Микрохолодильник Советский патент 1982 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к дроссельным микрохолодильникам, и может найти применение в дроссельных криогенных установках. Известны дроссельные микрохолодильники, используемые в микрокриогенной технике, содержащие корпус с полым сердечником, на который навита оребренная трубка, выполняющая роль змеевикорого теплообменника, холодный конец которого имеет дроссельный орган 11 3Недостатком этих микрохолодильников, ограничивающих их применение в технике, является существенное от рицательное влияние на их работоспособность и ресурс различных приме сей, присутствующих в рабочем.газе, например, влаги, двуокиси углерода, кристаллизующихся в холодной зоне. Ввиду небольших размеров диаметров трубок микрохолодильников, каналов дроссельных устройств и межтрубного пространства обратнцго потока даже весьма малые количества, примесей, имеющиеся в газах высокой чистоты (например, газообразном азоте особой чистоты по ГОСТ 9293-7), вымораживаясь в каналах холодных зон или непосредственно в дросселе, приводят к забивке каналов или дросселя. Известны микрохолодильники, в которых указанный недостаток частично устранен путем установки перед дросселем фильтрующих элементов. Такой известный микрохолодильник содержит змеевиковый теплообменник с каналами прямого и обратного потоков и фильтр для очистки хладагента. Фильтр известного микрохолодильника выполнен в виде трубки, частично введенной в полость сердечника, на котЪрый навит теплообменник, и имеющей набоковой поверхности фильтрующие отверстия t23. Недостатками такого иикрохолодильника являются низкая работоспособность, надежность и ресурс, обусловленные забивкой каналов прямого и об ратного потока легкокристаллизующими ся примесями, например влагой в процессе эксплуатации микрохолодильника. Примеси, двигаясь в потоке рабоч го газа по каналам прямого потока Охлаждаются и, достигнув определенных температурных)зон, приходят в кристаллическое состояние, осеДают на поверхностях микрохолодильника, что вначале приводит к изменению гид равлических характеристик и расхода а в дальнейшем - к потере работоспособности на требуемом температурном уровне. Кроме того, недостатки такого устройства обусловлены забивкой фильтра кристаллами примесей. Кристаллы, находящиеся в газовом потоке, имея различные размеры, либо задерживаются на поверхности фильтра, либо в порах фильтра, либо, проходя через фильтр, оседают у дрос селя, все это приводит к потере рабо тоспособности из-за высокого гидравлического сопротивления. Целью изобретения является повыше ние ресурса и эксплуатационной надежности микрохолодильника. Поставленная цель достигается тем, что фильтр выполнен в виде нитей из активированного угля, размещенных в каналах теплообменника. На чертеже изображен микрохолодильник, общий вид. Микрохолодильник содержит змеевиковый теплообменник 1 с каналами 2 и 3 прямого и обратного потоков соответственно и фильтр для очистки хладагента, выполненный в виде нитей k из активированного угля, размещенных в каналах 2 и 3 теплообменника. Теплообменник 1 соединен с трубкой коллектора.5, в стейке которой выпол нено дроссельное отверстие 6. Микрохолодильник работает следующим образом. Рабочий газ, содержащий примеси, например влагу и двуокись углерода, в результате дросселирования охлаждается и, двигаясь по каналу 3 обратного потока, омывает и охлаждает расположенную в нем нить Ц, при этом происходит адсорбция примесей из газового потока. За счет теплопереда чи, существующей между прямыь и обратными потоками рабочего газа, происходит охлаждение потока, движущего ся к дроссельному отверстию, а вместе с ним охлаждается нить , расположенная в каналах змеевикового теплообменника 1, при этом также происходит адсорбция примесей из газового потока. С понижением температуры адсорбента его адсорбционная емкость по примесям увеличивается и становится максимальной при выходе микрохолодильника на рабочий температурный режим. Во -время адсорбционной очистки парциальное давление примесей в рабочем газе прямого потока снижается и становится значительно ниже давления их насыщения, что исключает образование кристаллов примесей, обеспечивая надежную работу микрохолодильника. После того, как весь адсорбционный объем будет заполнен адсорбированными примесями, микрохолодильник может устойчиво работать в течение длительного времени, обеспечивая чистоту рабочего газа, поступающего в дроссель за счет улавливания . образовавшихся кристаллов адсорбентом, который работает в это время как обычный механический фильтр. Адсорбция примесей в межтрубном пространстве обусловлена снижением растворимости примеси в момент падения давления рабочего газа за дросселем и переходом ее в перенасыщенное состояние. Находясь в состоянии насыщения, примесь движется с рабочим газом по межтрубному пространству и адсорбируется адсорбентом, размещенным внутри этого пространства. Установка адсорбента в каналах микрохолодильника и наличие градиента температур по его длине обеспечивают глубокую очистку хладагента при оптимальных условиях адсорбции и тем самым повышают работоспособность и эксплуатационную надежность микрохолодильника в 2-3 раза. Формула изобретения Микрохолодильник, содержащий змевиковый теплообменник с каналами рямого и обратного потоков и фильтр ля очистки хладагента, отлиающийся тем, что, с целью овышения ресурса и эксплуатационой надежности, фильтр выполнен в

виде нитей из активированного угля, размещенных в каналах теплообменника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Грезин А.К., Зиновьев B.C. Микрокриогенная техника, М, Машиностроение, 1977, с. 58.

2.Авторское свидетельство СССР If 561849, кл. F 25 В 9/02, Э7