Устройство для получения гелия @ под давлением

Устройство для получения гелия @ под давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕЛИЯ- И ПОД ДАВЛЕНИЕМ, соцержащее емкость с жидким гелием поа цавленнем, вторую герметичную емкость , соединенную с первой шелыс и охлаждающее устройство с вакуумным трубопроводом и вакуумным насосом, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и упрощения конструкции, вакуумный трубопровод размещен внутри щели и снабжен дополнительным охлаждающим устройством , размещенным в нижней его части и выполненным в виде пробки вэ материала микропористой структуры. (Л 4 00 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3 F 25 J 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2:1 ) 3354950/23-26 (22) .23, 11.81 (46) 23.09.83. Бюл. % 35 (72) В. П. Беляков, А. Г. Шифельбайн, Н. П. Стасевич. и В. А. Шапошников (53 ) 62 1 59 (088.8) (56) 1. Патент Франции Ию 2262267, кл. F 25 3 1/02, 1974. (54) (57 ) 1, УСТРОЙС ГВО ДЛ Я ПОЛУЧЕНИЯ ГЕЛИЯ- Il ПОД ДАВЛЕНИЕМ, соцержашее емкость с жицким гелием

„„SU„„1043441 A поц цавлением, вторую герметичную емкость, соецинениую с первой шельк и охлажцаюшее устройство с вакуумным

: трубопровоцом и вакуумным насосом, . о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения экономичности. и упрошения конструкции, вакуумный трубопро» . воц раэмешен внутри шели и снабжен цополнительньци охлажцаюшим устройством, раэмешенным в нижней его час ти и выполненным в вице пробки иэ материала микропористой структуры.

1043441

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что пробка выполнена по крайней мере из двух слоев матерна ла с разным размером пор.

Э. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что слой с меньшим размером нор установлен пер» вым по хоцу цвижения паров.

4. Устройство по пп. l, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что охлаждающее устройство снабжено по крайне мере оцним нагревателем с теплоизолятором.

Изобретение относитая к криогенной технике и может быть использовано в криостатах цля охлажцения сверхпроводящих устройств.

Наиболее близким к изобрэтейию по технической сущности и цостигаемому результату является устройство цля по- . лучения гелия- П поц цавлением, содер жащее емкость с жидким гелием поц давлением, вторую герметичную емкость, ! соециненную с первой щелью, и охлажца ющее устройство с вакуумным трубопро воцом и вакуумным насосом )X.1.

Недостатками известного устройства являются низкая экономичность, обуслов ленная тем, что,не используется холоп . паров, гелия- Й на низком температурном уровне от 4,2 .К и ниже, а также наличие дросселя и. громоздкой камеры испа» рения.

Цель изобретения » «повышение эконо мичности и упрощение конструкции.

Поставленная цель цостигается тем, что в устройстве, содеркащем емкость с жидким гелием под давлением, вторую герметичную емкость, соединенную с первой щелью, и охлажцающее устройство с вакуумным трубопровоцом и вакуумным насосом вакуумный трубопровод размещен внутри щели и снабжен дополни. тельным охлаждающим устройством, раз мешенным в нижней части его и выпол ненным в виде пробки иэ материала микро пористой структуры.

Кроме того, пробка выполнена по крайней мере иэ двух слоев материала с разным размером пор.

Слой с меньшим размером установлен первым по xorry цвижения паров.

5. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю ш е е с я тем, что стенки щели

I выполнены B виде размешенных один напротив друг друга выступов и впадин.

6. Устройство по и. 1, о т л и ч а -, ю ш е е с я тем, что вакуумный трубопровод снабжен герметичной:перегороцкой, размещенной под пробкой и обра« зуюшей полость между герметичной пе.регородкой и пробкой, соединенную трубкой с нижним концом щели.

Охлаждающее устройство снабжено по крайней мере одним нагревателем с тепло» изолятором.

Стенки щели выполнены в вице размещенных напротив цруг цруга выступов и впацин.

Вакуумный трубопровоа снабжен rep». метичной перегородкой, размещенной поц пробкой и образующей полость между гермеt0 тичной перегородкой и пробкой, соецийенную трубкой с нижним концом щели.

На фиг. 1 схематично изображено прецлагаемое устройство; на фиг. 2— узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел Й на

15 фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - .то же, варианты выполнен ия.

" . Устройство содержит емкость 1, в ко« торой нахоцится жидкий гелий поц цавлением, соециненную с герметичной

20 емкостью 2, соцержашую жидкий гелий-tt, посрецством щели 3. В емкость 2 помещена пробка 4, соединенная вакуумным трубопровоцом 5 с вакуумным насосом 6.

Трубопровод 5 пропущен через щель 3, 25 соециненную трубкой 7 с пробкой 4, раз мещенной в трубопроводе 5, при этом трубопровоц 5 соцержит герметичную перегороцку 8. Пробка 4 снабжена верх.ним 9 и нажимным 10 нагревателями, gp при этом со стороны гелия- II пробка 4 закрыта пористым теплоизолятором 11.

Кель 3 может иметь фигурные стенки в .вице выступов и впадин цля увеличения поверхности обтекания и улучшения тепло35 обмена.

Устройство работает слецующим образом.

Жидкий гелий из емкости 1 поцается в щель 3, гце охлажцается в теплообмене 7 ч.иг.2

Фиг3

3 1043 .Ф отвоцимыми парами, обтекая стенку трубопровода 5, и поступает в емкость 2.

Также охлажденный гелий может поца», ваться по трубке 7 непосрецственно в полость поц пробку 4, Это позволяет иметь разное цавление гелия в емкостях 1 и 2 и увеличивает термомеханический эффект.

Температура гелия в шели 3 понижается с 4,2 - 2,18 цо 1,8 К и ниже. Пробка 4 может быть выполнена из несколь-10 ких слоев с разным размером пор, что обеспечивает зацанное давление и холо-. цопроизвоцигельность, позволяет исполь зовать порошковые материалы и повысить давление на пробку. На пробке из лорис- (5

А» ,того материала цля гелия- ((наблюца ется явление термомеханического эффекта, который является самостоятельным цвигателем процесса испарения. При этом испарение протекает с йепрерывным íà- р0 рушением равновесности. Возникаюшее фонтан-давление препятствует прохождению жицкого гелия- ((через пробку и уцерживает его в порах, пропуская газообразный гелий. Таким образом в пробке 35 осушествляется интенсивное испарение и охлажцение: гелия-A(.

Перепац давления может цостигать ат» мосферы. Поскольку в пробке 4 происхоцит испарение гелия-((, образуется разВНИИПИ Заказ 7316/41

Тираж 530 Подписное

Филиал ППП "Патент

r. Ужгород,ул.Проектная,4

441 4 ность температур, причем сторона пробки, обращеннная к трубопровоцу 5, холоднее..

Например, на пробке с размером пор

«4 мкм- при 1,8 К можно пропустить

0,1 г/см ° с гелия, при этом цля по,лучения произвоцительности 800 Вт на уровне 1,7 К плошадь пробки составляет 0,04 м .

Регулирование глубины и скорости охлаждения может проиэвоциться измене нием интенсивности откачки паров гелия вакуумным насосом 6 или включением нагревателей 9 или 10, при этом теплсьизолятор 11 зашишает гелий- fl от наг.ревателей. При включении верхнего нагре ва п.ля 9 разность температур уменьша ется и даже может менять знак, что спо собствует прохожцению жицкого гелия через пробку, и при увеличении скорости откачки паров холоцопроизвоцительность устройства растет. При включении нижне го .нагревателя 10 фонтан-давление воз- растает, а пропускная способность пробки пацает, и холоцопроизводительность

° уменьшается.

Такое компактное устройство позво лит уменьшить холоцопО щри, упростить конструкцию, повысить нацежность иисключить механическую регулировку холоцопроизвоцительности.