Криостат

 

(„)896338

Оп ИСАНИ Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.04.80 (21) 2907718/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 17.01.82 (51) М. К;.

F25 D 3/10

F 17 С 3/00

Гасударственный комитет (53) УДК 621.594 (088:8) по делам изобретений н открытий

Г. С. Недельченко, Ю. Н. Муськин, А. А. Товм

В. Ф. Янчук, Н. Н. Фастов и Т. В. Зубенок (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КРИОСТАТ

Изобретение относится к криогенной технике, а более конкретно к криостатам, используемым для охлаждения и поддержания различных приборов и устройств при криогенных температурах.

Известны криостаты, в которых в качестве источника холода используется жидкий криоагент (жидкие гелий, азот и др.). В таких криостатах сосуд с жидким криоагентом изолируется от окружающей среды вакуумированным герметичным корпусом и радиационным экраном, крепящимся к трубке подвески сосуда к корпусу (1).

Ввиду сравнительно невысокой эффективности охлаждения экрана температура его в стационарном тепловом режиме значительно отличается от температуры жидкого криоагента, что приводит к существенным величинам теплопритока к жидкому криоагенту и обеспечивает незначительный период работы криостата от одного заполнения его жидким криоагентом.

Известен также криостат, использующий для охлаждения экранов отходящие пары криоагента, содержащий вакуумируемый герметичный корпус с базовым фланцем, размещенный внутри корпуса сосуд с жидким криоагентом и крионасосом, подвешенный к базовому фланцу на коаксиальных трубах и патрубках подвода и отвода криоагента и вакуумплотно закрытый сверху и сбоку тонкостенными крышкой и одной из коаксиальных труб (2) . Коаксиальные трубы, на которых подвешен сосуд к корпусу, выполняют роль радиационных экранов боковой поверхности сосуда. Испаряющийся в сосуде жидкий гелий проходит через межтрубное пространство этих коаксиальных труб, и охлаждая их, по патрубку выходит из криостата.

Использование в известном криостате кроме жидкого гелия еще и жидкого азота усложняет эксплуатацию криостата и не позволяет существенно увеличить время его не1 . прерывной работы от одной заправки криоагентами. Кроме того, наличие в криостате двух независимых и изолированных полостей делает сложной подготовку криостата к работе.

Цель изобретения — увеличение времени хО работы криостата и упрощение его обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что криостат, содержащий вакуумируемый гер896338!

Формула изобретения

50 метичный корпус с базовым фланцем, размещенный внутри корпуса сосуд с жидким криоагентом и крионасосом, подвешенный к базовому фланцу на коаксиальных трубах и патрубках подвода и отвода криоагента и вакуумплотно закрытый сверху и сбоку тонкостенными крышкой и одной из коаксиальных труб, снабжен радиационным экраном со змеевиком, расположенными над сосудом с криоагентом и соединенным на входе с нижним концом коаксиальной трубы и на выходе — с патрубком отвода криоагента и радиационными экранами с отверстиями, установленными под сосудом коаксиально, причем внутреннии экран укреплен на сосуде с криоагентом, а остальные — на коаксиальных трубах.

На чертеже изображен криостат, общий вид.

Криостат имеет вакуумируемый герметичный корпус 1 с базовым фланцем 2, размещенные внутри корпуса сосуд 3 с жидким криоагентом, кольцевой крионасос 4 из активированного угля, установленный на нижнем основании сосуда 3.

Сосуд 3 подвешен к базовому фланцу 2 на коаксиальных трубах 5 и 6 и патрубках 7 и 8 подвода и отвода криоагента соответственно. Сверху и сбоку сосуд вакуумплотно закрыт тонкостенной крышкой 9 и одной из коаксиальных труб 10. Над сосудом с криоагентом установлен радиационный экран 11 со змеевиком 12, соединенным на входе трубкой 13 с нижним концом уплотняющей коаксиальной трубы 10 и на выходе с патрубком

8 отвода хладагента.

Под сосудом 3 установлены коаксиально размещенные экраны 14 — 16 с отверстиями. Внутренний экран 14 укреплен на сосуде 3, а остальные экраны 15 и 16 — на коаксиальной трубе 5.

Корпус 1 криостата закреплен на подставке 17. Исследуемый объект 18 в криостате крепится к нижнему основанию сосуда 3 на пластине 19. Вакуумирование внутренней полости криостата производится через вениль 20. После заполнения сосуда 3 жидким хладагентом патрубок 7 закрывается пробкой 21.

Криостат работает следующим образом.

После вакуумирования внутренней полости криостата вентиль 20 перекрывается, сосуд 3 заполняется до его верхнего края жидким гелием и патрубок 7 плотно закрывается пробкой 21. Испаряющийся в сосуде 3 жидкий гелий проходит последовательно пространство между трубами 6 и 10, трубку

13, змеевик 12 и, значительно повысив свою энтальпию за счет охлаждения труб 5, 6, 10 и экранов 11, 14, 15 и 16 выходит через патрубок 8 из криостата.

Благодаря тому, что в конструкции криостата сосуд с жидким гелием полностью охва чен радиационными экранами, которые последовательно охлаждаются отходящими из сосуда парами гелия, в криостате используется не только теплота испарения жидкого гелия, но и повышение энтальпии паров гелия. Это, в свою очередь, снижает расход жидкого гелия и увеличивает время непрерывной работы криостата от одного заполнения его криоагентом.

Наличие в криостате одной общей вакуумной полости, в которой размещены сосуд с жидким гелием и охватывающие его экраны, и использование только одного криоагента упрощает обслуживание криостата.

Криостат обладает универсальностью и сосуд его может заполняться различными жидкими криоагентами (гелием, водородом, азотом и др.).

Испытание предложенного криостата, в котором сосуд для жидкого криоагента имеет объем 0,026 мз, показало, что при заполнении его жидким гелием время непрерывной работы составляет не менее 60 ч, а при заполнении жидким азотом — не менее 500 ч.

Криостат, содержащий вакуумируемый герметичный корпус с базовым фланцем, размещенный внутри корпуса сосуд с жидким криоагентом и кр ион асосом, подвешенный к базовому фланцу на коаксиальных трубах и патрубках подвода и отвода криоагента и вакуумплотно закрытый сверху и сбоку тонкостенными крышкой и одной из коаксиальных труб, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени работы криостата и упрощения его обслуживания, он снабжен радиационным экраном со змеевиком, расположенным над сосудом с криоагентом и соединенным на входе с нижним концом уплотняющей коаксиальной трубы и на выходе — с патрубком отвода криоагента и радиационными экранами с отверстиями, установленными под сосудом коаксиально, причем внутренний экран укреплен на сосуде с криоагентом, а остальное — на коаксиальных трубах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 446531, кл. Г 25 D 3/10, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 421864, кл. F 25 D 3/10, 1972.

896338

71

20

14

/9

Составитель Г. Катенев

Редактор С. Патрушева Тех ред А. Бо йка с Корректор В. Синицкая

Заказ 11670/23 Тираж 54! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4