Патент ссср 333860

 

оюзнал ехническал е <а Ь БА

О П И С А Н И Е (() 333860

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Советскил

Социал истииеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.10.69 (21) 1371605/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 11.09.74 (51) М. Кл. Г 25j 5, 00

Н 051с 5/00

Гасударственный комитет

Сооета Министров СССР ла делам изобретений и открытий (53) УДК 621.59

621,3,041 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Н. Алфеев, В. М. Ягодин, В, А. Никольский и А. В. Иванцов (71) Заявитель (54) МИКРОКРИОГЕННАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к микрокриогенным системам, работающим по замкнутому процессу, и предназначено для использования при охлаждении различных радиотехнических устройств, а также для термостатирования различных объектов.

Известны дроссельные микрокриогенные системы, работающие по замкнутому процессу, предназначенные для охлаждения на уровне температуры кипения жидкого азота электронных устройств, размещенных внутри криостатной оболочки.

В случае использования в качестве охладителя регенеративного микротеплообменника, встроенного в полость криостата, теплопритоки к последнему распределяются по высоте на различных температурных уровнях. Холодопроизводительность системы определяется в основном величиной теплопритоков на самом низком температурном уровне, т. е, на уровне кипения жидкого азота, а в целом — суммарной величиной теплопритоков по высоте криостата. Энергозатраты на единицу отводимого тепла тем больше, чем ниже уровень отвода тепла. В связи с этим энергозатраты на охлаждение электронного устройства уменьшаются по мере уменьшения удельного веса теплопритоков на самом низком температурном уровне, для чего необходимо соответственно увеличить вес теплопритоков на более высоких температурных уровнях.

Цель изобретения — уменьшение энергозатрат на охлаждение электронных устройств за счет перераспределения теплопритоков по высоте в сторону увеличения их удельного ве5 са на более высоких температурных уровнях, с соответственным уменьшением веса и габаритов микрокриогенных систем.

В микрокриогенной системе эта цель достигается установкой в криостате полого активно

10 охлаждаемого экрана, окружающего охлаждаемую полость криостата, причем полость экрана для хладагента конструктивно связана с полостью обратного потока микротеплообменника в той ее части, где происходит кипе15 ние высококипящих компонентов хладагента.

При этом в качестве хладагентов используются: многокомпонентные смеси газов с азотом как основной компонент, а как вспомогательные компоненты — газовые компоненты

20 с более высокой температурой кипения, в том числе углеводороды.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая микрокриогенная система; на фиг. 2 — микротеплообменник системы (узел А

25 на фиг. 1).

В криостате микрокриогенной системы, кроме обычной внутренней 1 и внешней 2 оболочек, имеется полый активно охлаждаемый экран 3, который соединен с микротеплооб30 менником 4 так, чтобы обеспечить циркуляцию хладагента во внутренней полости 5 экрана; обратный поток газообразного и частично жидкого хладагента низкого давления поступает в полость 6. Микротеплообменник 4 вмонтирован в криостат так, что нижний конец его выступает в охлаждаемую полость 7 криостата.

Микрокриогенная система работает следующим образом.

После сжатия до определенного давления в компрессоре 8 хладагент поступает в микротеплообменник 4, где сдросселировавшись через дюзу, ожижается и заполняет охлаждаемую полость 7.

Ожиженный хладагент, заполняющий полость 6 обратного потока, имеет по высоте микротеплообменника различный состав жидкой фазы с постепенным изменением снизу вверх ее концентрации в сторону уменьшения содержания низкокипящего компонента— азота.

При сообщении той части полости обратного потока, где в основном остается жидкая фаза высококипящего компонента, с внутренней полостью 5 активно охлаждаемого экрана 3 последний интенсивно охлаждается жидким высококипящим компонентом с последующим испарением этого компонента и отводом его в полость обратного потока системы.

Предмет изобретения

Микрокриогенная система, работающая по замкнутому процессу, заполненная смесью ос1о новного хладагента с вспомогательными и дополнительными газовыми компонентами, кипящими при более высокой температуре, содержащая компрессор, криостат и микротеплообменник, встроенный во внутреннюю полость

15 криостата, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения удельного веса криостата на низком температурном уровне, в криостате установлен полый активно охлаждаемый экран, окружающий охлаждаемый объем крио20 стата, причем полость экрана для хладагента конструктивно связана с полостью обратного потока микротеплообменника в той ее части, где происходит кипение высококипящих компонентов хладагента.