Криостат для регулируемого охлаждения объектов от температуры кипения хладагента до комнатной

Криостат для регулируемого охлаждения объектов от температуры кипения хладагента до комнатной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено23.03.76 (21) 2341323/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15,03.78фюллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (11) 597902 (51) М. Кл.

25 D 3/10

Гооударотеенный комитет

Сонете Мнннотрое СССР ео делам изобретений и открытий (53) УДК 621.59 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, Л. Пономарчук и В. И. Михайлюк (71) Заявитель

Физикстехнический институт низких температур

АН Украинской CCP (54) КРИОСТАТ, ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ ХЛАДАГЕНТА ДО КОМНАТНОЙ

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в системах регулируемого охлаждения до низких температур с использованием криогенных жидкостей. 5

Известны устройства для криогенного охлаждения, в которых предусмотрено регулирование температуры эхлаждаемого .объек

r8. Обычно для этой. цели используют электрический нагреватель, установленный IO на держателе охлаждаемого объекта либо непосредственно на охлыждаемом объекте.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, сэдержашее теплрнзолирэванную емкость для 15 криогенной жидкости, в тепловом контакте с которой находится хладопровод, с держателем охлаждаем ого объекта на свободном конце 111. Для регулирования температуры охлаждаемого объекта на участке 20 хладэпровода между держателем образца и емкэстью для криогенной жидкости помешаютт элек трический нагрев атель.

Недостатком описанной конструкции является значительный расход хладагента 25 при работе криостата в широком диапазоне температур, например от температуры кипения криогеннсй жидкости до комнатной. Причина указанного недостатка заключается в том, что охлаждаемая поверхность хладопровода при любой температуре охлаж" даемого объекта имеет температуру, близкую к температуре кипейия криогенной жидкости. Поэтому теплопритоки к емкости, пропорциональные разности между температурой кипения криогенной жидкости и температурой охлаждаемого объекта, могут достигать значительной величины, что приводит к повышенным расходам хладагента и необходимости создания больших его запасов.

Это, в свою очередь, создает значительные трудности при использовании подобных простых криостатов в некоторых областях гехники, в частности - космической.

Цель изобретения — сокращение расхода хладагента при работе крностата в ширэкэм диапазоне температур (or температуры кипения хладагента до комнатной).

Поставленная цель дэстигается тем, что конец хладопровода, размешенный в емкэс897902 ти, снабжен пористой насадкой из материала с низкой теплэпрэводнэстью, например песком, заполняющим часть объема емкости для криогенной жидкости. (Матеэиалы с открытой пэристэстью характеризуются наличи5 ем сээбщаюшихся между собой пэр).

На чертеже изображен предлагаемый криостат, продольный разрез.

Криэстат для регулируемого охлаждения содержит теплоизолированную емкость>

1, через днэ кэторэй проходит хладопрэвод в иде теплопрэводлого стержня 2, часть которого находится внутри емкости 1 и покрыта материалом 3 с низкой теплопрэ- 15 вэдностью и открытэй пэристэстью, например песком. На наружной части теплэпроводногэ стержня установлен держатель 4 эхлаждаемэгэ объекта 5, нагреватель 6 и датчики температуры. Нагреватель 6 и датчики температуры подключены к системе автоматического регулир;>вания температуры.

Криэстат работает следующим образом.

Через горлэвину емкости 1 заливают криогенную ., жидкость, кэтэрая охлаждает и пропитывает находящийся в емкости песок. При этом эхлаждаются также теплопрэводный стержень 2 (за счет контакта верхней его части с криогенной жидкостью) и исследуемый эбъект 5. Для увеличения температуры объекта 5 включают нагреватель 6, температура теплопрэвэдкого стеэжня 2 пэднима> тся, и хладагент, находяящийся вэкру верхнего конца стержня 2, 35 закипает. Образую пийся пар отходит по порам в слое песка, оттесняет жидкий хладагент, отвод тепла or стержня сокращается и система автоматического регулирования температуры уменьшает ток через нагреватель 6. Таким обоазом, темпеоатура ахлаждаемого конца теплопроводного стержня 2 может значительно превышать температуру кипения хладагента.

Преимуществом предлагаемого криостата является наличие между охлаждаемой поверхностью хладопровода и жидким хладагентом газовогэ пэомежутка в попах окружающего хладопровод слоя песка. За счет этогэ мощность, выделяемая нагревателем и компенсируемая испарением хладагента, может быть значительно снижена, следствием чего является существенное сокращение расхода хладагента при работе криостата. в широком диапазоне температур.

Ф ормула изобретения

Криостат для регулируемого охлаждения объектов от температуры кипения хладагента до комнатной, содержащий кожух, гепаоизолированную емкость с хладагентом и хладэпровод, один конец которого размещен в емкости, а на другом установлены держатель объекта и нагреватель, o r л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения расхода хладагента, конец хлад провода, размещенный в емкости, снабжен пористой насадкой из материала с низкой теплопров одн остью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Микулин Е. И. Криогенная техника, М., 1969, с.260.

597902

Составитель Г. Ольшанская

Редактор Н. Пэтапэва Техред А. Алатырев Корректор Я, Гоксич

3 119а 31 Тираж 666 Пэдписн ое

Ц1И1ИПП Т :х.уднрственногэ комитета Сэвета Министров СССР пэ делач изобретений и открытий

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

Филиал 1IJIII "Патс нт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4