Дроссельный микрохолодильник Советский патент 1982 года по МПК F25B9/02 

(54) ДРОССЕЛЬНЫЙ МИКРОХОЛОДИЛЬНИК

изобретение относится к холодиль ной технике, а именно к Дроссельным микрохолодильникам.

По основному asTi св. 559078 известен дроссельный микрохолоДиль- ник, содержащий змеевиковый тепло-, обменник с коллектором на выходном конце, имеющим дроссельное отверстие/ иглу для изменения его проходного сечения и сердечник, выполненный из материала с высоким коэффициентом температурного расширения, при этом игла выполнена из материала с малым коэффициентом температурного расширения, установлена с возможностью изменения первоначального положения и снабжена компенсатором/ выполненным из материала с высоким коэффициентом расширения, и установленным с возможностью изменения перво- . начального положения в зоне температур окружающей среды 1

Однако при использовании многокомпонентного криоагента такой микрохолодильник неработоспособен в положении, когда холодный его конец находится выше теплового. В этом случае температура криостатирования повышается на 3 - 5 К, а рабочий расход смеси увеличивается на 50 - 100%,

в связи с тем, что в силу весьма малых расходов, кинетической энергии вытекающего.из дросселя криоагента недостаточно для ненадежного смывания дна приемного устройства,в то же время для положения холодным концом вверх силы гравитации исключают на.копление ожиженного криоагента на дне приемного устройства, что приводит к образованию в .районе дна при-. емного устройства застойной газовой зоны, в результате чего температура криостатирования повышается.

Кроме того, часть сжиженной смеси по зазору между запорной иглой и ее направляющей попадает в внутрь серj ie4HjiKa,4TO кроме прямых потерь холода ведет к увеличению тепловой нагрузки на микрохолодильник вследствие конвективного переноса тепла от тепловой к холодной зоне сердечника и, главным образом, переконденсации низколетучих компонентов смеси на холодном конце сердечника.

На увеличение тепловой нагрузки регулятор микрохолодильника реагирует увеличением расхода, г, одной стороны, и повышением температуры криостатнрования, с другой. . Цель изобретения - обеспечение работы на много сомпонентном криоагенте при ориентации в прост ранстве. Поставлэнная цель достигается тем, что микрохолодильник дополнительно содеря{ит втулку из деформируемого материала, одним торцом герметично соединенную с свободным концом сердечника и имеющую на другом конце радиальные пазы для прохода криоагента, и вставку из малотеплопроводного материала, установленную внутри сердечника и имеющую отверстие под иглу. Втулка и вставка могут быть выполнены из пенопласта. На чертеже изображен предлагаемый микрохолодильник, продольный разрез Микрохолодильник содержит змеевиковый теплообменник 1 с коллектором на выходном конце, имекяяим дроссельное отверстие 3, иглу 4 для изменени его проходного сечения и сердечник 5,выполненный из материала с высоки коэффициентом температурного расширения. Игла 4 -выполнена из .материала с малым коэффициентом температурного расширения, установлена с возможностью изменения первонатального положения и снабжена компенсатором 6,выполненным из материала с высоким коэффициентом расширения и уста новленным с возможностью изменения первоначального положения в зоне температур окружаницей среды. Микг рохолодильник также содержит втулку 7 из деформируемого материала, одним торцом герметично соединенную с cBdr боднтм концом сердечника 5 и имеющую на другом конце радиальные пазы 8 для прохода криоагента, и вставку 9 из малотеплопроводного материала,Установленную внутри сердечника 5 и ; имеющую отверстие под иглу 4. Втулка 7 и вставка 9 выполнены из пенопласта. Теплообменник соединен с фланцем 10, имеющим резьбовое отввр стие 11, закрытое крЫшк.ои 12, а втулка 7 прижата к дну 12 приемного устройства. Длина части микрохолодильника, разм аемая в колодце, на 0,2 - 1 мм превышает глубину колодца. При работе микрохолодильника квиоагентпосле дросселирования npo Дс вливается через пазы 8 втулки 7, обеспечивая вынужденное омывание дна 12 приемного устройства независимо от пространственного положения микрохолодильника. Благодаря вынужденному омыванию криоагентом дна приемного устройства в испарителе отсутствуют застойные газовые зоны с неравновесньдми жидкой фазе температурами. Температура кристатирования при этом перестает зависеть от пространственного положения микрохолодильника. Заполнение внутренней полости сердечника 5 пенопластом исключает попадание ; во внутрь него ожиженной смеси и связанные с ним прямые потери холода. При этом исключается конвективный теплоперенос внутри сердечника 5 и переконденсации низколетучих ком.понентов смеси на холодном конце сердечника, что обеспечивает стабильность тепловой нагрузки на микрохолодильник, а значит и его рабочего расхода независимо от прост-. ранственного положения. Результэ ы испытаний микрохолодильника показывают, что при изменении пространствеийого положения колебания температуры криостатирования по сравнению с известным снизились в 15 раз и составляют 0,1 0,3 К, а колебания рабочего расхода снизились в 10 раз и не превышают 10 %. Формула изобретения 1,Дроссельный микрохолодильник по авт. св. . 559078, отличающийся тем, что, с целью обеспечения его работы на многокомпонентном криоагенте при любой ориентации в пространстве, он дополнительно содержит втулку из деформируемого материала одним торцом герметично соединенную с свободным концом сердечника и имеющую на другом конце радиальные пазы для прохода криоагента, и вставку из малотеплопроводного материала, установленную внутри сердечника и имекяцую отверстие под иглу. 2.Микрохолодильник по п. 1, отл и ч ающи йся тем, что втулка и вставка выполнены из пенопласта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 559078, кл. Р 25 В 9/02, 1976.

//

12