2.1.3. Трубчатый холодильник

Трубчатый холодильник 47(рис.2) предназначен для отвода тепла сжатого гелия, переходящего из зоны сжатия в зону расширения.

Холодильник установлен на корпусе 49 цилиндра и закреплен на нем. Между холодильником и корпусом цилиндра установлено уплотнительное кольцо 45. Холодильник состоит из наружной втулки 4(рис.5), втулки 5 и цилиндра 8. В наружной втулке установлены: верхняя решетка 6, нижняя решетка 9 и диафрагма 7.

Через отверстия диафрагмы и решеток проходит большое количество трубок 2, концы которых впаяны в отверстия решеток. В отверстиях наружной втулки 4 установлены два штуцераи1.

При работе машины гелий циркулирует по трубкам 2 из зоны сжатия в зону расширения и обратно и охлаждается жидкостью, протекающей в межтрубном пространстве холодильника.

При работе машины охлаждающая жидкость поступает в нижний штуцер холодильника, омывает межтрубное пространство под диафрагмой и далее через отверстия в диафрагме поступает в верхнюю часть межтрубного пространства, омывает его и выходит через верхний штуцер.

2.1.4. Регенератор

Регенератор предназначен для периодически быстрого поглощения тепла от гелия, переходящего из зоны сжатия в зону расширения, и отдачи этого же количества тепла холодному гелию, переходящему из зоны расширения в зону сжатия.

Регенератор помещен во фланце 5(рис.6) ожижителя и установлен вместе с ожижителем на холодильнике 47(рис.2). между регенератором и холодильником установлены уплотнительные кольца 44 и 46, а между регенератором и теплообменником – прокладки 40 и 41(рис.6)

Регенератор состоит из наружной втулки 11(рис.5) и внутренней втулки 13, выполненных из теплоизоляционного материала. В пространстве между втулками размещена особым образом, в качестве насадки 16, тонкая медная проволока и закрыта с двух сторон сетками 10 и 15. Верхняя стенка удерживается кольцами 12 и 14, надетыми на втулки. Насадка 16 регенератора обладает свойством быстро поглощать и отдавать большое количество тепла, а так же сохранять его некоторое время.

При проходе из зоны сжатия в зону расширения через регенератор теплый гелий отдает насадке осое тепло и охлаждается до низкой температуры. Это тепло сохраняется в регенераторе без значительных потерь до момента прохода гелия в обратном направлении. При проходе охлажденного гелия через регенератор из зоны расширения в зону сжатия происходит обратный процесс и гелий вновь нагревается. Эти процессы происходят за каждый рабочий цикл, соответствующий одному обороту коленчатого вала. Загрязнение насадки регенератора. Хотя бы небольшим количеством масла, или ее обмерзание снижает холодопроизводительность машины. Поэтому необходимо тщательно выполнять промывку и просушку регенератора во время проведения регламентных работ и диаэрацию (удаление воздуха из машины) при заправке машины гелием.

2.1.5 Ожижитель

Ожижитель предназначен для передачи холода, полученного в зоне расширения, ожижаемому газу.

Ожижитель вместе с регенератором установлен на наружной втулке холодильника 47(рис.2). между холодильником и ожижителем установлено уплотнительное кольцо 45.

Ожижитель представляет собой сварную конструкцию, имеющую три полости:

Полость расширения, расположенную внутри корпуса теплообменника 21( рис.6)

Полость ожижения, расположенную снаружи корпуса теплообменника 21

Теплоизоляционную полость, расположенную между кожухом 20 и теплообменником.

Сварной теплообменник ожижителя выполнен следующим образом: корпус теплообменника 21 выполнен из меди большой массы с большим количеством внутренних и наружных пазов. внутри корпуса теплообменника установлена втулка 39, являющаяся продолжением цилиндра вытеснителя. Снаружи корпус теплообменника 21 отделен от теплоизоляционной полости втулками 36 и 44.

На верхней части корпуса теплообменника установлен вымораживатель, который отделен от теплоизоляционной полости втулкой 36 с колпаком 26. К цилиндрической части втулки 44 при помощи сильфона 19 присоединен трубопровод 10 со штуцером 15. С верхней сферической частью колпака 26 при помощи сильфона 28 соединен штуцер 30. В нерабочем положении штуцеры 15 и 30 закрыты заглушками 12 и поджаты гайками 13. Цилиндрическая поверхность втулки 36 соединена изогнутой трубкой 1 со штуцером 2, который вварен в донышко 9. Штуцер 2 снабжен заглушкой 4, которая поджата гайкой 3. Штуцер 2 предназначен для отсоса из полости ожижения несконденсированных паров. При необходимости к штуцеру 2 вместо заглушки 4 присоединяется ниппель трубопровода.

Основание вымораживателя состоит из оси 25 и ребер 24. Ребра 24 соединены кольцом 35. Снаружи на ребра 24 припаяны сетки 27 и 37.

На сетку 37 надета секта 23 и поджата кольцевыми пружинами 22. Вымораживатель имеет с теплообменником надежный тепловой контакт.

Вымораживатель предназначен для удаления из засасываемого воздуха влаги и углекислоты. При прохождении через вымораживатель воздух, соприкасаясь с холодными поверхностями. Освобождается от содержащейся в нем влаги и углекислоты и поступает в полость ожижения сухим.

Теплоизоляционная полость предназначена для уменьшения потерь холода в окружающую среду. Она отделена от окружающей среды кожухом 20 и донышком 9. К кожуху приварен патрубок 18 компенсатора. Между кольцом 11 и кольцом патрубка 18 установлен и приварен к ним сильфон 17 компенсатора. Для уменьшения теплообмена с внешней средой теплоизоляционная полость заполнена теплоизоляционным материалом.

В нерабочем положении патрубок компенсатора закрыт колпаком 14. Колпак 14 предохраняет сильфон 17 от повреждений при транспортировке машины, а так же во время других работ, связанных со съемом ожижителя.

Во время работы машины в теплоизолирующей полости создается пониженное давление 0,03 – 0,05 МПа вследствие низкой температуры на внешних стенках теплообменника. В случае нарушения герметичности сварных швов при работе машины будет иметь место подсос наружного воздуха в теплоизолирующую полость. В этом случае при отогрева ожижителя в теплоизолирующей полости возможно незначительное повышение давления, для сбрасывания которого в окружающую среду предназначено предохранительное устройство, состоящее из штуцера 31, резиновой трубки 33 и колпака 34. Это предохранительное устройство срабатывает при избыточном давлении 0,03-0,07 МПа. После сброса избыточного давления резиновая трубка 33 вновь прижимается к штуцеру 31, перекрывая тем самым отверстия, сообщающиеся с теплоизоляционной полостью, и следовательно вновь отделяет теплоизоляционную полость от окружающей среды.