Устройство для получения гелия под давлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН дЕ 253 1 ТЕНИЯ% 35 . Г. Ш В. А. фель- Шапошни 2622 ОЛЯ ПОВЛЕНИЕМ гелием ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Патент Франции Иф 2кл. Р 25 3 1/02, 1974.(54) (57) 1. УСТРОЙСГВОЛУЧЕНИЯ ГЕЛИЯ- ПОД ДАсоцержашее емкость с жицки801043441, вторую герметичную ем ениую с первой шельк и устройство с вакуумными вакуумным насосом,щ е е с я тем, что, с ния экономичности. и упрокции, вакуумный трубопровнутри шели и снабжен м охлажцаюшим устрой- шенным в нижней его час ным в вице пробки иэ икропористой структуры. поц цавлениеЪю кость, соецин охлажцаюшее. отличаю целью повыше щения констру, воц раэмещен цополни тельны ством, раэме ти и выполнен материала м1043441 2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что пробка выполненапо крайней мере из двух слоев матернала с разным размером пор.Э. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что .слой сменьшим размером нор установлен первым по ходу цвижения паров.4. Устройство по пп. 1 Э, о т л ич а ю щ е.е с я тем, что охлаждающееустройство снабжено по крайне мереоцним нагревателем с теплоизолятором. Изобретение относитая к криогеннойтехнике и может быть использовано вкриостатах цля охлажцения сверхпроводящих устройств.Наиболее близким к изобретейию потехнической сущности и цостигаемомурезультату является устройство цля получения гелия- П поц цавлением, содержащее емкость с жидким гелием поццавлением, вторую герметичную емкость,соециненную с первой щелью, и охлажцающее устройство с вакуумным трубопровоцом и вакуумным насосом 1,.Недостатками известного устройстваявляются низкая экономичность, обусловленная тем, что,не используется холоп .паров, гелия- Й на низком температурномуровне от 4,2 .К и ниже, а также наличие дросселя и. громоздкой камеры испарения,Цель изобретения повышение экономичности и упрощение конструкции.Поставленная цель цостигается тем,что в устройстве, соцеркащем емкостьс жидким гелием поц цавлением, вторую герметичную емкость, соециненнуюс первой щелью, и охлажцающее устройство с вакуумным трубопроводом и вакуумным насосом вакуумный трубопроводразмещен внутри щели и снабжен пополни .тельным охлаждающим устройством, размешенным в нижней части его и выполненным в вице пробки иэ материала микропористой структуры.Кроме того, пробка выполнена покрайней мере иэ цвух слоев материалас разным размером пор.Слой с меньшим размером установлен первым по хоцу цвижения паров. 5. Устройство по п. 1, о т л и ф ч а ю щ е е с я тем, что стенки щели выполнены и 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 поц пробкой и обра зуюшей полость между герметичной пе,регородкой и пробкой, соединенную трубкой с нижним концом щели. 1Охлаждающее устройство снабжено покрайней мере одним нагревателем с теплоизолятором.Стенки щели выполнены в вице размещенных напротив цруг цруга выступов ивпацин.Вакуумный трубопровоа снабжен гер .метичной перегородкой, размещенной поцпробкой и образующей полость межцу герме 10 тичной перегородкой и пробкой, соецийенную трубкой с нижним концом щели.На фиг. 1 схематично изображенопрецлагаемое устройство; на фиг. 2 -узел 1 на фиг. 1; на фиг, 3 - узел Й на15 фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - .то же, вариантывыполнения," . Устройство соаержит емкость 1, в которой нахоцится жицкий гелий поц цавлением, соециненную с герметичной20 емкостью 2, соцержашую жицкий гелий-Й,посрецством щели 3. В емкость 2 помещена пробка 4, соединенная вакуумнымтрубопроводом 5 с вакуумным насосом 6.Трубопровод 5 пропущен черезшель Э,25 соециненную трубкой 7 с пробкой 4, размещенной в трубопровоце 5, при этомтрубопровоц 5 соцержит герметичную перегороцку 8. Пробка 4 снабжена верх.- ним 9 и нажимным 10 нагревателями,З 0 при этом со стороны гелия- П пробка 4закрыта пористым теплоизолятором 11.Вель 3 может иметь фигурные стенкив,вице выступов и впадин аля увеличенияповерхности обтекания и улучшения тепло 35 обмена,Устройство работает слецуюшим образом.Жидкий гелий из емкости 1 поцаетсяв щель 3, гце охлажцается в теплообмене.1с отвоцимыми парами, обтекая стенку трубопровода 5, и поступает вемкость 2,Также охлажденный гелий может пода, ваться по трубке 7 непосредственно 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 нескольких слоев с разным размером пор, что обеспечивает заданное давление и холо-. цопроизвоцигельность, позволяет исполь зовать порошковые материалы и повысить давление на пробку; На пробке из лорис ,того материала цля гелия- Н наблюца ется явление термомеханического эффекта, который является самостоятельным цвигателем процесса испарения. При этом испарение протекает с йепрерывным на рушением равновесности, Возникающее фонтан-давление препятствует прохождению жицкого гелия- Й через пробку и уцерживает его в порах, пропуская газообразный гелий. Таким образом в пробке 15 осушествляется интенсивное испарение и охлажцение. гелия-Й.Перепац давления может цостигать ат мосферы. Поскольку в пробке 4 происхоцит испарение гелия(, образуется разфилиал ППП "Патент,г. Ужгород,ул.Проектная,4 441 4ность температур, причем сторона пробки,обращеннная к трубопроводу 5, холоднееНапример, на пробке с размером пор4. мкм при 1,8 К можно пропустить0,1 г/смс гелия, при этом цля по 2,лучения производительности 800 Вт науровне 1,7 К плошадь пробки составляет 0,04 м.Регулирование глубины и скоростиохлаждения может проиэвоциться изменением интенсивности откачки паров гелиявакуумным насосом 6 или включениемнагревателей 9 или 10, при этом теплсьизолятор 11 зашишает гелий от наг.ревателей. При включении верхнего нагревателя 9 разность температур уменьшается и даже может менять знак, что способствует прохождению жидкого гелиячерез пробку, и при увеличении скоростиоткачки паров холоцопроизвоцительностьустройства растет. При включении нижнего .нагревателя 10 фонтан-давление воз-растает, а пропускная способностьпробки пацает, и холоцопроизвоцительностьуменьшается,Такое компактное устройство позволит уменьшить холоцопотери, упроститьконструкцию, повысить нацежность иисключить механическую регулировкухолоцопроизвоцительности.