Криостат%::.:: 2

 

Союз Советекнх

Соцмалистимеских

Реотублик

ОП ИСАНИЕ 4ОЬО84

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ABTOP CROSSLY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 05.VI I.1971 (М 1680124i23-26) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 05.XI.1973. Бюллетень № 45

Дата 0 блH ования отlt:c :! 1F! i).111.1974

К ч. I 250 3 10

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 621.59(088.8) Авторы изобретения

М. T. Кость.:шин, Р. И. Данилевич, С. В. Ильчишина и В. А. Це идро в с к и й

Институт полупроводников AH Украинской ССР

3 аявитель,1 (!

КРИОСТАТ

Изобретение относится к криогенной технике и касается криостата для физических исследований, который может быть использован в экспериментальной физике при проведении оптических, электрических, магнитных, оптоэлектрических и оптомагнитных исследован,ий.

Известен криостат, содержащий резервуар для хладагента, рабочую камеру и сорбционный насос. В таком криостате съемный сорбент и рабочая часть криостата соединяются через уплотнители, что ухудшает вакуум и усложняет конструкцию. Караме того, в Момент замены сорбента криостат оказывается без сорбционного,насоса, что также ухудшает вакуум в его рабочей части.

С целью упрощения конструкции .и длительного поддержания .высокого вакуума с заданной температурой, а также ооеспечения плавного перемещения образца предлагаемый криостат снабжен двумя автономными сорбционными насосами, сообщающимися с хриостагом и окружающей средой, посредством вакуумных вентилей, а механизм перемещения образца подвешен к внутренней емкости сосуда с помощью хладо провода, снабженного сифоном для подачи хладагента, и помещен в рабочую камеру, являющуюся продолженивм внешней оболочки сосуда Дьюара, выполненную в виде, разъемного цилиндра, на фланце которого расположен механизм перемещения образца.

С цель;о улучшения теплопередачи от держателя образца к образцу механизм перемещения может быть выполнен,в виде ползуна, на котором закреплен образец, соединенного с механизмом вращения посредством самоустанавливающегося поводка и теплоизоляционных шайб, а держатель образца — в виде ласточкиного хвоста со съемной верхней направляющей, снабженной системой лружин, расположенных в плоскостях, перпендикулярных плоскости неперемещения образца.

На фиг. 1 изображен .предлагаемый .крностат, общий,вид; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1.

Криостат состоит из хладопровода 1, снабженного сифоном 2 для подачи хладагента, рабочей камеры 8, двух автономных сорбционных:насосов 4, сообщающихся с криостатом и системой первичной откачки (например, с форвакуумным насосом) посредством вакуумных вентилей б и б соответственно, и ,механизма 7 перемещения образца.

Раоочая казимера представляет собой разьемный цилиндр, на фланце 8 которого расположен механизм перемещения образца, выполненный в виде ползуна 9, на котором закреплен образец, и привода вращения, соединенных самоустанавливающимся поводком 10

406084 с те плоизоляционными шайбами 11, Держатель 12 образца:выполнен в,виде ласточкиного хвоста со съемной верхней направляющей

18, снабженной пластинчатыми пружинами

14 и цилиндрическими пружинами 15, расположенными в плоскостях, перпендикулярных

;плоскости перемещения образца. На держателе образца закреплен тепловой экран 1б.

Рабочая камера, имеет окна 17, токовводы 18 и датчик 19 вакуума.

Криостат работает следующим образом.

Откаченный через вентиль 20 криостат соединяют посредством вентиля 5 с одним предварительно подготовленным сорбционным,насосом. После достижения высокого вакуума в сосуд 21 Дьюра наливают хладагент, который через хладопровод поступает,к держателю образца. Хладагент подается по принципу сифона, что позволяет с помощью автоматически включающегося и выключающегося нагревателя поддерживать любую температуру в пределах 20 — 500 К.

Держатель образца выполнен в виде ласточкиного хвоста со съемной верхней направляющей, прижимающей ползун с закрепленным на нем исследуемым образцом. Прижим

;верхней направляющей регулируют винтом или пружинами 14 и 15, которые прижимают ползун в двух, плоскостях, перпендикулярных плоскости движения. Этим достигают хорошего контакта на границах ползун-держатель образца без заеданий и люфта, что особенно важно при проведен ни оптических измерений, на перемещающемся в направляющих держателя ползуне.

Ползун соединен с механизмом перемещения образца посредством самоустанавливающегося поводка и теплоизоляционных шайб, что позволяет перемещать ооразец плавно и без толчков и создает теплоизоляцию между механизмом, перемещения и ползуном. Быстрое охлаждение ползуна достигается,не только благодаря хорошему контакту между ползуном и держателем образца и высокому вакууму, но и за счет теплового экрана, выполненного из любого металла с хорошей теплопроводностью. Для измерения оптических свойств вещества в криостате имеются окна, через которые свет попадает на ооразец.

Если необходимо вести измерения дольше, чем может работать без восстановления поглотительных свойств сорбента сорбционный насос, то его отключают от криостата,и подключают другой насос, который заранее приготавливают к работе. 3а время работы вто5

Зо

4о

50,рого насоса восстанавливают поглотительные свойства первого. Так, например, если в качестве сорбционного насоса используют геттерный .насос с гранулированным активированным углем в качестве на полнителя, то его откачивают форвакуумным насосом. Если при этом сорбционный насос заполнен водой (температура которой 100 С), то за 3 час он полностью восстанавливает свои свойства. Затем воду удаляют, заливают его хладагентом и .насос снова приводят в рабочее состояние.

Два геттерных насоса, снабженных каждый двумя вентилями, позволяют вести измерения без изменения температуры и вакуума так долго, как этого требуют условия эксперимента. Специальная конструкция держателя образца и хладопровода дает возможность

:быстро устанавлнвать .и поддерживать нужную температуру образца в криостате, à THKже вести измерения на протяжных образцах; при этом измерения можно вести на перемещающемся образце и в процессе движения п о сл е дне го.

Предмет изобретения

1. Криостат, содержащий сосуд Дьюара, хладопровод, сорбционный насос и рабочую камеру с образцом, снабженную, механизмом перемещения образца, тсковводами, окнами и датчиками вакуума и температуры, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и длительного поддержания высокого вакуума с заданной температурой, а также обеспечения плавного перемещения образца, он снабжен двумя автономными сорбциончыми .насосами, сообщающимися с криостатом и окружающей средой посредством вакуумных вентилей, а механизм перемещения образца подвешен к внутренней емкости сосуда Дьюара c:ïîìîùbþ хладопровода, снабженного сифоном для подачи хладагента, .и помещен в рабочую камеру, являющуюся продолжением внешней оболочки сосуда Дьюара, выполненную в виде разъемного цилиндра, на фланце которого расположен механизм перемещения образца с приводом вращения.

2. Криостат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения теплопередачи от держателя образца к образцу, держатель выполнен в виде ласточкиного хвоста со съемной верхней .направляющей, снабженной системой дружин, а механизм перемещения — в виде ползуна, соединенного с приводом вращения посредством самоустанавливающегося поводка и теплоизоляционных шайб.

A-A

Составитель М. Соседов

Техред Л. Богданова

Корректор Л, Царькова

Редактор 3. Горбунова

Тип. Харьк. фия. пред. «Патент»

Заказ 239/10 Тираж 576 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5