Быстродействующий микрохолодильник Советский патент 1980 года по МПК F25B9/02 

I

Изобретение относится к криогенной технике, а более конкретно к быстродействующим дроссельным микрохолодильникам, и может найти применение для охлаждения оптико-электронных устрйств, например приемников инфракрасного нз лучения.

Известны дроссельные микрохолодильники с сокращенным пусковым периодом, содержащее змеевиковый теплообменник и регулирующее дроссельное устройство, которое томатически в зависимости от температуры изменяет- расход крио- агента l .

Недостаток таких микрохолодильников сложность и громоздкость регулируемого дроссельного устройства, наличие значительной массы его элементов в холодной зоне и сложность их использования при миниатюризации микрохолодильников.

Эти недостатки устранены в быстродействующих микрохолодильниках брыэгающего типа, Е которых время выхода существенно сокращено.

Из известных микрохолодильников наиболее близким к предложенному по тех-г нической сущности является быстродействующий микрохолодильник, содержащий кожух и размещенные в нем теплообменник в виде трубок, навитых на сердечник, и транзитную трубку со змеевиком и дросселем 2 .

Быстродействие известного микрохоло0дильника достигается за счет увеличенного криоагента. Из-за этого в суацио- нарном режиме микрохолодильник имеет значительный запас холодопроизводительности. Для дальнейгиего повышения быст5родействия микрохолодильника необходимо допо;шительно увеличить расход крио- агента. Это приводит к резкому увеличению бесполезного в рабочем периоде иэ бытка холодопроизводительности, в резуль0 тате возрастают вес и габариты системы в целом.

Цель изобретения - сокращение времени выхода на рабочий режим. 3 Это достигается тем, что сердечник мшфохолодильника выполнен полым и со тоит из двух, коаксиальных цилиндров i из материалов с различ}1ыми .1И- Л1шейного расширения, жестко еоёдшеннь1х на теплом конце тегшооб менника и имеющих на холодных концах дроссельные отверстия, причем в полост сердечника, образующую коллектор, вве девы концы трубок теплообменника, а часть змеев ша транзитной трубки ра-эмещена вокруг дроссельных отверстий,. Проссельные отверстия целесообразио размеща ъ под углом к оси сердечника и выполнять с диаметром, большим величш ы взаимного перемещения гсолодных концов цилиндров. На чертеже изображен микрохолодиль ник, продольный разрез. Ми1фохолодильник содержит кожух 1 И ра смещенные в нем теплообменник в виде трубок 2, навитых на сердечник, и Tpaii3HTHyro трубку 3 со змеевиком 4 и дросселем 5с Сердечник выполнен полым и состоит КЗ двух коаксиальных mwwi: ;дров 6 и 7 из материалов с различными коэф4 ициентами линейного расширения., ;11ил1шдры 6 и 7 жестко соединены на . ;теш1ом конце теплообменника с помошыо штифта 8о На холодных концах ди- ликдров 6 и 7 выполнены дроссельные отверстия а и б . Полость сердечли ка образует коллек1чэр 9, в который вве :деиы концы трубок 2 теплообме;га1И1;:а, Часть змеевика 4 транзитной трубки 3 ; размещена вокруг дроссельных отверсти а и б . Дроссельные отверстия размещены под углом к оси се и выполнены с диаметром, боль ш.им величины взаимного перемещекия холодных концов цилиндров Трубкн 2 выполняются оребренныкгК. В одной из трубок 2 выполнено рабочее дроссельно отверстие в. Если диаметр дроссельных отверсгнй а и б выполнен больще велич шы Взаимного перемещения i холодных концо цилиндров 6 и 7, необходимость в ра бочем дроссельном отверстии в OTita™ дает, В дне кожуха 1 выполнено дополнительное мшфоотверстие г Охлажда емый объект 10 расположен напрот ш, выходного naTpjilDKa 11 мшфохолодильзника„Микрохолодильник работает следу1( щу1М образом В момент пуска дроссельные отвер стия а и б совмещены, чем обеспечи6вается максимальнЕ)й )асход криоагента и быстрый выход микрохолодиль 1ика на рабочий режим. При охлаждении элементов микрохолодильни1«1 за счет разницы в коэффи- циент 1Х л1-шейного расщирения внутреннего 6 и внешнего 7 цилиндров дроссельные отверстия а и б смещаются, происходит . их перекрытие и падение расхода от пускового до рабочего. В рабочем режиме необходимый расход криоагента обеспе- чивается рабочим дроссельным отверстием в или непрекрытой частью отверстий и б. .- счет уменьшения гидравлического сопротивления обратного потока с понижением расхода криоагента снижается расход через дополнительное мшсроотверстне г . Устаиавлтшается рабочий расход жвдикости, брызгающей на объект 10 охлаждения. Микрохолодильник выходит на режим. Такое выполнение микрохолодильника позволяет сократить время выхода на режим в 2 раза при снижении потребляемого расхода криоагента в IjS-ljS рааа Формула изобретения 1о Быстродействующий микрохолодильHHKj содержащий кожух и размеще а1ые в .яем теплообменни1с в ввде трубок, навитых на сердечник и транзитную труб, ку со змеевиком к дросселем, отличающийся TGMj что, с целью со- кращенйя времени выхода на рабочий ре. жиМс сердечник выполнен полым и состоит из коаксиальных цилиндр9В из материалов с раапич11ыми коэф лщиентатуЕИ Л1шей- ного расщирения, жестко соедтшенных на теплом конце теп1,юобмен1Пйса и viMeio- luiac. на холодных концах дюссельные отверстия, приче д в полость сердечн -жа, образующую коллектор, введены концы трубок теплообменника, а часть змеевика транзитной трубки размещена во1фуг дрос сельных OTBe-DCTitfi. 2: МккрОХОЛОДИЛЬИИК по По 1, о т л и ч а ю щ- и и с я тем что дроссельные отверсти размещенЬ под углом 45-9О к оси сердечника. 3с МиКрОХОЛОДШТ.ЬНИК по По 1, ОТ. лк ч а ю щ и и,с я тем, что дрос сельные отверстия выполнены с диаметром, большим величинь взаимного перемещения хачодильных концов цютиядров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Суслов А. Д. и др. Дроссельные микроохдадители. Обзорная информация

ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, серия хм-е.- м.,

1974, с. 71.

2. Грезин А. К, и Зиновьев, В. С.

Микрокриоге1шая техника. М., Машиностроение; 1977, с. 65, рис. 29 б.

Ю