Способ получения низких температур в криостате

 

(E1+.

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советс»нк

Соцмапыстмческих

РесЧб»»

К АВТОР СКОМУ СВ":ЩИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авг. саид-ву— (22) Заявлеиг 23.06.75 (21) 2147859/26 ()1) Ч. Кл. F 253 1/QO с присоединением заявки ¹â€”

Гвстаарствевкме каммтвт

Сввета Иивкетрвв СССР пв делам нзабретеквй

» втнрвпкк (2З) Приоритет—

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень ¹ 14 (53) У. .! К 621.59 (088.8) Дата опубликования описания 09,06.7 (72) Авторы

М. И. Багацкий, В. Г. Манжелий и И. Я. Минчина изобретения (71) Заявитель Физико-технический институт низких температур AH Украинской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

В КРИОСТАТЕ

Изобретение относится к области криогенной техники и техники физического эксперимента и может быть использовано для длительного поддержания температуры в криостате .ниже 2,19 К (температура перехода жидкого гелия в оверхтекучее состояние)

Известны способы получения низких температур в криостате путем откачки из него паров гелия через трубопровод, при которых сокращен- массовый расход гелия посредством ограничения его переноса по оверхтекучей пленке (lj.

Наиболее близким к настоящему . изобретению является способ получения низких температур, в котором ограничение массоперено-. са по оверхтекучей пленке осуществляется посредством локального уменьшения внутреннего трубопровода откачки паров гелия путем введения диафрагмы (2). Наряду с известными достоинствами способ диафрагмы несколько уменьшает проводимость трубопровода откачки паров гелия и затрудняет введение измерительной аппаратуры в гелиевую ванну.

С целью уменьшения массового расхода гелия при достижении в криостате температуры ниже температуры перехода жидкого гелия в сверхтекучее состояние по предл;., аемому способу в криостат или трубопровод подают газообразный Ro.,îðñä, вымораживающийся на внутренних сте. чах трубопровода.

Предполагается, что жидкий гелии или не смачивает поверхность твердого водорода или угол омачивания заметно отличен от нуля.

При этом массоперенос на пленке соответстz венно или исчезает, или значительно уменьшается..

В качестве примера эффективности спосооа рассмотрим измерения массового расхода с конденсацией и без конденсации водорода

1О на внутрен .юю поверхность трубопровода откачки пара гелия-4, которые проводят на о.".. ном и том же криостате.-Для тепловой экра-нировки рабочей гелиевой ванны используется вспомогательная гелиевая ванна. Этим обесп<.15 чивается практически постоянный суммарньш -тенлаподвод к рабочей гелиевои ванне. В обоих сериях опытов гелий откачивается форвакуумным насосом ВН-2МГ н размеры трубопровода откачки пара гелия остаются неизмененными, Внутренний диаметр труб< .<ровода откачки пара гелия из рабочей ванны в низкотемпературной части составляет 0,57 см. Температура вспомогательной гелиевой ванны во время откачки -алия из рабочсй ванны поддерживается равной 4,2 К.

В случаях, когда водород вымораживается на внутренних стенках трубопровода от-, качьи вблизи рабочей гелиевой ванны, массовый расход гелия-4 уменьшаетс < и 2 — 3,2 раза, зо а температура понижается на 0,06 — 0,10 К по

Фор:, ула изобретения

I

1,(0

6(4 У8 >

<.I>.тавитель T. Ольшанская

Редактор д. Новожилова Техрсд М. Сек>еное Корректор И. Позишовсиаи

Заказ 3538 Изд. № 356 Тираж 7>8 Подоив мое

ЦИИИПИ Государственно><> ком,«.::. Сове са Министров СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи иаб., д. 4/5

ЛС> Т, 3 al <>r>I<>K>< H <1> ил<и а л

3 сравнению с экспериментами, в которых не осуществляется конденсация водорода. Количество кондецсируемого водорода изменяется и пределах 4 1О - - — 7 10 " г.

11» чертеже изображены кривыс зависимости температуры рабочей гелиевой ванны от времени. На кривой 1 приведена зависимость темпсратуры гелиевой Bilííû без введения водорода и кривая 2 — с выморажнвающимся водородом.

Тсм.пература рабочей гелиевой ванны в момент включения откачки 1точка А) составляла 1,8+.0,15 Ê. В случае кривой масса гелия-4 1,200 г. В случае кривой 2 масса гелия

i,160 г, масса неконденсировапного водорода

Из графика следует, что конденсация водорода на внутреннюю поверхность трубопро«ода уменьшает массовый расход в 3,0 раза и заметно понижает температуру рабочей галиевой ванны {Т=-0,085 К) .

Применение предлагаемого способа получения низких температур обеспечивает но сравнению с сущсствую<цимп способами следующие преимущества: значительное сокращение количества используемого гелия-4 llpH получении температур ниже Т >, уменьшение потерь гелия-4 при длительном хранении в сверхтекучем состоянии; увеличение проводимости трубопровода откачки; облегчает введение измерительной аппаратуры в гелиевую ванну.

Способ получения низких температур в криостате путем откачки из него паров гелия через трубопровод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массового расхода

l5 гелия при достижении в криостате температур ниже температуры перехода жидкого гелия в сверхтекучее состояние, в крностат илн трубопровод подают газообразный водород, вь1мораживзющийся на внутренних сгенках

«>о трубопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экапертизе: !. Б. H. Е"ельсон и др. Физика низких температур, 1, 1975, стр. 98.

25 2. Б. Г. Лазарев, Б. Н. Есельсон, ЖЗТФ, 12, 1942, стр. 549.