Адсорбционный криогенный рефрижератор непрерывного действия

 

Изобретение относится к адсорбционным криогенным рефрижераторам не прерывного действия для получения температур ниже I К и позволяет интенсифицировать теплообмен и снизить теплопритоки, Ятя этого в рефрижераторе , содержащем сосуд 1 с криогенной жидкостью, по крайней мере два адсорбционных насоса 8, 9, двухсекционную ванну с хладагентом, каждая секция разделена на два размешенных один цод другим объема 3, 5 и 4, 6, соединенных между собой трубками (канапами) 13, 15 и 14, J6. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) q F 25 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У2 Ч

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.(46) 15.01.91. Бюл. Р 2 (21) 4340635/06 (22), 12.11.87 (72) А.А.Ароян, В.!<,1(роль, Р.Т,!1нна и И.Г.Синенко (53) 621.56(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 966450, кл. F 25 В 17/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В !382097, кл. Г 25 В 9/02, 1935 (непублик.). (54) АДСОРБЦНОННЫЙ 1(РНО ГЕ11Н1П1 РЕФР11ЖЕРАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕ1!СТВ1И (57) Изобретение относится к адсорб„„SU„„1528057 А 1 ционным криогенным рефрижераторам не" прерывного действия для получения температур ниже 1 1< и позволяет интенсифицировать теплообыен И снизить теплопритоки, Для этого в рефрижераторе, содержащем сосуд 1 с криогенной жидкостью, по крайней мере два адсорбционных насоса 8, 9, двухсек" циснную ванну с хладагеитом, каждая секция разделена на два размещенных один под другим объема 3, 5 и 4, 6, соединенных между собой трубками (каналами) 13, !5 и 14, 16. 1 з.п, ф-лы, 1 ил, ) 528057

Изобретение относится к криогенной технике, к адсорбционным криогенным рефрижераторам непрерывного действия для получения температур ниже 1 К, Цель изобретения — интенсификация теплообмена;r снижение теплопритоков к охлаждаемому объекту.

На чертеже схематично изображен рефрижератор.

Рефрижератор содержит сосуд 1 с криогенной жидкостью 2 с размещенной в нем двухсекцпонной ванной с хла) агентом, каждая секция разделена на два размещенных один над другим 15 объема (верхние объемы 3, 4 и нижние объемы 5, 6), ванна снабжена вакуумной рубашкой 7. Рефрижератор содержит также поочередно включаемые н работу адсорбционные насосы 8, 9, теп- 20 лообменник 10, трубки (каналы) 11, 12, связывающие верхние объемы 3, 4 секции наины с адсорбционными насосами 8, 9, Трубки (каналы) 13, )4 выходят из дна верхних объемов 3, 4 секций и служат для поступления хладагента в нижние объемь 5, 6 секций, трубки (капалы) 15, 16 служат для отвода паров жидкости в паровую фазу верхних объсмоя 3, 4 секций. Охлаждаемьш объект приведен н тепловой контакт 17 с дном нижних объемов 5, 6 секций.

Рефрижератор работает следующим образом, Для получения температур порядка

0,5 К в качестве хладагента используется гелий-3. Адсорбционный насос 9 охлаждается криогенной жидкостью 2, и находящийся в нем твердый адсорбент поглощает пары хладагента в верхнем объеме 4 секции ванны. При этом давление паров хладагента в верхнем объеме 4 секции понижается, а температура поверхности падает до 45

0,3 К. Поступивший по трубке 14 н нижний объем секции жидкий гелий-3 кипит, тем самым охлаждает дно нижнего объема, образовавшийся при этом пар отводится через трубку )6 в па50 ровую фазу верхнего объема 4 секции и откачивается адсорбционным насосом

9 по трубопроводу 12, Таким образом, охлаждаеиь и объект, находящийся в

t тепловом контакте 17 с дном нижнего объекта 6, охла кластся, При этом дос55 тигается более низкая температура охлаждения при я яданной холодопроизводительности 3я лс т уменьшения гидросопротивления соединительных трубок, т,е, эв счет интенсификации поступления хладвгента в нижний объем 6 секции.

Однонременно адсорбционный насос

8 регенерируется путем нагрева твер" дого адсорбента до температуры 15 К.

Выделяющийся при этом газообразный хладагент нначале охлаждается и ожижается в трубках 11 и в теплообменнике 10, а затем сливается в верхний объем 3. При этом нижний объем 5 и трубки 13 и 15 заполняются хладагентом, имеющим в верхнем объеме температуру конденсации, а в нижнем объеме температуру, близкую к температуре нижнего объема откачиваемой секции. Увеличивая теплосопротивление трубок эв счет высоты столба жидкого хладагента в них, тем самым уменьшают нежелательный теплоприток к нижнему объему регенерируемой секции, При переключении насосов соответственно меняется режим работы рефрижератора.

С целью оптимизации теплового режима гидросопротинления и теплосопротивления каналов связаны соотношением

),ч - ),ч где р, и Ч, — гидросопротивление и теплосопротивление канал а для подачи соответ" ственно; р и Ч - гидросопротивление и теплосопротивление канала для отвода жидкости.

Каналы могут, быть выполнены в виде трубок круглого сечения, геометрические размеры которых должны удовлетворять соотношению

h Й2 l ti (- ) (-) --— ь, ), где h - высота трубки подачи жид) кости)

h - высота трубки отнода пара; и

d — диаметр т,врубки подачи жидкости;

d — диаметр трубки отвода пара

t)i — плотность жидкой фазы, плотность парообразной фвэы1 вязкость жидкой фазы вязкость парообразной фазы, при этом расстояние трубок 13, 14 подачи жидкости от основания нижних

5 1528057

6 объемов 5 и 6 выбирается порядка диа- теплообмена и снижения теплопритоков метра трубки. к охлаадаемому объекту, кавдая секция разделена на два размещенных один

Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я 5 под другим объема, соединенных мевду собой двумя каналами, один иэ кото1. Адсорбционный криогеиный рефри- рых выходит иэ нижнего основания: оператор непрерывного дей увия, со- верхнего объема и заканчивается у дерващий сосуд с криогенной видкостью нижнего основания нижнего объема, а с размещенной в нем двухсекционной 10 другой выходит-иэ верхнего основания ванной с хладагентом, снабженной ва- никнего объема и заканчивается у куумиой рубаакой и связанной с охлал- верхнего основания верхнего объема. даемим объектом, и по крайней мере 2. Рефрижератор по п. l, о т л и- два адсорбционных насоса, связанных ч а в шийся тем, что каналы вы" теплообменником, о т л и ч а в щ и й- 15 полнены в виде трубок круглого вече" с я тем, что, с целью интенсификации ния, Составитель И. Олейник

Редактор Г.Наджарян Техред А, Кравчук Корректор В.Кабаций

Заказ 674 Тираж 325 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.узгород, ул. Гагарина, 10I