Криостат для регулируемого охлаждения объектов от температуры кипения хладагента до комнатной

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено23.03.76 (21) 2341323/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15,03.78фюллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (11) 597902 (51) М. Кл.

25 D 3/10

Гооударотеенный комитет

Сонете Мнннотрое СССР ео делам изобретений и открытий (53) УДК 621.59 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, Л. Пономарчук и В. И. Михайлюк (71) Заявитель

Физикстехнический институт низких температур

АН Украинской CCP (54) КРИОСТАТ, ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ ХЛАДАГЕНТА ДО КОМНАТНОЙ

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в системах регулируемого охлаждения до низких температур с использованием криогенных жидкостей. 5

Известны устройства для криогенного охлаждения, в которых предусмотрено регулирование температуры эхлаждаемого .объек

r8. Обычно для этой. цели используют электрический нагреватель, установленный IO на держателе охлаждаемого объекта либо непосредственно на охлыждаемом объекте.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, сэдержашее теплрнзолирэванную емкость для 15 криогенной жидкости, в тепловом контакте с которой находится хладопровод, с держателем охлаждаем ого объекта на свободном конце 111. Для регулирования температуры охлаждаемого объекта на участке 20 хладэпровода между держателем образца и емкэстью для криогенной жидкости помешаютт элек трический нагрев атель.

Недостатком описанной конструкции является значительный расход хладагента 25 при работе криостата в широком диапазоне температур, например от температуры кипения криогеннсй жидкости до комнатной. Причина указанного недостатка заключается в том, что охлаждаемая поверхность хладопровода при любой температуре охлаж" даемого объекта имеет температуру, близкую к температуре кипейия криогенной жидкости. Поэтому теплопритоки к емкости, пропорциональные разности между температурой кипения криогенной жидкости и температурой охлаждаемого объекта, могут достигать значительной величины, что приводит к повышенным расходам хладагента и необходимости создания больших его запасов.

Это, в свою очередь, создает значительные трудности при использовании подобных простых криостатов в некоторых областях гехники, в частности - космической.

Цель изобретения — сокращение расхода хладагента при работе крностата в ширэкэм диапазоне температур (or температуры кипения хладагента до комнатной).

Поставленная цель дэстигается тем, что конец хладопровода, размешенный в емкэс897902 ти, снабжен пористой насадкой из материала с низкой теплэпрэводнэстью, например песком, заполняющим часть объема емкости для криогенной жидкости. (Матеэиалы с открытой пэристэстью характеризуются наличи5 ем сээбщаюшихся между собой пэр).

На чертеже изображен предлагаемый криостат, продольный разрез.

Криэстат для регулируемого охлаждения содержит теплоизолированную емкость>

1, через днэ кэторэй проходит хладопрэвод в иде теплопрэводлого стержня 2, часть которого находится внутри емкости 1 и покрыта материалом 3 с низкой теплопрэ- 15 вэдностью и открытэй пэристэстью, например песком. На наружной части теплэпроводногэ стержня установлен держатель 4 эхлаждаемэгэ объекта 5, нагреватель 6 и датчики температуры. Нагреватель 6 и датчики температуры подключены к системе автоматического регулир;>вания температуры.

Криэстат работает следующим образом.

Через горлэвину емкости 1 заливают криогенную ., жидкость, кэтэрая охлаждает и пропитывает находящийся в емкости песок. При этом эхлаждаются также теплопрэводный стержень 2 (за счет контакта верхней его части с криогенной жидкостью) и исследуемый эбъект 5. Для увеличения температуры объекта 5 включают нагреватель 6, температура теплопрэвэдкого стеэжня 2 пэднима> тся, и хладагент, находяящийся вэкру верхнего конца стержня 2, 35 закипает. Образую пийся пар отходит по порам в слое песка, оттесняет жидкий хладагент, отвод тепла or стержня сокращается и система автоматического регулирования температуры уменьшает ток через нагреватель 6. Таким обоазом, темпеоатура ахлаждаемого конца теплопроводного стержня 2 может значительно превышать температуру кипения хладагента.

Преимуществом предлагаемого криостата является наличие между охлаждаемой поверхностью хладопровода и жидким хладагентом газовогэ пэомежутка в попах окружающего хладопровод слоя песка. За счет этогэ мощность, выделяемая нагревателем и компенсируемая испарением хладагента, может быть значительно снижена, следствием чего является существенное сокращение расхода хладагента при работе криостата. в широком диапазоне температур.

Ф ормула изобретения

Криостат для регулируемого охлаждения объектов от температуры кипения хладагента до комнатной, содержащий кожух, гепаоизолированную емкость с хладагентом и хладэпровод, один конец которого размещен в емкости, а на другом установлены держатель объекта и нагреватель, o r л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения расхода хладагента, конец хлад провода, размещенный в емкости, снабжен пористой насадкой из материала с низкой теплопров одн остью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Микулин Е. И. Криогенная техника, М., 1969, с.260.

597902

Составитель Г. Ольшанская

Редактор Н. Пэтапэва Техред А. Алатырев Корректор Я, Гоксич

3 119а 31 Тираж 666 Пэдписн ое

Ц1И1ИПП Т :х.уднрственногэ комитета Сэвета Министров СССР пэ делач изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1IJIII "Патс нт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4