Консолідований спосіб роботи кріосистеми “газ-рідина-реконденсація” на базі кріорефрижератора

Номер патенту: 88830

Опубліковано: 10.04.2014

Автор: ДЕМІШЕВ АНАТОЛІЙ ГАВРИЛОВИЧ

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Консолідований спосіб роботи кріосистеми ″газ-рідина-реконденсація″ на базі кріорефрижератора, який відрізняється тим, що накопичення достатнього для здійснення процесу надмалого запасу гелію у ємності здійснюють зрідженням в ній газоподібного гелію, що подають ззовні, при цьому температура та тиск в ній встановлюється природно, відповідно фізичним властивостям гелію та співвідношенню холодоутворюючої спроможності кріорефрижератора та теплоприпливу до гелієвої ємності, що парами та падаючими вниз, створеними на реконденсаті, каплями гелію, що піднімаються, збуджується постійно діюча примусова вентиляція газорідинною сумішшю та ефективне охолодження, яке виключає можливість будь-якого градієнта температури по всій ємності та будь-якого місцевого перегріву елементів вбудованого пристрою.

Текст

Реферат: UA 88830 U UA 88830 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований консолідований спосіб роботи кріосистеми "газ-рідина-реконденсація" на базі кріорефрижератора призначений для створення будь-яких кріогенних установок та кріомагнітних комплексів як для наукових досліджень, так і виробничого призначення, працюючих безперервно в автоматичному режимі. Пропонований консолідований спосіб, в сенсі суті фізики процесу, доцільно стисло означити як спосіб роботи "Cryosystems GLR". У попередні понад ста років, в процесі розвитку фізики низьких температур і кріогенної техніки, фактично сформувалася нова наукоємна високотехнологічна кріогенна галузь. Провідними інститутами і фірмами світу створені науково-технічні школи, якими доведено до досконалості технологію і техніку експерименту та розроблено і створено незліченну кількість різноманітних конструкцій гелієвих наливних кріостатів і кріогенних установок на їх основі. Фірмами та інститутами досягнуті значні результати у створенні кріомагнітних установок. З визначних досягнень в цьому напрямку слід відзначити створення кріогенних та кріомагнітних установок з довгостроковим терміном (протягом декількох місяців) безперервної роботи з однієї заливки зрідженим гелієм. Всі вони виконані зі знімними вводами струму живлення. При цьому кріомагнітна система працює в режимі з струмом соленоїда, закороченим надпровідним ключем. Особливо це стосується розробок фірми VARIAN, медичні томографи, а також комплекс для ЯМР спектрометра, авторське свідоцтво Кріостат №913782, 16.11.1981 г. Демішев А. Г. та другі, та відповідна робота "Дослідження теплообміну і створення кріостатів з тривалим ресурсом роботи" Академік АН УРСР Галкін О.О., Курочкін В.І., Демішев А.Г., Суплін В.З., Пелих Д.П. Доповіді АН УРСР. Серія А - Фізико-математичні та технічні науки. №8, 1982 р., с. 55-58. Простота та переваги технології наливних кріосистем та відповідним їй конструкціям очевидні. Але в останні роки вирішальним став суттєвий недолік означеної технології. Для підготовки та проведення кожного експерименту, у тому числі і для подовження роботи систем з довгостроковим терміном безперервної роботи, потрібен зріджений гелій. Для подовження роботи кріомагнітної установки рядом дослідників реалізована спроба роботи з пониженням рівню зрідженого гелію в ємності нижче верхнього краю надпровідного соленоїда. Але таке, з великим ризиком квенчу та ймовірного пошкодження надто дорогого соленоїда та навіть і всього комплексу, може наважитись здійснити тільки висококваліфікований дослідник. Хоч це і дозволяє подовжити термін роботи на декілька годин, все ж не може розглядатись як технологія роботи кріосистеми, прийнятна для більшості дослідників. В сучасних умовах виробництво інститутами зрідженого гелію на власному обладнанні стало надто дорогим. Закупівля та завезення зрідженого гелію з віддаленого центру стороннього постачальника ще більш проблематично та також надто дорого. Внаслідок цього переважна більшість розробників та дослідників у провідних інститутах, та і цілі інститути вимушені припинити роботи зі створення нових та і використання вже існуючих гелієвих кріоустановок. Наступним вирішальним кроком у розвитку кріогенної техніки стала розробка та освоєння промислового виробництва кріорефрижераторів замкнутого циклу (КРЖ-ЗЦ). Вже декілька провідних фірм освоїли виробництво високонадійних КРЖ-ЗЦ всіляких модифікацій, що забезпечують роботу в безперервному автоматичному режимі близько року і більше. Найбільш вагомих результатів у створенні таких КРЖ-ЗЦ аналогічних серій RDK та SRDK, РТ та SRP та постачання їх досягли фірми CryoMech США, JANIS RESEARCH COMPANY, INC США та SHI (Sumitomo Heavy Industries) Cryogenics Group Японія. Це сприяло створенню та розвитку нового напрямку розробки та виготовлення кріогенних та кріомагнітних комплексів з системою кріогенного забезпечення на базі КРЖ-ЗЦ. Всі створені конструкції наливних або сухих кріогенних установок і кріомагнітних комплексів побудовані на основі КРЖ-ЗЦ, вбудованого в конструкцію кріостата та окремо розташованим компресором і блоком управління його. Важливо відзначити їх суттєві переважні ознаки та такі ж суттєві недоліки. Це системи кріогенного забезпечення на базі наливного гелієвого кріостата з КРЖ-ЗЦ, що здійснюють компенсацію теплопритоків до екранів та ємності та по їх опорам. Такі установки призначені для наукових досліджень та для промислового призначення, наприклад установки фірм Carpko, Outotec, Outokumpu та інші. Простота та переваги способів роботи системи кріогенного забезпечення на базі наливного гелієвого кріостата з КРЖ-ЗЦ та відповідної їй конструкції очевидні. Установки та комплекси, технологія роботи яких базується на використанні зрідженого гелію, стали майже недосяжними для більшості інститутів та підприємств. Новим кроком стало відпрацьовування так званої технології Cryogen Free (сухих, без зріджених кріоагентів) та створення системи кріогенного забезпечення з КРЖ-ЗЦ, в яких кріостат використовують як теплоізолюючий екран. Результати розробок та створення таких кріосистем для наукових досліджень, зокрема та переважно для оптичних досліджень, 1 UA 88830 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 представлено на сайті фірми Oxford Instruments. Детально проблеми створення таких кріомагнітних систем розглянуто та представлено на сайті фірми Cryomagnetics Inc. (США) у розділі "Cryogen-Free Dilution Refrigerator with". Це також кріомагнітні комплекси фірм Advanced Research Systems, Inc., компанії CryoMagnet / Россия / та інші. При всіх перевагах зазначених технологій та відповідних їм конструкцій існує суттєва проблема щодо забезпечення надійного тепловідводу від елементів конструкції та запобігання їх місцевому перегріву. Відомою також є розробка та результати експериментів системи кріогенного забезпечення, що представлені в роботі "PROGRESS REPORT ON VENUS" M.A. Leitner, D.Leitner, S.R. Abbot, C.E. Taylor, CM. Lyneis. LBNL. Berkeley, CA, USA. Охолодження ємності зі зрідженим гелієм, навіть двома надпотужними КРЖ-ЗЦ, та не зважаючи на переускладнення конструкції та відповідні великі витрати, все ж не дозволило досягти бажаного результату. Навіть надефективне захолодження ємності зі зрідженим гелієм лише уповільнило та не виключає випарювання гелію, відповідного теплоприпливу до неї при досягнутій цим температурі. Доцільно розглянути результати експериментів, представлених в роботі "Криостат со сверхпроводящим соленоидом, работающим в газовой фазе" [Демишев А.Г., Пермяков В.В. Сборник "ХУ11 Всесоюзное совещание по физике низких температур" Тезисы докладов. Донецк, 1972 г., с. 328. та "Малогабаритные криомагнитные системы непрерывного потока" Демишев А.Г. та ін. "ПТЭ", №4, 1982 г., с. 260.], в якій показана ефективність охолодження соленоїда без накопичення гелію в ємності, виключно потоком гелію, що подається в кріостат ззовні з поряд розташованою посудиною Дьюара. При всіх перевагах такої технології їй притаманна все та ж вище означена негативна ознака. Технологія роботи базується на використанні значної кількості зрідженого гелію, що стало майже недосяжними для більшості інститутів та підприємств. У реалізації запропонованого способу роботи консолідованого способу "Cryosystems GLR" на базі кріорефрижератора слід відзначити два дещо різних послідовних етапів: Етап 1. Попереднє охолодження всієї системи, зрідження та накопичення необхідного надмалого робочого запасу гелію за допомогою вбудованого КРЖ-ЗЦ. Етап 2. Переведення всієї системи на роботу у автоматичному довгостроковому режимі. У разі кріомагнітної установки це ще заживлення соленоїда до робочого значення струму та перевід, з використанням надпровідного ключа, у режим роботи з закороченим струмом. Згідно з означеним, доцільно проаналізувати визначні переваги та складнощі вже вище згаданих технологій, які слід розглядати як аналоги відповідним етапам у запропонованому способі. Як аналог першого підготовчого етапу запропонованого способу роботи консолідованої технології "Cryosystems GLR" на базі КРЖ-ЗЦ доцільно розглянути розробки фірми Oxford Instruments та кріомагнітних систем фірми Cryomagnetics Inc. (США), CryoMagnet (Росія) з системою кріогенного забезпечення з так званої технології Cryogen Free на базі КРЖ-ЗЦ. Суттєва складність полягає у забезпеченні надійного тепловідводу від всіх елементів конструкції та запобігання місцевому перегріву їх, що надто суттєво особливо для відносно великогабаритної кріомагнітної системи з соленоїдом ще і складної конструкції. Вирішення цієї проблеми вже на невеликих комплексах потребує значного ускладнення конструкції кріомагнітної частини системи, оснащення її складною системою надійних ефективних холодопроводів. Створення ж відносно великогабаритних комплексів з відповідними великими теплоприпливами, та особливо вивід у робочий режим їх надпровідних соленоїдів з величиною робочого струму живлення поряд 200-300А з використанням одного КРЖ-ЗЦ, стає вже надто складною, та може і не вирішальною проблемою. Корисно розглянути розробки фірми CryoMech (США) зі створення лабораторних мінізріджувачів гелію моделей LНеР12 та LНеР18. Ці розробки важливі тим, що їх створенням показана практична ефективність зрідження, що потрапляє ззовні теплого газоподібного гелію та накопичення зрідженого гелію в ємності за допомогою одного з вже згаданих КРЖ-ЗЦ з серії РТ. Як найближчий аналог другого етапу запропонованого способу роботи "Cryosystems GLR" доцільно розглянути розробку, представлену в патенті України на корисну модель "Система кріогенного забезпечення на базі кріорефрижераторів замкнутого циклу великогабаритного багатотоннажного кріомагнітного комплексу" [Демішев А.Г. № 78432 відт 25.03.2013 р.] Система кріогенного забезпечення комплексу складається з гелієвого кріостата з системою екранів і опор, вузлів введення КРЖ-ЗЦ, вводів струму живлення вмонтованого надпровідного соленоіда та пристроїв індикації, управління і захисту, реконденсатора парів гелію в ємності, та двох КРЖЗЦ, забезпечуючих роботу комплекса в автоматичному режимі. Виконання вузла введення у 2 UA 88830 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вигляді знімного функціонально завершеного модуля забезпечує можливість попереднього відпрацьовування параметрів та простоту збірки комплексу і регламентні роботи у виробничих умовах. Реконденсатор, приєднаний холодопроводом до другого ступеня КРЖ-ЗЦ, розташовано безпосередньо над дзеркалом зрідженого гелію в верхній частині ємності. Це забезпечує ефективну реконденсацію парів гелію, що гарантує безперервну необмежену роботу системи кріогенного забезпечення комплексу. Та, при всіх перевагах його система кріогенного забезпечення має суттєву, вже вище означену, притаманну цій технології негативну ознаку застосування великого об'єму зрідженого гелію та його надмірної ціни. В основу корисної моделі поставлена задача - створити консолідований спосіб роботи системи кріогенного забезпечення на базі КРЖ-ЗЦ, спроможної забезпечити безперервну довгострокову роботу будь-якого тож і кріомагнітного комплексу в автоматичному режимі, об'єднуючої визначні переваги технологій наливних та сухих кріосистем та виключаючі їх негативні ознаки. Поставлена задача вирішується тим, що у консолідованому способі роботи кріосистеми "газрідина-реконденсація" на базі кріорефрижератора, згідно з корисною моделлю, накопичення достатнього для здійснення процесу надмалого запасу гелію у ємності здійснюють зрідженням в ній газоподібного гелію, що подають ззовні, при цьому температура та тиск в ній встановлюється природно, відповідно фізичним властивостям гелію та співвідношенню холодостворюючої спроможності кріорефрижератора та теплоприпливу до гелієвої ємності, що парами та падаючими вниз, створеними на реконденсаті каплями гелію, що піднімаються, збуджується постійно діюча примусова вентиляція газорідинною сумішшю та ефективне охолодження, яке виключає можливість будь-якого градієнта температури по всій ємності та будь-якого місцевого перегріву елементів вбудованого пристрою. Спосіб роботи запропонованої консолідованої "Cryosystems GLR" на базі КРЖ-ЗЦ базується на відомих властивостях гелію - діаграми температура - ентропія (T-S) та залежності температури зрідженого гелію від тиску (Т-Р). У виконавчому сенсі технологія виводу комплексу на робочий режим та робота у довгостроковому автоматичному режимі експлуатації здійснюється по етапах наступним чином: 1. Попереднє заповнення гелієвої ємності теплим газоподібним гелієм ззовні, по каналу подачі від стороннього джерела (з гелієвого балона) до тиску поряд 1 атм./760 мм.рт.ст. Надалі система залишається приєднаною до джерела подачі газоподібного гелію. 2. Запуск КРЖ-ЗЦ у роботу та охолодження всієї системи. 3. Зрідження вбудованим КРЖ-ЗЦ, безпосередньо в ємності газоподібного гелію, що подається ззовні та накопичення необхідного надмалого робочого запасу його. Процес зрідження здійснюється відповідно фізичним властивостям гелію. Стандартизовані дані прийняті відповідно з ГОСТ 8.566 Росії "ГСИ. Межгосударственная система данных о физических константах и свойствах веществ и материалов", стандартные справочные данные (ССД СНГ) www.gostinfo.ru. Відповідно ГСССД70-84 Гелий-4 жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоёмкость при температурах 2.5-450 К и давлениях 0.05100 Мпа. Процес також регулюється відповідно залежності температури зрідженого гелію від тиску /Т-Р/. Дані прийняті відповідно з -«ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ. ШКАЛЫ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ" /State system for ensuring the uniformity, °F measurements. Practical temperature scales/ ГОСТ 8.157-75 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 -«ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ДАВЛЕНИЕМ ρ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ИЗОТОПА ГЕЛИЯ-4 И ТЕМПЕРАТУРОЙ Т В КЕЛЬВИНАХ". 4. Переведення системи в стаціонарний режим автоматичної роботи. У кріомагнітному комплексі слід означити ще додатково вагоме і суттєве у цьому сенсі. Це заживлення соленоїда струмом до робочого значення та перевід його, за допомогою надпровідного ключа, в режим з закороченим струмом. 5. Робота кріосистеми комплексу у довгостроковому автоматичному режимі експлуатації. Особливі риси та властивості технології довгострокової роботи та відповідним їй конструкціям кріосистем з забезпеченням охолодження, що виключає місцевий перегрів елементів конструкції пристрою полягають у наступному. Пристрій /надпровідний соленоїд/ вмонтовано в герметичну гелієву ємність, виконаної переважно з матеріалу можливо більшої теплопровідності /мідь/. Робочий запас зрідженого гелію накопичується на дні ємності у надмалій кількості, достатній для здійснення процесу. В верхній частині ємності, над пристроєм, розташовано реконденсатор з розвинутою поверхнею. Далі процес відбувається наступним чином. Нижня частина ємності та пристрою охолоджується безпосередньо зрідженим гелієм. В той же час деяка частка цього гелію, відповідна теплоприпливу до ємності, випарюється. Холодні пари підіймаються догори та конденсуються на реконденсаторі. Каплі утвореної рідини 3 UA 88830 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зливаються вниз. Таким чином постійно парами гелію та падаючими вниз каплями гелію, що піднімається створюється примусова вентиляція газорідинною сумішшю в ємності та ефективне охолодження всіх елементів вбудованого пристрою. Це, та ще і бажане виконання гелієвої ємності з матеріалу можливо більшої теплопровідності, виключає навіть можливість будь-якого градієнта температури по всій ємності, тож і місцевого перегріву елементів вбудованого пристрою. По-друге, слід означити уявлення кількості надмалого робочого запасу зрідженого гелію, достатнього для здійснення процесу у безперервному довгостроковому режимі. Це визначається відповідним розміром гелієвої ємності і пристрою в ньому. Для здійснення означеного процесу, цілком достатньо мати в ємності поряд 0.5-2 л. зрідженого гелію. Як вже вище відмічено, це забезпечується на начальному етапі зрідженням газоподібного гелію, подаваного ззовні. Відповідно співвідношенню холодоутворюючої спроможності другого ступеня КРЖ-ЗЦ та теплоприпливу до гелієвої ємності, температура в ємності в межах 3.5-4.5 К та тиск в ній, відповідно вище згаданої залежності Т-Р, в межах 365-1000 мм.рт.ст. а також і інтенсивність процесу випарювання, реконденсації та вентиляції встановляться природно. Надалі процес не потребує ніяких зовнішніх дій, тобто здійснюється як саморегулівний. Будь-який кріогенний комплекс з запропонованим консолідованим способом роботи "Cryosystems GLR" на базі КРЖ-ЗЦ конструктивно складається з безазотного гелієвого кріостата з системою екранів, функціонально завершеного модуля з КРЖ-ЗЦ і каналом подачі ззовні газоподібного гелію та вмонтованим дослідницьким або виробничим функціональним пристроєм у герметичній гелієвій ємності. Спосіб роботи "Cryosystems GLR" на базі КРЖ-ЗЦ доцільно розглянути найбільш конструктивно та технологічно складну проблему створення кріомагнітних комплексів з вбудованим надпровідним соленоїдом з вводами струму живлення, призначених для роботи в автоматичному режимі, в тому числі і у виробничих умовах. В цьому напрямку, в сенсі забезпечення вимог експерименту, можливо безліч відповідних їм ефективних варіантів виконання конструкцій кріомагнітного комплексу - з горизонтальним, вертикальним та і з будь якою орієнтацією наскрізного отвору, або і без нього. На фіг. 1 наведена схема конструкції кріомагнітного комплексу з горизонтальним наскрізним отвором з введеним в горловину кріостата герметичним функціонально завершеним модулем з двоступінчастим КРЖ-ЗЦ та розташованими на його зовнішній поверхні каналом вводу газоподібного гелію і секціями вводів струму живлення та реконденсатором. Це одна з найбільш прийнятних базова схема конструкції комплексу з горизонтальним наскрізним отвором. Герметичний функціонально завершений модуль 11 з двоступінчастим КРЖ-ЗЦ 10 та з розташованими на його зовнішній поверхні каналом 15 вводу газоподібного гелію, нижньою та верхньою 9 секціями вводів струму живлення та реконденсатором 17 введено безпосередньо в горловину 7 герметичної ємності 3 з надпровідним соленоїдом 2. Холодознімач другого ступеня КРЖ-ЗЦ приєднано холодопроводом 16 до реконденсатора та нижнього холодознімача канала 15 подачі гелію. Відповідно поз. 1 означено робочий запас зрідженого гелію в ємності. Ємність захищена екраном 4, приєднаним холодознімачем 14, через холодознімач 13, до холодознімача 12 першого ступеня КРЖ-ЗЦ. До холодознімача 13 приєднано також верхню частину вводу 15 газоподібного гелію та верхню секцію 9 вводу струму живлення. Таким чином здійснюється, на рівні температури 45-50 К, компенсація радіаційного теплоприпливу на екран так і з його опор, а також і з верхніх частин горловини та з верхньої частини вводу газоподібного гелію та з верхньої секції вводу струму живлення. В свою чергу екран 4 захищений додатковим не охолоджуваним (вільним) екраном 5 від надмірного радіаційного теплоприпливу від кожуха 6. Суттєвою переважною ознакою конструкції цього типу є те що, для проведення профілактики, регламентних робіт та і можливого удосконалення конструкції, модуль з КРЖ-ЗЦ та реконденсатором, каналом подачі газоподібного гелію і вводами струму живлення може вільно вийматись з горловини кріостата з надпровідним соленоїдом. На фіг. 2 наведена схема конструкції кріомагнітного комплексу з горизонтальним наскрізним отвором та розташованим в горловині кріостата модулем з двоступінчастим КРЖ-ЗЦ та каналом вводу газоподібного гелію і секціями вводів струму живлення та реконденсатором. Це схема конструкції комплексу з горизонтальним наскрізним отвором, аналогічна попередній, представленій на фіг.1. На відміну від попередньої конструкції модуль 18 з КРЖ-ЗЦ 10, оснащений реконденсатором 17, каналом 15 вводу газоподібного гелію та секціями 8 та 9 вводів струму живлення, введено безпосередньо в горловину 7 єдиної герметичної ємності 3 з надпровідним соленоїдом 2. Для проведення профілактики, регламентних робот та і можливого удосконалення конструкції, аналогічно попередній конструкції, модуль з КРЖ-ЗЦ і 4 UA 88830 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 реконденсатором та означеними вводами виймається з горловини кріостата шляхом розгерметизації його ємності з надпровідним соленоїдом. На фіг. 3 наведена схема конструкції кріомагнітного комплексу з вертикальним наскрізним отвором. Двоступінчастий КРЖ-ЗЦ 10 вмонтовано безпосередньо в конструкцію кріостата в єдиному герметичному кожусі 5. Соленоїд 2 та розташований над ним реконденсатор 17 вмонтовано у герметичну гелієву ємність 3. Захисний радіаційний екран 4 з розташованим на його зовнішній поверхні шаром суперізоляції 19 приєднано до першого ступеня КРЖ-ЗЦ. Канал 15 вводу газоподібного гелію розташовано окремо. Охолодження ємності з реконденсатором 17 відбувається за допомогою холодопровода 18, з'єднаного з холодознімачем 16 другого ступеня КРЖ-ЗЦ. Відмінність варіантів конструкцій кріостатної частини комплексів визначається будь-якою орієнтацією наскрізного отвору або і без нього. Незначною відмінністю є додатковий екран 5, якого може не бути і зовсім. У цьому випадку для зменшення радіаційного теплоприпливу на екран 4, на зовнішній поверхні його може бути передбачена суперізоляція. Відносно малогабаритні комплекси можуть бути виконані і взагалі без екрана 5 та і суперізоляції на екрані 4. Суттєвою відмінністю варіантів конструкцій є конструкція вводу КРЖ-ЗЦ та каналу подачі газоподібного гелію і вводів струму живлення. Цілком прийнятна конструкція, в якій канал подачі газоподібного гелію і вводу струму живлення розташовані окремо від КРЖ-ЗЦ, та все ж охолоджуються ним. Вводи струму можуть бути з роз'єднаними секціями або взагалі знімними. Та це визначає тільки рівень теплоприпливів по ним та відповідну ступінь зручності проведення профілактики та регламентних робіт. Остаточний вибір будь-якого варіанта конструкції кріомагнітного комплексу визначається уподобаннями розробника та вимогами конкретного експерименту чи виробництва. Характерними рисами роботи всіх варіантів конструкцій є: - конструкція кріостата передбачає модуль введення КРЖ-ЗЦ; - надпровідний соленоїд розташовують в герметичній ємності, що виконана з матеріалу можливо більшої теплопровідності; - в конструкції кріостата передбачено канал подачі ззовні теплого газоподібного гелію та вводу струму живлення соленоїда; - реконденсатор розташовано безпосередньо в верхній частині герметичної ємності з надпровідним соленоїдом; - зрідженням подаваного ззовні газоподібного гелію в ємності накопичується надмалий робочий запас зрідженого гелію; - в ємності встановлюється, згідно з законами фізики та властивостям гелію, інтенсивний процес випарювання, реконденсації та відповідної природної примусової вентиляції газорідинною сумішшю; - холодознімач другого ступеня КРЖ-ЗЦ з'єднано холодопроводом з реконденсатором, нижньою частиною каналу подачі газоподібного гелію та з нижньою секцією вводів струму живлення; - холодознімач першого ступеня КРЖ-ЗЦ з'єднано холодопроводом з захисним радіаційним екраном, каналом подачі газоподібного гелію та з верхньою секцією вводів струму живлення. Визначення оптимальних конструктивних параметрів кріосистеми і вибору моделі КРЖ-ЗЦ, що забезпечить компенсацію теплоприпливів на відповідних температурних рівнях, і проводиться на основі розрахунку складових теплового балансу всієї системи. Аналіз проводять стосовно як етапу попереднього охолодження, зрідження та накопичення необхідного робочого запасу зрідженого гелію в ємності, заживлення соленоїда до робочого значення струму, так і роботи в стаціонарному режимі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Консолідований спосіб роботи кріосистеми ″газ-рідина-реконденсація″ на базі кріорефрижератора, який відрізняється тим, що накопичення достатнього для здійснення процесу надмалого запасу гелію у ємності здійснюють зрідженням в ній газоподібного гелію, що подають ззовні, при цьому температура та тиск в ній встановлюється природно, відповідно фізичним властивостям гелію та співвідношенню холодоутворюючої спроможності кріорефрижератора та теплоприпливу до гелієвої ємності, що парами та падаючими вниз, створеними на реконденсаті, каплями гелію, що піднімаються, збуджується постійно діюча примусова вентиляція газорідинною сумішшю та ефективне охолодження, яке виключає можливість будь-якого градієнта температури по всій ємності та будь-якого місцевого перегріву елементів вбудованого пристрою. 5 UA 88830 U 6 UA 88830 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: F25B 29/00, F25J 1/00

Мітки: спосіб, роботи, базі, консолідований, газ-рідина-реконденсація, кріосистеми, кріорефрижератора

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/9-88830-konsolidovanijj-sposib-roboti-kriosistemi-gaz-ridina-rekondensaciya-na-bazi-kriorefrizheratora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Консолідований спосіб роботи кріосистеми “газ-рідина-реконденсація” на базі кріорефрижератора</a>

Подібні патенти