Криостат для физических исследований

Криостат для физических исследований

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КРИОСТАТ ДЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, содержащий сосуд для хранения хладагента и расположенную под ним мишень, выполненную, например , из полимерного материала и соединенную с сосудом питающей трубой, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности при разрушении мишени, сосуд снабжен двумя горизонтальными перегородками , размещенными в нижней части сосуда одна над другой, диаметр которых равен внутреннему диаметру со ,суда, при этом верхняя перегородка выполнена с отверстием. fgj в мною Cfpoea

QQO3 QQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,i9)SU„i, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Гай d NANAK

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3333801/23" 26 (22) 02.09.81 (46} 23.05.83. Бюл. и 19

1 (72} N.T. Борзунов и Л. Б. Голо, ванов (71) Объединенный институт ядерных исследований (53) 621.59(088.8) (56) 1. "Физика элементарных частиц и атомного ядра", 1972, т. 2, вып. 3,.с. 720.

2. Авторское свидетельство СССР 395676, кл. F 25 0 3/04, 1972.

j g F 25 0 3/10. F 17 С 3700 (54) (57) KPHOCTAT ЛЛЯ ФИЗИЧККИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ, содержащий сосуд для хранения хладагента и расположенную под ним мишень, выполненную, напри" мер, из полимерного материала и соединенную с сосудом питающей трубой, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности при разрушении мишени, сосуд снабжен двумя горизонтальными перегородками, размещенными в нижней части сосуда одна над другои, диаметр которых равен внутреннему диаметру сосуда, при этом верхняя перегородка выполнена с отверстием.

1019189

35

Поставленная цель достигается тем, что в криостате для.физических исследований, содержащем сосуд для хра- 45 нения хладагента и расположенную под ним мишень, выполненную, например, из полимерного материала и соединенную с сосудом питающей грубой, сосуд снабжен двумя горизонтальными перегородка-5О ми, размещенными в нижней части сосу" да одна над другой, диаметр которых равен внутреннему диаметру сосуда, при этом верхняя перегородка выполнена с отверстием.

Нижняя перегородка является теплопередающей стенкой (конденсатором), на которой конденсируется гаэ, обраэуецийся при испарении хладагента от

Изобретение относится к криогенной технике и может быть испольэова" но в качестве устройств для поддержа..ния уровня жидкого хладагента в криостатах (мишенях) .

В ядерной физике, например, для изучения свойств элементарных частиц используют криогенные мишени, устанавливаемые на пути. пучка исследуемых частиц. Иивени заполняются криогенными жидкостями: гелием, водо" родом, дейтерием и т.д. Для уменьшения количества взаимодействия час" тиц с стенками мишени их изготавли15 вают из лавсановой пленки толщиной от 0,05 до 0,2 мм (1).

От теплопритока извне жидкость в мишени испаряется, поэтому необходимо постоянное поддержание уров" ня жидкости в мишени, для чего над мишенью находится сосуд с жидкостью пополняющей мишень. . Известен криостат для физических иск.педований, содержащйй сосуд для хранения хладагента, расположенную под ним мишень, соединенную с сосу" дом питающей трубой, и средство для поддержания определенного уровня, хладагента в мишени 2

Однако в случае разрушения мише» ни большое количество хладагента (.жидкого водорода ) выливается . наружу и, смешиваясь с. воздухом, создает взрывоопасную смесь. Кроме того, при заполнении мишени жндким дейтерием необходимо иметь большой запас этого редкого газа.

Целью изобретения является повышение безопасности работы при ис.пользовании взрывоопасных газов в 4г случае разрушения мишени. и теплопритока к мишени. Над перегородкой на расстоянии 20 мм устанавливается дополнительная перегородка с отверстием, лимитирующим поступление жидкости к наружной поверхности конденсатора.

На фиг. I изображена схема предлагаемого криостата; на фиг. 2 - зави" симость количества хладагента, поступающего к поверхности нижней перегородки, от площади отверстия в верхней перегородке; на фиг. 3 - зависи" мость испарения хладагента из сосу-, да с площадью нижней перегородки

0,25 м при разгерметизации мишени и (зависимость А - в сосуде с верхней перегородкой с диаметром отверстия

20 ми, зависимость F - в сосуде без верхней перегородки ).

Криостат содержит Сосуд 1 для хранения хладагента, перегородку 2 с отверстием 3, разделяющую сосуд на полости 4 и 5, нижнею перегородку 6, питающую трубу 7, мишень 8 и ресивер 9.

Криостат работает следующим образом.

В рабочем режиме, например жидкий водород или дейтерий заливается в сосуд 1 и заполняет полость 4. Через отверстие 3 водород попадает в по,лость 5 и омывает. наружную поверх-! ,.ность перегородки 6. Газ - водород или дейтерий, находящийся в ресивере 9, конденсируется на внутренней поверхности перегородки 6 и по питающей трубе 7 сливается в мишень 8.

После конденсации в установившемся, режиме давление в мишени 8 на величину Р выше, чем давление в сосуде 1. Этот перепад давления зависит-от поверхности перегородки 6 и теллопритока к мишени 8.

8 аварийном режиме (в случае разрушения мишени) воздух конденсируется на поверхности перегородки 6 и испаряет большое количество водорода. Газообразный водород, выходя из полости 5 через отверстие 3,. ограничивает доступ жидкости иэ полости 4 в полость 5 перегородке 6.

В результате этого снижается испарение водорода, т.е. взрывоопасность.

По экспериментальным данным испарение водорода в аварийном режиме с верхней пврегородкой с отверстием в .5-10 раэ меньше, по сравнена с сосудом без верхней перегородки.

1019189

1 . J 5

Йжщ а Ь атРерапаю

Фие.8

Составитель Г. Ольшанская

Редактор Н; Джуган TexpegN.Костик Корректор М. Демчик

Заказ 3676/31 Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений:и открытий

113035 Иосква Ж-35 Разовская наб. а. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,