Криостат

 

КРИОСТАТ, содержащий корпус, укрепленную в нем на подвеске емкость для хладагента, имеющую тепловой контакт с рабочей кёшерой, крышку с трубками для заливки хладагента и отвода его паров, отличающийс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей криостата , емкость для хладагента имеет сферическую форму и в центре ее укреплен чувствительный элемент конденсационнсго датчика уровня, имеющий сферическую оболочку с укрепленной в ней капиллярной трубкой для подсоединения к органу, регулирующему подачу жидкого хладагента в емкость, при этом в оболочке датчика соосно укреплен стакан и связанная с ним одним концом по меньшей мере одна втулка , а полости рабочей камеры и емкости сообщены посредством трубки, установленной с сбразованиа4 кольцевого зазора вокруг капиллярной трубки так, что один конец ее размещен в стакане, а другой укреплен в стенКб емкости, причем между трубкой (Л для подвода хладагента и оболочкой датчика размещен экран, а емкость для хладагента выполнена из высокотеплопроводного материала.

„,SUÄÄ 1 2480 А

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

M5hF 25 D 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Б".:! Б. ДАВ (Т-:.Гя

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3363014/28-13 (22» 08.12.81 .(46) 23.12.83. Вюл. В 47

{72) B.Å. Войток, К.Г. Никитин, Б.А. Красильников и В.A. Рассадовский

{71) Горьковский .ордена Трудовогс

Красного Знамени научно-исследовательский институт (53) 621.594 (088.8) (56) l. Патент Франции М 2036292, кл. F 25 .Р 3/00, 1970.

2. Патент США М 3306058, 62-45, 1967 (прототип) . (54)(57) КРИОСТАТ, содержащий корпус, укрепленную в нем на подвеске емкость для хладагента, имеющую тепловой контакт с рабочей камерой, крышку с трубками для заливки хладагента и отвода его паров, о т л и ч а ю щ я йс я тем, что, с целью расширения . технологических возможностей криостата, емкость для хладагента имеет сферическую Форму и в центре ее укреплен чувствительный элемент конденсационнсго датчика уровня, имеющий . сФерическую обслочку с укрепленной в ней капиллярной трубкой для подсоединения к органу, регулирующему подачу жидкого хладагента в емкость, прн этом в оболочке датчика соосно укреплен стакан и связанная с ним одним концом по меньшей мере одна втулка, а полости рабочей камерй и емкости сообщены посредством трубки, устансвленной с сбразованием кольцевого зазора вокруг капиллярной трубки так, что один конец ее размещен в стакане, а другой укреплен в стен- Я ке емкости, причем между трубкой для подвода хладагента и оболочкой датчика размещен экран, а емкость для хладагента выполнена иэ высокотеплопроводного материала.

1062480

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к криостатам, предназначено для охлаждения входных блоков СВЧ приемных устройств радиотелескопов и может быть испсльзовано в области СВЧ радиосвязи, радиолокации 5 и радиоастрономии.

Известен криостат для охлаждения объектов, перемещающихся в пространстве, а именно для охлаждения аппаратуры, устанавливаемой на борту самолета или ракеты. Криостат содержит вакуумную камеру, кольцеобразный резервуар для хладагента, находящийся в рубашке с двойной стенкой, трубопровод, соединяющий резервуар с рубашкой, очистители, дроссельные клапаны, экраны fl).

Такой криостат рассчитан на относительно кратковременную эксплуатацию (время полета) и требует небольшсго запаса хладагента. Однако при исполь-20 зовании криостата для охлаждения блоков, установленных на антенне радиотелескопа, необходимс обеспечить его зпрерывную работу в течение длительуного времени. Такой режим эксплуатации криостата требует периодической подливки хладагента. Решение этой задачи для данного криостата сзязано со значительными трудностями измерения уровня хладагента в резервуаре З0 кольцеобразной формь при изменении положения криостата в пространстве.

Другими недостатками этого криостата являются его сложность и невысокая надежность, обусловленные наличием 35 системы датчиков температуры, нагревателей, дросселей и очистителей.

Кроме того, обеспечение доступа к объекту связано с необходимостью раэгеметизации вакуумной изоляции. 40

Известен криостат, содержащий корпус, укрепленную в нем на подвеске емкость для хладагента, имеющую тепловой контакт с рабочей камерой, крышку с трубками для заливки хлад 45 агента и отвода его паров (2)

Недостатком криостата является то, что при наклонах и переворачивании его происходит выливание хладагента, приводящее к нарушению теплового режима.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей криостата.

Поставленная цель достигается тем, что в криостате, содержащем корпус, укрепленную в нем на подвеске емкссть для хладагента, имеющую тепловой контакт с рабочей камерой, крышку с трубками для заливки хладагента и отвода его паров, емкость для хлад- 60 агента имеет сферическую форму и в центре ее укреплен чувствительный элемент конденсационного датчика уровня, имеющий сферическую оболочку с укрепленной в ней капиллярной труб- 65 кой для подсоединения к органу, .регулирующему подачу жидкого хладагента в емкость, при этом в оболочке датчика соосно укреплен стакан и связанная с ним одним концом по меньшей мере одна втулка, а полости рабочей камеры и емкости сообщены посредством трубки, установленной с образованием кольцевого зазора вокруг капиллярной трубки так, что один конец ее размещен в стакане, а другой укреплен в стенке емкости, при этом между трубкой для подвода хладагента и оболочкой датчика размещен экран, а емкость для хладагента выполнена из высокотеплопроводногo материала.

На фиг. 1 изображен криостат, разрез; на фиг. 2 — датчик уровня хладагента, разрез.

Криостат имеет наружный корпус 1, крышку 2 с трубками 3 и 4 для заливки хладагента и отвода его паров.

Внутри корпуса 1 укреплена на подвеске 5 емкость б, имеющая тепловой контакт с рабочей камерой 7. Емкость б имеет сферическую форму и в центре ее укреплен чувствительный элемент конденсационного датчика 8 уровня, который имеет сферическую оболочку

9 В этой сферической оболочке 9 ук;„( реплена капиллярная трубка 10 для подсоединения к органу, регулирующему подачу жидкого хладагента в емкость б.

В оболочке 9 датчика 8 соосно укреплен стакан 11 и связанная с ним одним концом по меньшей мере одна втулка 12. Полости рабочей камеры 7 и емкости б сообщаются между собой посредством трубки 13, установленной с образованием кольцевого зазора вокруг капиллярной трубки 10 таким образом, что один ее конец размещен в стакане 11, а другой укреплен в стенке емкости б. Между трубкой 3 для провода хладагента и оболочкой 9 датчика 8 размещен экран 14. Охлаж--. даемый объект 15 окружен толстостенным экраном 16 из материала с высокой теплопроводностью, находящимся в тепловом контакте с емкостью б.

Эффективная теплоизоляция осуществляется за счет многослойной экранновакуумной изоляции (не показана), достаточно длинной тонкостенной подвески 5, выполненной из материала с низкой теплопроводностью, и экранов

17 ° Охлаждение объекта 15 осуществляется за счет его непосредственного теплового контакта с емкостью б, за счет излучения с поверхности экрана

16, а также парами хладагента, кипящего в емкости б. Пары хладагента из емкости б через втулки 12, а также зазор между стаканом 11 и патрубком

13 поступают в стакан 11, а затем через зазор между капиллярной трубкой

1062480

Уиг.1 Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 10196/39 Тираж 530 Подписное

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород,ул. Проектная, 4

10 и трубкой 13 отводятся в рабочую камеру 7. Температура стенки емкости

6 и экрана 16 соответствует температуре хладагента и практически не зависит от его уровня, так как емкость 6 и экран 16 имеют малое тепло- 5 вое сопротивление за счет того, что выполнены толстостенными из высокотеплопроводного материала. Система автоматики, имеющая реле времени, осуществляет подливку хладагента в криостат из сосуда-хранилища до момента полного выкипания хладагента из емкости 6. Датчик 8 обеспечива ет отключение системы подливки хладагента.в момент соприкосновения по верхности хладагента с шаровой оболочкой 9 датчика 8 в любом положении криостата. Шаровая оболочка 9 датчика

8 защищена экраном 14, укрепленным в емкости 6, от попадания на нее хладагента в момент подливки. При наклоне и переворачивании криостата выливание хладагента через трубку

13 предотвращается тем, что свободный конец последней находится внутри шаровой оболочки 9 датчика 8. Конец трубки 13 в любом положении криостата не погружается в хладагент.

Выливание хладагента через трубку 3 исключается установкой обратного клапана 18.

Поскольку в данном криостате датчик 8 уровня имеет форму, соответст-. вующую форме емкости 6 для хладагента и расположен в центре ее, а сво бодный конец трубки 13 для отвода паров из емкости 6 находится внутри сферической оболочки 9 датчика 8, возможно осуществить автоматическую подливку хладагента в любом положе" нии криостата в пространстве и предотвратить попадание жидкого хлад-. агента в рабочую камеру, что дает воэможность обеспечить работоспособность криостата при любых положениях его в пространстве.