Микрохолодильник Советский патент 1976 года по МПК F25B9/02 

(54) МИКРОХОЛОДИЛЬНИК

1

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к микрохолодильникам, работающим на эффекте Джоуля-Томсона, которые могут быть использованы для охлаждения небольших объектов, например, приемников излучения,

Известен микрохолодильник, имеющий привод для перемещения клапана в дюзе, вьшолненный в виде сильфона со штоком. Имеется сильфонная камера, а сипьфон заполнен каким-либо газом, реагирующим на изменение температуры в холодной зоне. При понижении температуры газ в сильфоне уменьшается в объеме, а в сильфонной камере давление увеличивается - сильфон сжимается, увлекая за собой шток, который кинематически связан с клапаном, расположенным сосен о дюзе. Шток, двигаясь, изменяет сечение дюзы и уменьшает расход хладагента (ij .

Недостатками таких микрохолодильников являются их сложная конструкция, сравнительно небольшая надежность, а также то, что регулировка расхода .хладагента осуществляется пассивно.

Наиболее совершенный из известных мирохолодильников содержит змеевиковый теплообменник, входные концы змеевиков которого подключены через коллектор и патрубок к емкости с хладагентом, а выхоные - к дюзе, снабженной клапаном, имеющим привод возвратно-поступательного перемещения. Привод для перемещения клапана вьшолнен в виде поршня, размещенного в цилиндре, надпоршневая полость которого соединена с подводящим патрубком через пусковой клапан 21 .

Известный микрохолодильник работает следующим образом.

После выхода микрохолодильника на рабочий режим, через пусковой клапан подается давление хладагента в надпоршневую полость. Под действием давления поршень перемещается вниз, увлекая за собой клапан, последний входит в дюзу, уменьшая эффективное сечение. Благодаря этому расход хладагента уменьшается и мшфохолодильник начинает работать на экономичном режиме.

Недостатки этого микрохолодильника

: аключагг:тсп в наличии высокого давления ч un.iKH.apej наличии пускового клаяана, имеющего большой вес; конструктивной сложности привода для перемещения клапана, значительное; весе и габаритах микрохолодильника, а также в возможности засорения дю3E-I.

иелью изобретения является повышение компактности и упрощение конструкции м икр о X ол одильника.

Это достигается тем, что привод выполнен в виде соленоида, сердечник которого связан U клапаном, а патрубок подсоеди {ен к коллектору с помошью сукарник и снабжен на другом коние быстросъемным фильтром, а входные концы змеевиков в месте подк.чючения к коллектору расположены под угло.1 25-35 к оси теплообменника.

При,у;еаение привода для перемещения клапана, выполненного в виде соленоида, не требует очень точного выполнения пары поршень-цилиндр, что значительно упрощает конструкцию узла, а отсутствие вьюокого давления внутри каркаса дает возможность применения тонкостенной трубки, что значительно уменьщает вес и повышает надежность узла и позволяет отказаться от громоздкого пускового клапана, габариты которого значительно больше самого теплообменника.

Установление сухарика на патрубке дает возможность монтажа и гибки его в собранном узле, что значительно упрощает технологию сборки коллектора и гибки патрубка минимальным радиусом под углом, например, 90 . Без сухарика патрубок обламывался в месте входа в коллектор, так как он получал жесткость от обслуживания припоем при монтаже, или же занимался, чем уменьшалось сечение патрубка. Применение сухарика позволяет также значительно уменьшить габариты самого теплообменника.

Расположение входных концов змеевиков

rj

Б коллекторе под углом 25-35 к оси теплообменника позволяет повысить компактность коллектора и увеличить количество змеевиков (например для 4-х, 6-и, 12-и змеевиковых теплообменников). Такое расположение входных кондов змеевиков в коллекторе позволяет значительно сократить теплопритоки и, тем самым, повысить эффективность работы микрохолодильника.

Для повышения надежности работы микрохолодильника и удобства его эксплуатации на патрубке установлен быстросъег-ляый фильтр, который может быть быстро за4

менен новым по мере его забивки или же регенерирован обратной продувкой.

Быстросьемность фильтра достигается установкой на нем уплотняющего эластичного элемента, например резинового, который позволяет быстро вынимать и устанавливать фильтр. Уплотняющий элемент не позволяет проходить механическим частицам помимо фильтра, а также обеспечивает герметичность при высоком, например 350 кгс/см , давлении. Быстросъемный фильтр настолько мал, что его можно устанавливать практически на любом участке подачи хладагента к теплообменнику, величина его соизмерима с патрубком, а тонкость фильтрации очень высокая (например 5-40 мк).

Такие фильтры значительно повышают надежность работы микрохолодильников, предохраняя дюзы от забивки механическими частицами.

На чертеже схематично изображен предлагаемьй микрохолодильник, состоящий

из быстросъемного фильтра 1, патрубка 2, соединенного через сухарик 3 с коллектором 4, Из коллектора 4 начинается змеевик 5, расположенный на каркасе 6. В верхней части каркаса 6 размещен соленокд 7 с сердечником 8, который связан с клапаном 9. В нижней части каркаса устаковлег;а пусковая 10 и рабочая 11 дюзы. Соосно рабочей дюзе 1 1 вмонтирован охлaждaev ый объект 12 в нижней части корпуса 13.

Работает микр о холодильник следующим образом.

Хладагент через быстросъемный фильтр 1 по патрубку 2 поступает в коллектор 4, Из кол,г ектора 4 хладагент расходится по змеевикам 5 и выходит из пусковой 1О и рабочей 11 дюз. В это время подается напряжение на катушку соленоида 7, в результате чего сердечник 8 втягивается, увлекая за собой клапан 9, который полностью открывает дюзу 10. Сдросселированный хла-дагент поступает к oxлaждae /Joмy объек У Расположенному на дне корпуса 13.

Через некоторе время (10-20 сек) пусковой период заканчивается, на дне корпуса 13 скапливается сдросселированный жидкий хладагент, отключается напряжение от соледюида 7 и клапан 9 возврашается в исходное положение, перекрывая пусковую дкзу 10.

Микрохолодильник продолжает работать на эконок-ьччном режиме с рабочей дюзой 11., хладагент выходит из корпуса 13 по