Криогенная система Советский патент 1980 года по МПК F25B9/00 

1

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройству криогенных систем, предназначенных для охлаждения узлов оптико-электронных приборов до температуры 4,2-4,4°КИзвестны криогенные системы д„тя охлаждения объектов при температуре 4,2-4,4°К, содержащие многоступенчатую газовую криогенную машину, вырабатывающую холод на двух или нескольких температурных уровнях, компрессор, обеспечивающий циркуляцию криоагента в дроссельном контуре, ре куперативные теплообменники, в которых осуществляется теплообмен между прямым (высокого давления) и обратным (низкого давления) потоками криоагента, теплообменники предварительного охлаждения, в которых осуществляется теплообмен между криоагентом и головкой охлаждения газовой криогенной мащины 1.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является криогенная система, содержащая многоступенчатую газовую криогенную мащину с головкой охлаждения и дроссельный контур, включающий соединенные последовательно компрессор, спиральные теплообменники для охлаждения прямого потока ооратным н охладители прямого потока на каждой ступени машины 2.

Недостатками известной системы являются большие ее габариты и масса вследствие того, что теплообменники выполнены в виде отдельных- аппаратов, соединенных трубопроводами с охладителями прямого потока, выполненными в виде дисков с отверстиями для прохода криоагента. Большие габариты приводят к снижению эффективности криогенной системы вследствие увеличения теплогфитоков, а больщая масса - к увеличению времени охлаждения до рабочей температуры.

Целью настоящего изобретения является повышение компактности системы.

Поставленная цель достигается тем, что система дополнительно содержит теплоизоляционные втулки, установленные н головке охлаждения, на которые навиты спирали теплообменников, снабженных общей обечайкой, а охладители выполнены в виде трубок, прикрепленных к ступеням газовой криогенной мащины.

На чертеже изображена криогенная система, общий вид.

Криогенная система содержит многоступенчатую газовую криогенную машину 1 с головкой 2 охлаждения и дроссельный контур, включающий соединенные последовательно компрессор 3, спиральные теплообменники 4 для охлаждения прямого потока обратным и охладители 5 прямого потока на каждой ступени машины 1. На головке 2 охлаждения установлены теплоизоляционные втулки 6, на которые навиты спирали теплообменников 4. Теплообменники 4 имеют обшую обечайку 7. Охладители 5 выполнены в виде трубок, прикрепленных к ступеням газовой криогенной машины 1. Дроссельный контур также содержит концевой теплообменник 8. Система имеет охлаждаемый экран 9, выполненный из материала с высокой отражательной способностью и установленный на обечайке 7.

Система работает следующим образом.

Криоагент, например гелий, сжатый в компрессоре 3, поступает в линию прямого потока теплообменника 4, установленного. на первой ступени газовой криогенной машины, в котором охлаждается обратным потоком, и поступает в охладитель 5 на первой ступени мащины. В охладителе 5 криоагент охлаждается за счет холода, вырабатываемого на первой ступени машины 1, и затем поступает в линию прямого потока теплообменника 4, установленного на второй ступени газовой криогенной машины 1, где охлаждается обратным потоком. Далее криоагент охлаждается, проходя охладитель 5 на второй ступени машины 1, и поступает в концевой теплообменник 8. Охлажденный в концевом теплообменнике криоагент дросселируется и поступает в линию обратного потока.

Выполнение криогенной системы согласно данному изобретению приводит к уменьщению габаритов и массы на 15-30% и уменьшению теплопритоков более, чем в 2 раза, что позволяет уменьшить время охлаждения до рабочей температуры на 10-20%.

Формула изобретения

Криогенная система, содержащая многоступенчатую газовую криогенную машину с головкой охлаждения и дроссельный контур, включающий соединенные последовательно компрессор, спиральные теплообменники для охлаждения прямого потока обратным и охладители прямого потока на каждой ступени, отличающаяся тем, что, с целью повышения компактности, система дополнительно содержит теплоизоляционные втулки, установленные на головке охлаждения, на которые навиты спирали теплообменников, снабженных общей обечайкой, а охладители выполнены в виде трубок, прикрепленных к ступеням газовой криогенной машины. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3421331, кл. 62-6, 1969.

2.Патент США № 3128605, кл. 62-6, 1962 (прототип).