Криостат

Криостат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретемте относится к криогенной технике и может быть использовано для работы с объектами при температуре от 1 до 03 К в вакууме. Целью изобетем1Я является повьяшние холодопройзводительности криоаата путем повышения коэффициента ожижения После залотения ванны (В) })ащким Не, а ванны 11 жидким азотом один раз заполняют расчетным количеством Не баллон 12. Затем вентилем 5 запускают необходимое количество % в рефрижератор, расположение на и стабилизируется на уровне 0,3 К. 1 ил. днище В 4 с внешней его аороны. Для снижения Не откамиваот Не из 84 вакуумным насосом до оааточного давления 16 ГПа, что соответствует температ) 1,8 К. С помощью нагревания криоадсорбционмл насос В нагревают, Не десорбируется из насоса 8, давление его возрастает, становится выше давления насыщенный паров при температуре В 4, что. вызывает конденсацию Не в конденсаторе 9, ИЗ которого жидкий Не, стекает в испаритель 7. Для получения температуры ниже 1К нагреватель выключают, насос 8 охлаждается до тешературы В4. и начинает адсорбировать пары 3 жидкого На Температура испарителя понижается и стабилизируется на уровне 0,3 К. 1 ил.

(19) Я (11) 1431445 А1 (51) F 2 Р 1 союз совктских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РКСПУВЛИК

ГОС ДАРСТВКННОК IIATEHTHOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕИТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4136524/13 (22) 20,10.86 (46) 30.!0.93 Бюл. Ng З (72) Панкратов НА; Новичкова Л.Г„Сташкова НМ (54) КРИОСТАТ (57) Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для работы с объектами при температуре от 1 до 03 К в вакууме. Целью изобетения является повышение холодопроизводительности криостата путем повышения коэффициента ожижения. После заполнения ванны (В) жидким Не, а ванны 11 жидким азотом один раз за4 полняют расчетным количеством Не баллон 12.

Затем вентилем 5 запускают необходимое количество Не в рефрижератор, расположенный на з днище 8 4 с внешней его стороны Для снижения з

Не откачивают Не из 64 вакуумным насосом до

4 остаточного давления !6 ГПа, что соответствует температуре 18 К С помощью нагревания криоадсорбционный насос 8 нагревают, Не десорбируетз ся из насоса 8, давление его возрастает, становится выше давления насыщенный паров при температуре В 4, что.вызывает конденсацию Не в конденсаз торе 9, из которого жидкий Не,стекает в испариз тель 7. Для получения температуры ниже 1К на-. греватель выктиочают, насос 8 охлаждается до температуры 84.и начинает адсорбировать пары жидкого Не. Температура испарителя понижается

Э и стабилизируется на уровне 0,3 К 1 ил.

1431445

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для научных исследований и в технике для работ с объектами при 1-0,3 К в вакууме.

Цель изобретения — повышение холодопроизводительности криостата путем повышения коэффициента ожижения Не, На чертеже показан предлагаемый криостат, Криостат содержит вакуумированный герметичный корпус 1, к фланцу 2 которого на трубке 3 подвешена ванна 4 для жидкого

Не, На внешней стороне дна ванны 4 укреплены вентиль 5 для перепуска Не и окру>кенный радиационным гелиевым экраном б рефрижератор с Не, содержащий испаритель 7, криоадсорбционный насос 8, конденсатор 9, экран 10. Устройство снабжено кольцеобразной ванной 11 для жидкого азота и баллоном 12 для газообразного Не,размещенным в верхней части корпуса 1, а ванна 11 установлена коаксиально баллону 12 с обеспечением контакта с его стенками и обеспечивает олаждение радиационного экрана 13.

Для контроля давления в баллоне 12 служит манометр 14. Заполнение баллона

12 газом производят через игольчатый вентиль 15, а перепуск газа, в рефрижераторах с Не осуществляют по трубке 16 через вен з тиль 5 с помощью ручки управления 17 снаружи криостата, Криостат работает следующим образом.

Послы вакуумирования внутренний полости криостата ванну 11 заполняют жидким азотом, а ванну 4 — жидким Не.

Одновременно рефри>кеоатор охлаждается до температуры 4,2 К, а Не в баллоне 12— до температуры жидкого азота, Заполнение баллона 12 расчетным количеством ЗНе производят через вентиль 15 только один раз. Затем, открывая вентиль 5 ручкой управления 17, запускают зНе в рефри>кератор, Проходя через вентиль 5 Не охлаждается до температуры 4,2 К и уже охлажденный адсорбируется криоадсорбционным насосом 8, что увеличивает удельную скорость ацсорбции в несколько раз.

После запуска Не в рефрижератор, о чем свидетельствуют показания манометра 14, вен тил ь 15 за кры вают.

Для ожижения Не предварительно откачивают пары жидкого Не механическим

50 (56) Патент ФРГ К. 2715979, кл. F 25 0 3/10, 1977.

Троицкий В.Ф., Фзрадков А,Б. Портативный рефрижератор с Не. ПТЭ, 1984, N 2, с. 210-213. вакуумным насосом до остаточного давления 16 ГПа, что соответствует температуре

1,8 К. Затем с помощью электронагревателя криоадсорбционный насос 8 подогревают, Не десорбируется из насоса 8, давление з его возрастает, становится выше давления насыщенных паров при температуре ванны с Не, что вызывает конденсацию Не в кон4 денсаторе 9, из которой жидкий Не стекает в испаритель 7. Для получения температуры ниже 1К нагреватель выключают, криоадсорбционный насос 8 охлаждается до температуры ванны 4 с жидким Не и начинает адсорбировать пары жидкого Не. Темпера15 тура испарителя 7 понижается, стабилизируется на уровне 0,3 К и поддерживается до тех пор, пока в испарителе 7 имеется жидкий Не. После ожижения Не криостат может работать и без откачки ванны с жидким

20 4Не

Такой режим работы удобен тем, что отсутствуют механические вибрации, а криостат становится автономной системой. В случае необходимости цикл работы ре25 фрежератора может быть повторен многор а т н о П о с л е и с и а р е н и я 4 криоадсорбционный насос 8 нагревается, Не десорбцируется, его давление возрастает до 10 МПа при комнатной температуре, Открытием вентиля 5 осуществляют перепуск газообразного Не из рефрижератора в баллон 12, где он хранится при комнатной температуре. По окончании перепуска, контроль за которым ведется по манометру 14. вентиль 5 закрывают.

Наличие вентиля для Не, установленного не для ванны с Не вблизи рефрижератора, позволяет отсекать "мертвый" объем подводящих трубопроводов от рабочего объема рефрижератора и при правильном выборе размеров криоадсорбционного насоса и испарителя дает возможность максимально повысить давление паров Не, десорбирующихся из крионасоса в фазе о>кижения, и тем самым уве личить коэффициент ожижения Не и повысить холодопроизводительность.

1431445

Формула изобретения

Составитель В;Константинов

Техред M.Моргентал Корректор, Н,Король

Редактор В,Трубченко

Заказ 3191

Тираж. Подписное

i HflO "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

КРИОСТАТ, содержащий вакуумированный герметичный корпус, баллон для

3Не, ванну для жидкого4Не, на внешней стороне дна которой укреплен рефрижератор на Не . содержащий криоадсорбционный насос. испаритель, конденсатор, отличающийся тем, что. с целью повышения холодопроизводительности путем повышания коэффициента ожиження -Не

3. криостат снабжен кольцеобразной ванной для жидкого азота, при этом, баллон для

3Не размещен в верхней части корпуса, ванна для жидкого азота уста, элена коаксиально ему с обеспечением контакта с его

- стенками, а вентиль для перепуска Не ук3

16 реплен с внешней стороны ванны для Ке .