Криостат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик н11947591 (61) Дополнительное к авт. свид-ву . (22) Заявлено 050280 (21) 2896033/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.0782. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 300782

tSi j М. Кп.

F 25 D 3/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621 ° 99 (088.8) A.Ã. Демишев А.Г. Савченко, и Н.Е. Унесихин

Суплин, Е-.Ю-;-. Смнрнова

У (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторско-техн еское бюро

Донецкого физико-техническог ижуте

AH УкРаинской Сор (71) Заявитель (54) KPHOCTAT

Изобретение относится к низкотемт пературной технике и предназначено для исследования свойств образцов в интервале температур 4,2-77К, в частности, для высокочастотных кабелей длиной до 1000 м и массой до 20 кг.

Необходимость проведения исследо ваний с такими образцами в широком интервале температур требует создания нли применения универсальных и экономичных криостатов с регулируемой температурой.. При этом необходимо: обеспечить высокую эффективность теплообмена между образцом и криоагентом в широком диапазоне регулирования, обеспечить долговременную стабильность поддержания температуры образца и снижение расхода криоагента при получении значений температур вьаае точки кипения криоагентат обеспечить смену образца без разгерМетизации вакуумных полостей.

Известен криостат, состоящий иэдвух, расположенных одна под другой, теплоизолированных емкостей.

В нижней рабочей емкости помещен

СП-магнит. Емкости соединены между собой короткими патрубками и через клапаны образуют сообщающуюся систему (l J

Данная конструкция не может быть применена для исследования СП-кабелей в связи с отсутствием систевет терморегулирования и воэможности смены образца без разгерметизации обеих емкостей.

Известен тип криостатов,-имеющих корпус, разъемнуВ вакуумную:полость, в которой располагаются гелиевая емкость с теплообменником и охватывающая их азотная емкость с экраном.

Система терморегулирования выполнена в виде последовательной цепочки из. вентиля-распределителя, эффективного теплообменника и расширительной камеры (2) .

Недостаткн этих криостатов их конструктивная сложность, необходимость разгерметизации и удаление азота при смене образцов, а также неприменимость дпя исследования об.разцов большой массы.

Известен более экономичный и простой. широкогорлый криостат, который содержит теплоизолированную емкость-накопитель с криоагентом

-над теплоизоляционной рабочей емкостью с криоагентом. В рабочей емкости раз947591

20 мещен образец в виде сверхпроводящего соленоида. В емкости-накопителе имеется вентиль, предназначенный для подпитки рабочей емкости жидким криоагентом (3) .

K достоинствам данного криостага 5 относятся: малая скорость испарения в связи с наличием над рабочей емкостью емкости-накопителя, выполняющего роль теплоэащитной пробки,воэможность замены образцов без раз- 10 герметизации вакуумных полостей.

Применение данного криостата невозможно н случае непрерывного регулирования температуры н широком интервале. Можно получить лишь отдельные дискретные температуры, используя различные криогенные жидкости.

Цель изобретения — повышение стабильности температуры исследуемого образца.

Поставленная цель достигается тем, что криостат, содержащий корпус с теплоиэолированной рабочей емкостью, внутри которой находится емкость-накопитель криоагента и камера для исследуемого образца с патрубками входа и выхода криоагента, соединенная с емкостью трубопроводом подачи криоагента, снабжен перегородкой, установленной мЕжду емкостью и камерой, и разделяющим стаканом, размещенным между входным и выходным патрубками, а в устье камеры выполнено отверстие.

На чертеже изображен криостат, разрез.

Предлагаемый криостат состоит иэ корпуса 1, теплоиэолированной рабочей емкости 2. На подвеске 3 смонти-. ронаны радиационные экраны 4, теплоизолиронанная емкость-накопитель 5 40 для жидкого криоагента, трубопровод

6 подачи криоагента и нагреватель 7.

Внутри. емкости-накопителя установлен игольчатый вентиль 8. К емкости-накопителю приварены стержни 9. К 45 стержням 9 разъемным соединением 10 крепится перегородка 11 с камерой

12 для исследуемого образца. Перегородка 11 представляет собой диск, выполненный иэ металла с плохой теплопронодностью, со.сквозным отверстием в центре. По наружному краю диска закреплено кольцо 13, выполненное, например, иэ фетра или войлока.

55 плотный без зазоров контакт с внутренней стенкой рабочей емкости. Под экраном симметрично вокруг его центрального отверстия к .его поверхности герметично закреплен торец разделяю60 щего стакана 14 размещенного между входным и выходйым патрубками.

Под экраном расположена камера

12, в устье которой выполнено отверстие . Камера 12 имеет входной патрубок 15, соединенный с трубопроводом 65

6 подачи криоагента, выходные патрубки 16, расположенные осесимметрично по окружности в верхней части камеры.

Камера герметично соединена по окружности с разделяющим стаканом

14, расположенным между входным и выходными патрубками симметрично относительно центрального отнерстия.

Криостат работает следующим образом.

Жидкий гелий из емкости-накопителя 5 через вентиль 8 под давлением подается по трубопроводу б.подачи криоагента н нагреватель 7, который связан с системой автоматического регулирования, получает заданную температуру и поступает в камеру 12 через входной патрубок 15. Пройдя внутри камеры с образцом, гелий выходит через патрубки 16 и, омывая разделяющий стакан 14„ перегородку

11, кольцо 13, проходит последовательно через зазоры между боковой поверхностью камеры и стенкой рабочей емкости, между торцовой поверхностью камеры и дном рабочей емкости, через сквозные отверстия камеры 12 и перегородки 11. Далее гелий проходит в зазоре, образуемом боковыми поверхностями емкости-накопителя и рабочей емкости, и, осуществляя теплосъем с радиационных экранов 4 и поднески 3, выходит иэ криостата.

В предлагаемом криостате использование новых элементов (перегородки и разделяющего стакана) обеспечивает повышение долговременной стабильности температуры в интервале

4,2-77К. Указанный эффект достигается благодаря организации потока,омывающего перегородку с разделяющим стаканом, камеру и выходящего через центральные отверстия в устье камеры и перегородке. Точность стабилизации температуры не хуже 0,05К, а градиент температур в любом условном сечении образца лучше 0,2К.

Обеспечение данных параметров в предлагаемом криостате дает воэможность исследовать свойства высокочастотных кабелей, для которых стабильность и. градиенты температур особенно критичны.

Формула изобретения

Криостат, содержащий корпус с тЕплоизолированной рабочей емкостью, внутри которой находится емкостьнакопитель криоагента и камера для исследуемого образца с патрубками входа и выхода криоагента, соединенная с емкостью трубопроводом подачи криоагента, о т л и ч а юшийся тем,.что, с целью повышения стабильности температуры исследуемого образца, криостат снаб.»

947591

1. Патент Японии 9 51-495 59, кл. Н 01 L 39/04, 1976.

Составитель Г. Катенев

Редактор A Мотыль Техред 3. Палий Корректор И. Муска

Заказ 5606/59 Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 жен перегородкой, установленной между емкостью и камерой, и разделяющим стаканом, размещенным между входным и выходным патрубками, а в устье камеры выполнено отверстие.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Патент ФРГ Р 2723341, . кл. F 25 D 3/10, 1977.

3. Gryogen1cs . 1976, р.3-6 (прототип) .

17

14

1Х

Ф