Криостат

 

(| ц 659852

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сони Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.07.76 (21) 2386642!28-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (51) М. Кл.е

F 25D 3/10

Государственный комитет (53) УДК 621.59 (088.8) по лелам изобретений открытий (72) Авторы изобретения В. В. Пермяков, И. Г. Гавриш, В. В. Скрипченко и И. Р. Клименко (71) Заявитель Специальное конструкторское бюро Донецкого физико-технического института AH Украинской ССР (54) КРИОСТАТ

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано для научных исследований и в техникедля работы с объектами при низкой температуре в вакууме. 5

Известен криостат, предназначенный для охлаждения объекта, находящегося в вакууме, тсплопередачей на ванну с хладагентом через размыкаемый механическим способом тепловой контакт (тепловой 10 ключ). При замкнутом контакте объектбыстро охлаждается за счет высокой теплопроводности материала контакта, при разомкнутом контакте теплопередача осуществляется через излучение и резко умень- lб шается.

Такой криостат имеет сложную конструкцию, удлиненный путь теплопередачи к объекту и значительные габариты.

Известен также по технической сущно- 20 сти наиболее близкий к изобретению криостат, содержащий вакуумированный корпус, внутри которого размещены рабочая камера с подвижным тепловым контактом, ванна с хладагентом и неподвижным кон- 25 тактом, и механизм привода теплового контакта, размещенный снаружи корпуса.

Недостатком извсстного устройства является неэкономичность регулирования температуры широких пределах ее измене- 30 ния, связанная с гостоянством теплового сопротивления ключа.

В известном устройстве регулирование температуры производится за счет создания перепада T0мператур между образцом и ванной хладагснта, При этом малое тепловое сопротивление между образцом и ванной обеспечивает получение низких температур, близких к тсмпсратуре ванны, но требуст большой тепловой мощности для повышения температуры образца, снижаюшсй экономичность регулирования. Соответственно больш ос тепловое сопротивлениенис между образцом и ванной облегчает экономичное получение высоких температур образца, но ограничивает диапазон регулирования со стороны низких температур.

Целью изобретения является повышение экономичности регулирования температуры образца.

Поставленная цель достигается тем, что подвижный тепловой контакт выполнен в впдс кольцевого поршня, установленного между рабочей камерой и ванной с возможностью возвратно-поступательного движения. а тепловой контакт ванны выполнен в виде экрана, установленного в нижней части крностата концентрично поршню, 659852

11рпчем стенка рабочей камеры имеет переменное по высоте сечение, и экран снабжен отбортовкой.

Переменное по высоте сечение стенки рабочей камеры предназначено для соответствующего изменения теплового сопротивления по стенке камеры и повышает экономичность регулирования.

Кроме того, экран снабжен снизу отбортовкой для облегчения перемещения кольцевого поршня.

На чертеже показано предлагаемое устройство, пример выполнсния.

Неподвижная рабочая камера 1 вь;полнена в форме цилиндра, по оси которого в верхнем торце размещен исследуемый образец 2, а стенки 3 боковой поверхности служат одним из неподвижных контактов теплового ключа. Второй неподвижный контакт 4 размещен на стенке ванны 5 с хладагентом, например жидким гелием, в которой размещен сверхпроводящий соленоидб.

Ванна 7 с промежуточным хладагентом, например жидким азотом, установлена в криостате, имеющем наружный кожух 8 и вакуумную рубашку 9. Подвижный тепловой контакт выполнен в виде кольцевого поршня 10, установленного между рабочей камерой н ванной с возможностью возвратно-поступательного движения. Неподви>кный тепловой контакт ванны с промежуточным хладагентом выполнен в виде экрана 1!, установленного в нижней части криостата, концентрично поршню. Кольцевой поршень 10 соединен тягами 12, проходящими через вакуумное уплотнение 13 в стенке наружного кожуха криостата, с приводом 14, расположенным снаружи криостата.

Устройство работает следующим образом.

При нижнем положении кольцевого поршня 10 на дно рабочей камеры 1 устанавлпвастся исследуемый образец 2 (контакты 10 — 4 и 10 в ll разомкнуты), после чего она вакуумируется. Приводом 14 через тяги 12 кольцевой поршень 10 перемещается вверх, последовательно соединяя стенку 3 рабочей камеры с экраном 11, обеспечивая теплоотвод от образца на промежуточный хладагент, а затем с неподвижным контактом 4, обеспечивая теплоотвод на ванну 5.

Перемещение кольцевого поршня 10 изменяет расстояние по стенке 3 рабочей ка5

)5

55 меры от образца 2 до точки контакта с кольцевым поршнем и соответственно 1<-;пловое сопротивление между образцом и ванной хладагента, определяя диапазон экономичного регулирования температуры.

Более точное регулирование температуры образца осуществляется его нагревателем.

Выполнение подвижного теплового контакта в виде кольцевого поршня, установленного между рабочей камерой и ванной с возможностью возвратно-поступательного движения повышает экономичность регули- рования 1смпературы за счет выбора положением поршня определенного тепловсго сопротивления по стенке камеры между образцом н ванной.

Выполнение неподвижного теплового контакта ванны промежуточного хладагента в виде экрана, установленного в нижней части криостата концентрично поршню, повышает экономичность предварительного охлаждения камеры и регулирования температуры образца в диапазоне выше температуры промежуточного хладагента.

Отбортовка экрана облегчает ввод кольцевого поршня в контакт с экраном.

Придание стенке рабочей камеры переменного по высоте сечения обеспечивает соответствующее изменение тсплового сопротивления по стенке.

Неподвижная рабочая камера позволяет с àöèîíàðíî разместить образец в заданной точке магнитного поля.

Формула изобретения

1. Криостат, содержащий корпус, рабочую камеру с подвижным тепловым контактом, ванну с хладагентом и тепловыми контактами и механизм привода теплового контакта, размещенный снаружи корпуса, о тл и ч а ю шийся тем. что, с целью повышения экономичности регулирования температуры, подвижный тепловой контакт выполнен в впдс кольцевого поршня, установленного между рабочей камерой и ванной с возможностью возвратно-поступательного движения, а тепловой контакт ванны выполнен в виде экрана, установленного в нижней:.асти криостата концентрично поршню.

2. Криостат по и. 1, отlичающийся тем, что стенка рабочей камеры имеет переменнос по высоте сечение, и экран снаб>кен отбортовкой, 659852 — Ю

Редактор Т. Пилипенко

Заказ 559/19 Изд. Хе 266 Тираж 620 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Ольшанская

Техред А. Камышникова

Корректоры: Е. Осипова и T. Добровольская