Вс1:;с(;юзнаяп4тг:цт'к!. •••>&::"•:-•::"цд^:^hfk t :.-t ^ i ^-^ ^-^4t.,;' ...--•.. р,^-^,.'11г- ! .::- '•':< •'f~^'''-"'j' д oi'i?3j!i';»^ 1 ~,f l;-'i

Авторы патента:

G12B15 - Охлаждение (замораживанием, например циркуляцией охлаждающей жидкости или газа F25D; конструктивные элементы и особенности теплообмена или теплопередачи общего назначения F28F)

G01J3 - Спектрометрия; спектрофотометрия; монохроматоры; измерение цвета

F17C13 - Конструктивные элементы сосудов и их наполняющих или выпускающих устройств

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социьлистицеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.Ч 1970 (№ 1434132/26-25) М. Кл. F 17с 13/ОО

G 12b 15/00

G 01j 3/00 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.Ч.1973. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 5.Х.1973

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 543.422(088.8) Авторы изобретения

К. Л. Рогожин, И. В. Черняк, Н. С. Нехорошев и В. С. Журков

Заявитель

КРИОСТАТ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для изучения оптических спектров различных веществ, электронно-колебательной структуры молекул и фотохимического поведения активных частиц .необходимы криостаты, обеспечивающие широкий диапазон температур от 4,2 К и выше.

Известно несколько конструкций криостатов для оптических измерений, выполненных в виде сосуда Дьюара, снабженного системой испарения хладагента. Однако эти системы имеют сравнительно большой вес и размеры, затрудняющие их использование с различными оптическими приборами; гелиевая ванна имеет небольшую емкость (1,5 вЂ” 2,5 л); время работы с такими криостатами составляет 2вЂ”

6 час без дополнительной заливки жидким гелием; для смены образцов требуются предварительный отогрев и разборка криостата.

Предлагаемый криостат для работы в диапазоне температур 4,2 вЂ” 300 К позволяет упростить его эксплуатацию и изготовление. Это достигается тем, что в предлагаемом криостате ячейка для образца размещена в цилиндрическом трубопроводе, к верхней части которого присоединен теплоприемник, цилиндрическая рубашка теплоприемпика расположена в пространстве между трубопроводом и наружным кожухом и снабжена окнами в области расположения ячейки для образца. Регулятор поступления паров хладагента выполнен в виде втулки, свободно посаженной на трубопроводе в месте расположения отверстий.

Предлагаемый криостат изображен на чер5 теже.

Он выполнен в виде трубопровода 1, погружаемого в серийный сосуд 2 Дьюара (типа

СД-10Г) с жидким гелием. Трубопровод имеет рабочую камеру 8 с тремя кварцевыми окна10 ми 4, расположенными так, что два из них параллельны одно другому, а третье составляет прямой угол по отношению к ним. Кварцевые окна непосредственно приклеены к трубопроводу без компенсаторов эпоксидной

15 смолой, которая обеспечивает вакуумноплотный шов в широком диапазоне температур и возможность многократного глубокого охлаждения. При этом материал рабочей камеры выбирают с коэффициентом линейного

20 расширения, близким к коэффициенту линейного расширения материала окон (инвар, кварц) . Трубопровод защищен теплоприемником 5 и помещен в наружный кожух 6, Объем между трубопроводом и наружным кожухом

25 откачивают через сильфонный вентиль 7. В нижней части трубопровода расположен электрический нагреватель-испаритель 8 и сделат ряд небольших отверстий 9, которые могут перекрываться скользящей втулкой-заслонкой

30 10. Второй электрический нагреватель-регу333954 лятор 11 находится в средней части трубопровода. Электропровода от нагревателей выводят наружу и присоединяют к клеммам на тефлоновой трубке 12.

Сочленение металлического трубопровода с сосудом Дьюара осуществляют с помощью уплотнения 18. Образец вводят в камеру через уплотнение 14. Выходящий газообразный гелий собирается в газгольдер через штуцер 15.

Принцип работы криостата заключается в следующем.

Для работы с жидким гелием перемещением втулки-заслонки вдоль отверстий на нижнем конце трубопровода устанавливают время работы при соответствующем уровне жидкого гелия в Дьюаре. Путем испарения жидкого гелия с помощью нижнего нагревателя-испа.рителя в сосуде создается избыточное давление, за счет которого жидкость через отверстия в трубопроводе заполняет рабочую камеру. Для работы при температуре выше

4,2 К трубопровод можно погрузить в сосуд

Дьюара так, чтобы отверстия находились над уровнем жидкого гелия в Дьюаре. Испарение жидкого гелия создает определенный поток газа в трубопроводе с образцом, регулируемый нижним нагревателем. Подогревая поток с помощью второго электрического нагревателя-регулятора, расположенного в средней части трубопровода, можно получить любую требуемую температуру образца до 300 К.

Температуру потока газа можно измерять термопарами и термометрами сопротивления

5 и поддерживать с помощью различных терморегуляторов.

Предмет изобретения

1. Криостат для оптических исследований, содержащий сосуд Дьюара, нагреватель-испаритель жидкого хладагента, регулятор поступления паров, трубопровод, на одном из

15 концов которого выполнены отверстия, и ячейку для образца, а также наружный кожух, отличающийся тем, что, с целью упрощения методики его эксплуатации, ячейка для образца размещена в цилиндрическом трубо20 проводе, к верхней части которого присоединен теплоприемник, цилиндрическая рубашка теплоприемника расположена в пространстве между трубопроводом и наружным кожухом и снабжена окнами в области расположения

25 ячейки для образца.

2, Криостат по п. 1, отличающийся тем, что регулятор поступления паров хладагента выполнен в виде втулки, свободно посаженной на трубопровод в месте расположения отвер30 стий.

383954

Составитель М. Пантелеев

Редактор И. Орлова Техред 3. Тараненко Корректоры: Е. Давыдкина и В. Петрова

Заказ 2646/2 Изд. № 1687 Тираж 576 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2