Криогенная система Советский патент 1977 года по МПК F25B9/02 

(54) КРИОГЕННАЯ СИСТЕМА

1

Изобретение относится к криогенной технике, канкретнее, к холодильным машинам, использующим для предварительного охлаждения криогенные газовые машины (КГМ) и предназначенным для охлаждения ИКр-пр емнш ов, радиоэлектронных и сверхпроводащих систем.

Известен рефрижератор, имеюший компресор и КГМ, содержащую цилиндр с поршневыми вытеснителями и регенераторами, механизм привода, впускной и выпускной клапаны и соединенный с цилиндром последней ступени КГМ посредством обратных клапанов дроссельный контур, включающий ресиверы высокого и низкого давления, дроссельный .теплообменник, дроссельное устройство и теплообменник нагрузки fl}.

Недостатком этого рефрижератора является относительно низкая термодинам1гческая эффективность, связанная, с тем, что гаа высокого давления, поступающий в дроссельный теплообменник из последней ступени цилиндра КГМ, имеет более высокую температуру (на 2 - 5К), чем температура газа в цилиндре за цикл. Последнее объясняется тем, что в период открытгш обратного клапана высокого давления темпвратура газа в последней ступени цилиндра КГМ достигает своего максимального значения за цикл в результате сжатия газа, находящегося в цилиндре. Небольшое повышение температуры газа поступающего в дроссельный каскад, значительно снижает изотермический эффект дросселирования и, соответственно, КГЩ и холодопроизводй- тельность рефрижератора.

Цель изобретения - увеличение холоде производительности- криогенной системы.

Это достигается теМ( что в дроссельном контуре между ресивером высокого давления и дросселем установлен теплообменник, имеющий тепловой контакт с головкой ци;- линдра последней ступени КГМ, причем теплообменник выполнен в виде змеевика, навитого на головку цилиндра.

На чертеже приведена схема описываемой криогенной системы.

Криогенная система имеет компрессор 1 КГМ и дроссельный контур. КГМ состоит из цилиндра 2 с вытеснителем 3, внутри которого помещены регенераторы 4 5 привода вытеснитепя 6, клапанов впуска 7 и выпуска 8. Дроссельный контур содержит ресиверы высокого 9 и низкого дав/гения 1О, теплообменник 11, выполненный, например, в виде змеевика, навитого на головку послед ней ступени цилиндра 2, дроссель 12 и те лообменник нагрузки 13. Дроссельный контур посредством обратных клапанов 14 и 15 соединяется с холодильной головкой цилиндра 2. Компрессор 1 соединяется трубопроводами с ресиверами irasKoro 16 и высокого 17 давле.шя. Из ресивера 9 iraa высокого давления идет в теплообменник 11, где он охлаждается, отдавая тепло газу, расширяющемуся в последней ступени цилиндра 2, и поступает в дроссель 12, в котором давле кие и теШ1ература газа понижаются. В теп лообменнике нагрузки 13 газ низкого дав ления нагревается, отводя тепло от охлаж даемого (ъектвв i Из теплоо.бменника 13 газ поступает в ресивер низкого давления 10 и далее через обратныйКлапан 15 в цилиндр 2. При достижении максимального значе ния давления в ци; индре 2 ГКМ газ из холодильной головки последней ступени цилиндра 2 через обратный клапан 14 поступает в ресивер высокого давления 9 Наполнение газом ресивера высоко1-ю давления 9 осуществляется до тех пор, пока давление в последней ступени цилиндра 2 не станет меньше давления газа в ресивере 9, Опорожнение ресивера низкого давления 10 через обратный клапан 15 происходит лишь в то время цикла, когда давление в последней ступени цилиндра 2 становится меньше, чем давление газа в ресивере 10. Понижение температуры газа перед дроссельным теплообменником, осуществляемое в теплообменнике 11, повышает хо- подопроизводительность рефрижератора примерно на 10%. Формула изобретения 1.Криогенная система содержащая подключенную к компрессору газовую холодильную машину, работающую, например, по циклу Мак-Магона-Джиффорда, и подсоединенный к головке цилиндра газовой холодильной машины дроссельный контур с ресиверами высокого и низкого давления, отличающаяся тем, что, с целью увеличения холодопроизводительности, в контуре между ресивером высокого давления и дросселем установлен теплообменник, имеющий тепловой контакт с головкой цилиндра. 2.Система по п. 1 отличающая с я тем, что теплообменник выполнен в виде змеевика, навитого на головку цилиндра. Источники информации . принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США № 3274786, кл. , 196.6.

Г