опроби- ровано на опытном образце охлаждения воды системы водяного охлаждения растрового электронного микроскопа типа В 300

5 чехословацкого производства. Само устройство было изготовлено на основе кондиционера БК-1500.

Предложенное устройство для охлаждения измерительных приборов по сравнению

0 с прототипом обладает следующими преимуществами: имеется возможность работать на нескольких (четырех) режимах эксплуатации, максимально используя возможности стационарной линии циркуляции

5 теплоносителя (водопровода); для перехода с одного режима работы на другой остановка в работе не требуется, т.к. необходимо только переключить соответствующие вентили; устройство позволяет работать как в замкнутом режиме циркуляции теплоносителя, так и с использованием стационарных линий циркуляции теплоносителя: водопровода и канализации.

Таким образом, предложенное устройство позволяет эксплуатировать сложную научную аппаратуру с водяним охлаждением в районах с жарким климатом (южная часть СССР), когда температура теплоносителя (воды) в стационарной подводящей линии (водопроводе) выше допустимой при резких колебаниях расхода теплоносителя в стационарной линии, при этом переход с одного режима работы на другой заключается в переключении соответствующих вентилей и включении насоса и компрессора. Кроме того, предложенное устройство позволяет эксплуатировать аппаратуру в условиях, когда подвести линию водопровода к помещению лаборатории не представляется возможным.

Формула изобретения Устройство для охлаждения измерительных приборов, содержащее контур системы циркуляции теплоносителя, образованный соединенными между собой баком теплоносителя, насосом, связанный трубопроводом с разъемом для входа элект - рического соединения с входом блока измерительных приборов, выходной разъем которого через вентиль соединен трубопроводом с баком теплоносителя, и замкнутый контур холодильной системы, образованный компрессором, связанным трубопроводом с входом конденсатора теплообменника, выход которого соединен

трубопроводом через ресивер и терморегулируемый вентиль с входом испарителя теплообменника, выход которого соединен трубопроводом с компрессором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения удобств эксплуатации путем увеличения скорости перехода с одного режима работы на другой и расширения эксплуатационных возможностей за счет использования стационарной линии циркуляции теплоносителя, оно снабжено питающей линией с четырьмя вентилями и датчиком давления и линией слива, испаритель теплообменника замкнутого контура холодильной системы расположен внутри бака теплоносителя контура системы циркуляции теплоносителя, бак теплоносителя снабжен уровнемером и соединен с насосом, причем выход первого вентиля питающей линии связан трубопроводом с контуром системы циркуляции теплоносителя, а его вход - трубопроводом с входами второго, третьего и четвертого вентилей, выход второго вентиля питающей линии связан трубопроводом с баком

теплоносителя, выход третьего - с разъемом для электрического соединения с входом блока измерительных приборов, а выход четвертого-с датчиком давления питающей линии, при этом линия слива выполнена в

виде регулируемого вентиля, который связан с трубопроводами своим входом с разъемом для электрического соединения выходом блока измерительных приборов, а своим выходом - с контуром системы циркуляции теплоносителя.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к конструктивным элементам приборов, и может быть использовано в установках жидкостного охлаждения аппаратуры. Целью изобретения является повышение скорости перехода с одного режима работы на другой, а также расширение эксплуатационных возможностей за счет использования стационарной линии циркуляции теплоносителя. Цель изобретения достигается тем, что устройство содержит контур системы циркуляции теплоносителя, включающий бак 1 теплоносителя 2, насос 3, связанный трубопроводом 4 с баком 1 и трубопроводами 5 и 6 через вентиль 7 с разъемом 8 на входе блока 9 измерительных приборов. Выходной разь- ем 10 блока 9 трубопроводами 11 и 12 через вентиль 13 связан с баком 1. Замкнутый контур холодильной системы содержит испаритель 14, выход которого трубопроводом 15 связан с компрессором 16, который трубопроводом 17 связан со входом конденсатора 18, выход которого трубопроводом 19 через ресивер 20, трубопроводы 21 и 22 и через терморегулируемый вентиль 23 связан со входом испарителя 14, расположенного внутри бака 1. Внутри бака 1 расположен также уровнемер 24. Устройство, кроме того, содержит питающую линию, содержащую вентиль 25, связанный своим входом трубопроводом 26 со стационарной линией циркуляции теплоносителя - водопроводной линией. Выход вентиля 25 связан с трубопроводом 27 со входами вентилей 28, 29 и 30; при этом выход вентиля 28 связан с датчиком 31 давления, выход вентиля 29 - с баком 1, а выход вентиля 30 через трубопровод 32 - с разъемом 8 на входе блока 9. 1 ил. (Л С vj Os го со ю

J T-K-Y- :

ТТТХ7

г Ы

. 32

27

f

30