SU759809A1 - Микрохолодильник 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к микрокриогенной технике и может быть использовано в дроссельных криогенных установках, работающих по замкнутому циклу, для охлажде- , ния элементов радиоэлектронной аппаратуры·

Известны микрохолодильники с простым ⁵ дросселированием, содержащие криостат й размещенный в нем змеевиковый теплообменник, состоящий из головки и сердечника [1].

Недостатками указанных микрохолодиль- ю ников является длительное время выхода на режим и высокое давление хладагента в прямом потоке теплообменника.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому микрохолодильник, содержащий теплообменник, выполненный в виде трубки с дросселирующим устройством, навитой на полый сердечник, укрепленный на фланце [2].

Недостатком этого микрохолодильника является значительное время выхода на рабочий режим. ,

Цель изобретения — сокращение времени выхода микрохолодильника на рабочий режим.

15

20

2

Поставленная цель достигается тем, что на фланце дополнительно укреплена викревая труба с диафрагмой для выхода охлажденного потока, подключенной к полости сердечника, причем последний снабжен окнами, по крайней мере одно из которых расположено в зоне размещения дросселирующего'устройства и снабжено запорным органом, укрепленным на сердечнике посредством термобиметаллической пластины.

На чертеже схематически изображен предлагаемый микрохолодильник.

Микрохолодильник содержит теплообменник, выполненный в виде трубки 1, с дросселирующим устройством 2, навитой на полый сердечник 3, укрепленный на фланце 4. На фланце 4 укреплена вихревая труба 5 с диафрагмой 6 для выхода охлажденного потока, подключенной к полости 7 сердечника 3. Сердечник 3 снабжен окнами 8 и 9, по крайней мере одно из которых расположено в зоне размещения дросселирующего устройства 2 и снабжено запорным органом 10, укрепленным на сердечнике 3 посредством термобиметаллической пластины' 11. Микрохолодильник содержит трубопровод 12 для подвода хладагента в теплообменник

759809

и трубопровод 13 для отвода его. Микрохолодильник размещается в криостате 14.

Микрохолодильник работает следующим образом.

При пуске хладагент одновременно подается в вихревую трубу 5 и теплообменник по трубопроводу 12. Рабочее давление хладагента в вихревой трубе 5 низкое и составляет 8—10 атм, поэтому в установках охлаждения, где в качестве источника сжатого' хладагента используется компрессор, величина такого давления достигается практически за несколько секунд. В вихревой трубе 5 происходит расширение хладагента и разделение его на теплый и холодный потоки. Холодный поток, температура которого ниже температуры окружающей среды на 40—50°С, через отверстие в диафрагме 6 отводится во внутреннюю полость сердечника 3 и через окна 8, 9 выводится в обратный поток теплообменника.

Соотношение гидравлических сопротивлений окон 8, 9, расположенных на верхнем и нижнем уровнях, подбирается по соотношению расходов через верхнее 8 и нижнее 9 окна, обеспечивающему минимальное время выхода на режим.

В результате отвода холодного потока из вихревой трубы 5 происходит быстрое охлаждение элементов теплообменника и криостата 14 до промежуточной температуры, равной температуре холодного потока вихревой трубы 5, что сокращает общее время выхода на рабочий режим микрохолодильника.

После охлаждения элементов до температуры холодного потока вихревой трубки запорный орган 10 перекрывает окно 9 и прекращает подачу холодного потока из вихревой трубы 5 в зону дросселирования, а дальнейший отвод холодного потока из вихревой трубы 5 в обратный поток теплообменника осуществляется через верхнее окно 8.

За время охлаждения элементов теплообменника и криостата 14 до промежуточной температуры источник сжатого хладагента развивает в теплообменнике давление прямого потока, равное рабочему, и дальнейшее охлаждение до заданной температуры в зоне дросселирования происходит за счет дросселирования хладагента из теплообменника.

Благодаря установке вихревой трубы существенно сокращается время выхода на

режим и снижается необходимое рабочее давление прямого потока теплообменника.

Если учесть, что в холодильных установках рабочее давление, равное 200 атм, достигается после включения компрессора ‘за 20—30 с, то очевидно, что дополнительное сокращение времени выхода на режим в изоб ретении получается, кроме сокращения времени охлаждения до промежуточной температуры, за счет более низкого требуемого рабочего давления хладагента в теплообменнике.

При работе микрохолодильника в составе холодильных установок, работающих по замкнутому циклу, снижение требуемого рабочего давленья может существенно повысить энергетическую эффективность систем. Теплый поток вихревой трубки может быть использован для эжектирования обратного потока теплообменника.

Предложенный микрохолодильник позволяет снизить давление прямого потока в

1,5—2 раза и сократить длительность выхода на режим на 10—15%.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Микрохолодильник. содержащий теплообменник, выполненный в виде трубки с дрос селирующим устройством, навитой на полый сердечник, укрепленный на фланце, отличающийся тем, что, с целью снижения времени выхода микрохолодильника на рабочий режим, микрохолодильник снабжен вихревой трубой с диафрагмой для выхода охлаж денного потока, закрепленной на фланце и подключенной к полости сердечника, причем последний снабжен окнами, по крайней мере Одно из которых расположено в зоне размещения дросселирующего устройства и снабжено запорным органом, укрепленным на сердечнике посредством термобиметаллической пластины.