Сублимационный охладитель приемника излучения

 

Изобретение относится к холодиль ной технике, а именно к охладителям, использующим скрытую теплоту су блимации запасенного холодильного агента. Цель изобретения - обеспечение надежности в работе и улучшение температурных характеристик. Подпружиненный поршень 3 поджимает хладагент 2 к днухладопроводу 4 контейнера 1. Для компенсации влияния на температурные характеристики охладителя усилия поджима хладагента достаточно, чтобы конусность внутренней поверхности установсл со to САЭ р1 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛ! IH (51)4 F 25 D 3 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3841894/31-13 (22) 14.01.85 (46) 23.05.87. Бюл. 02 19 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) В.А.Наер, А.П.Дворницын, Ю.О.Рыкун и А.Н.Балетов (53) 621.565(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 466368, кл. F 25 П 3/10, 1963.

Таран В.П., Рыкун Ю.О., Дворницын А.П. Сублимационный охладитель.—

Холодильная техника и технология.

Республиканский межведомственный научи.-техн. сборник. Киев: Техника, вып. 33, 1984, с. 27.

ÄÄSUÄÄ 1312353 А1 (54) СУБЛИМАЦИОННЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ ПРИЕМНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к холодиль ной технике, а именно к охладителям, использующим скрытую теплоту сублимации запасенного холодильного агента °

Цель изобретения — обеспечение надежности в работе и улучшение температурных характеристик. Подпружиненный поршень 3 поджимает хладагент 2 к дну" хладопроводу 4 контейнера 1. Для компенсации влияния на температурные характеристики охладителя усилия поджима хладагента достаточно, чтобы конусность внутренней поверхности установ1312353 ленного в горловине 6 меныпим основанием к днищу стакана 7 находилась в пределах 1:500 — 1:800. На поршне 3 посредством полого штока 8 и плунжер<

9 с уплотнением установлен дозатор

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к охладителям, термостатирующим приемники излучения при низких температурах и использующим скрытую теплоту сублимации эапа5 сенного холодильного агента.

Цель изобретения — обеспечение надежности в работе и улучшение температурных характеристик.

На чертеже изображена схема суб- Щ лимационного охладителя приемника излучения.

Охладитель содержит цилиндрический теплоизолированный контейнер 1 для размещения отвержденного хладагента fS

2, в качестве которого может быть использован, например, диоксид углерода. Хладагент 2 поджат поршнем 3 к дну-хладопроводу 4 контейнера пружиной 5. В горловине 6 контейнера 1 20 герметично укреплена емкость в виде стакана 7, обращенного днищем вверх, Внутренняя поверхность стакана 7 вы- полнена в виде усеченного конуса меньшим основанием к днищу с конусностью

l:500 — 1:800, Полый шток 8 одним концом соединен с поршнем 3, другой конец размещен в полости стакана 7.

Внутри стакана 7 на штоке 8,подвижно укреплен плунжер 9 с уплотнением в 30 виде резинового кольца 10. Полость

11, отделенная плунжером 9 в контейнере 1, сообщается с атмосферой через эапираюший вентиль 12, установленный в днище стакана 7. В плунжере 9 ус- 35

Ь. тановлен дозатор 13 утечек газа, выполненный в виде капилляра, обжатого до необходимого просвета. Плунжер 9 и поршень 3 соединены полым штоком

8, по которому газ поступает к доза.- 40 тору 13. Через патрубок 14 осуществля ют зарядку охладителя хладагентом и дренаж его пара.

Охладитель работает следующим образом, >3. Давление в контейнере 1 зависит от температурного режима работы охладителя, Давление по обе стороны плунжера 9 выравнивается при перетекании газа через дозатор 13. 1 табл. 1 ил.

Жидкий хладагент, например диоксид углерода, при параметрах, близких к тройной точке, подают через патрубок

14 в контейнер 1, избыточное давление пара хладагента (для СО оно составляет 0,6-0,7 МПа) заставляет плунжер

9 перемещаться в стакане 7 по направлению к открытому вентилю 12, через который вытесняется газ иэ полости

11. При этом поршень 3 переходит в крайнее верхнее положение, соответствующее состоянию готовности поджимной системы, и сжимается пружина 5. Утечка газа через дозатор 13 невелика и поэтому не противодействует движению плунжера 9.

Заполнив контейнер 1 жидким хладагентом, отверждают его путем сниже- ния давления пара. При достижении некоторого порогового значения давления начинается обратный ход плунжера 9 и поршня 3 под действием пружины 5, так как ее усилие начинает превышать сумму усилий от давления в контейнере 1 и трения между уплотнением плунжера 9 (резиновое кольцо 10) и внутренней поверхностью стакана 7. Геометрические характеристики пары плунжер — цилиндр, а также жесткость пружины 5 подобраны так, чтобы укаэанное пороговое значение давления в контейнере l соответствовало полному отвердеванию хладагента (для СО оно составляет около 0,4 ИПа). Таким образом, по окончании sàïðàâêè брикет хладагента 2 оказывается прижатым к дну-хладопроводу 4, чем обеспечивается хороший тепловой контакт между ними, а также работоспособность охладителя при его произвольной ориентации в пространстве.

По мере сублимации хладагента перемещаются поршень 3 и йлунжер 9.

Пружина 5 распрямляется, вследствие чего усилие, создаваемое ею, умень3 13123 шается. Однако вследствие конусности внутренней поверхности стакана 7 одновременно уменьшается и сила трения между уплотнением плунжера 9 и этой поверхностью, Это компенсирует ослаб- 5 ление пружины 5, стабилизируя результирующее давление поджима хладагента

2, и, следовательно, улучшает температурные характеристики охладителя.

При различных давлениях сублимации 10 хладагента, обусловленных устанавливаемыми температурными режимами охлаждаемого объекта, давление по обе стороны плунжера 9 выравнивается при закрывании вентиля 12 вследствие уте- 15 чек газа через дозатор 13, Плунжер 9 оказывается разгруженным независимо от его положения в цилиндре и давления в контейнере, Таким образом, уси лие поджима хладагента к хладопроводу20 не зависит от давления пара хладагента, т.е. от режима работы охладителя, что повышает его надежность.

Для оценки эффективности изобретения в таблице приведены и сопостав1 лены температурные характеристики известного и предлагаемого охладителя, полученные в результате сравнительных испытаний (положение продольной оси охладителей — горизонтальное).

Таким образом, предлагаемый охладитель обеспечивает более качественное термостатирование объекта, чем известный, Неработающим охладитель считается 35 не только в случае срыва температурного режима (поджим не обеспечен), но и в случае отклонения температуры от заданного значения с течением времени (даже при наличии поджима). Температурная стабильность объекта охлаждения во времени зависит от стабильности усилия прижима хладагента к хладопроводу, Взвод пружины 5 для поджима хла45 дагента 2 происходит автоматически при заправке охладителя, Ослабление усилия пружины 5 при ее распрямлении компенсируется уменьшением силы трения плунжера 9 о внутренние

50 стенки стакана 7 вследствие его конусности. Полость стакана 7 расширяется в ту Сторону, в которую движутся поршень 3 и плунжер 9 под действием распрямляющейся пружины 5 во время

55 работы охладителя, т, е. в направлении действия усилия поджима хладагента 2 к поверхности дна-хладопровода 453 4

При любом давлении в контейнере 1 (которое зависит от заданного температурного режима работы охлаждаемого объекта) давление по обе стороны плунжера 9 выравнивается вследствие перетекания газа через дозатор 13, Поэтому величина усилия поджима зависит только от усилия пружины 5 и силы трения плунжера в стакане 7, т.е. не зависит от давления в контейнере 1.

Такое выравнивание давления по обе стороны плунжера 9 возможно лишь тогда, когда полость стакана 7, отделенная плунжером 9 от контейнера 1, не сообщается с атмосферой. Однако в этом случае при заправке плунжер 9 под действием давления в контейнере 1 не поднимается до конца, если газ, находящийся в указанной полости, не удалить из нее в атмосферу, Данное противоречие устранено путем установки запорного вентиля 12, который сообщает полость с атмосферой при saправке охладителя и герметизирует ее. в рабочий период. Беэ этого органа охладитель неработоспособен.

Конусность внутренней стенки стакана 7 установлена экспериментально.

Для практически полной компенсации влияния на температурные характеристики охладителя изменения усилия поджима хладагента вследствие распрямления пружины достаточно, чтобы конусность находилась в пределах

1:500 — 1:800. Если конусность больше 1:500, то может нарушиться уплотнение плунжера в стакане, когда плунжер 9 находится в крайнем нижнем положении (при расправленной пружине).

Если конусность меньше 1:800, начинает сказываться изменение усилия пружины при ее распрямлении на стабильности температуры охлаждаемого объекта °

Таким образом, наличие доэатора утечек газа, установленного на плунжере, выполнение поршня для поджима охлажденного хладагента к дну контейнера подпружиненным, а внутренней поверхности стакана — в виде усеченного конуса меньшим основанием к днищу сконусностью1:500-1:800обеспечивает надежность в работе и улучшение температурных характеристик сублимационного охладителя приемника излучения

Формула изобретения

Сублимационный охладитель приемника излучения, содержащий цилиндри131

Охладитель

Температура, К, при давлении сублимации, ата

Тэ

4 3 4

4 1

Предлагаемый 199,1

199,3

200,1

21 5 2 +0,2

215,0 97

+0,1

198,9

Около +0,6

260

Известный

Неста-бильна

И р и м е ч а н и е: Т и Т вЂ” температуры охлаждаемого объекта по истеI p. чении времени выхода охладителя на режим и через 8 ч непрерывной работы соответственно;

Т вЂ” максимальное отклонение температуры от средз него значения (стабильность) в течение 8 ч.

Составитель А. Горбачева

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Николайчук

Редактор В, Петраш

Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д„ 4/5

Заказ 1957/36

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г. уж1 ор д, у . р уж.о о л. П оектная 4

1 ческий теплоизолированный контейнер с дном-хладопроводом, горловиной и герметично укрепленной на ней емкостью в виде стакана, обращенного днищем вверх, поршень для поджима., отвержденного хладагента к дну контейнера, полый шток, один конец которого соединен с поршнем, а другой размещен в полости стакана, и установленный на штоке плунжер с уплотнением, отличающийся тем, 2353

6 что, с целью обеспечения надежности в работе и улучшения температурных характеристик, охладитель снабжен дозатором утечек газа, установленным в плунжере, и запирающим вентилем, ус.ановленным в днище стакана, при этом поршень подпружинен, а внутренняя поверхность стакана выполнена в ниде усеченного конуса меньшим осноl0 ванием к днищу с конусностью от

1:500 до 1:800.