Способ получения сверхнизких температур

(51) Р 25 В 9 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬЬы,К. ИЯ СВЕРХстворения ения, от- испареных насоии последхся при 54)(57) ИЗКИХ ТЕМ еЗ В,Не( ачки пар ия с пом Ов у пооч их конд СПОСОБ ПОЛУЧЕ ПЕРАТУР путем р в камере раствор в Не из камеры щью криосорбцио редной регенерац нсации выделяющ(56) 1. Лоунасмаа О.В. Принципы иметоды получения температур нижеМ., фМашиностроение 1, 1977, с.62, Авторское свидетельство ССС9 330785, кл. Г 25 В 27/00, 1969. этом паров Не, возврата их в камеру растворения с расширением в дросселе и охлаждения в теплообменнике, причем все перечисленные аппараты разме- щают в криостате, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью стабилизации температуры в камере растворения путем обеспечения стабильной циркуляции Не , сконденсированные пары Не перед расширением собирают в криостатированной емкости, а циркуляцию Неэ осуществляют под действием давления насыщенных паров, создаваемого в этой емкости.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что криосорбционные насосы охлаждают путем заполнения их оболочек жидким Не", а при регенерации насосов к жидкому Не подво 4 дят тепло и вытесняют его в криостат.Изобретение относится к криогенной технике, а именно к технике получения сверхнизких температур методом растворения Нев Не с использованием абсорбционной откачки паров над криогенной жидкостью.Известен способ получения сверхнизких температур путем растворения Не 3 в Не 4 в камере растворения, откачки паров НеЭ из камеры испарения при помощи диффузионных или форва" 10 куумных насосов, возврата их в камеру растворения с расширением в дросселе и охлаждении в теплообменнике, причем все перечисленные аппараты эа исключением насосов помещают,в 5 криостате (1) .Недостатком известного способа .является наличие работающей при комнатной температуре системы откачки, вследствие чего неизбежно отепление откачиваемого газа и его расширение. обуславлнвающее необходимость применения средств откачки большой производительности.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ долучения сверхйизких температур пу тем растворения НеЭ в Не 4 в камере растворения, откачки паров Неф иэ камеры испарения .с помощью криосорбционных насосов, поочередной регене" рации последних, конденсации выделяющихся при этом паров Нез, возврата их в камеру растворения с расширением в дросселе и охлаждения в теплообменнике, причем все пере" чйсленные аппараты размещают в криостате (2) .Недостатком данного способа является нестабильность температуры в ка. мере растворения и, как следствие, 40 низкая устойчивость работы устаноВ-киЦель изобретения - стабилизация температуры в камере растворения путем обеспечения стабильной цирку ляции Неэ, Указанная цель достигается тем, .что согласно способу получения сверхнизких, температур путем растворения Нез в Не 4 в камере растворения, откачки паров Не. из камеры испарения с помощью криосорбционных насосов, поочередной регенерации последних, конденсации выделяющихся при этом паров НеЭ, возврата их в камеру растворения с расширением в дросселе и охлаждения в теплообменнике, причем все перечисленные аппараты размещают в криостате, гконденсированные пары Не перед расширением собирают в криостатированной емкости, а цирку ляцию Не 5 Осуществляют под действием давления насыщенных паров, создаваемых в этой емкости.Криосорбционные насосы охлаждают путем заполнения их оболочек жидким65 Неф, а при регенерации насосов к жидкому Не подводят тепло и вытесняют его в криостат.На чертеже представлена установка, в которой реализуют предлагаемый способ получения сверхнизких температур.Установка содержит гелиевый криостат 1 с ванной жидкого гелия при температуре 4,.2 К, в которой размещены камера растворения 2 Не в Неф иЭсистема циркуляции Не в виде камеры испарения 3, линии откачки паров Нез, двух криосорбционных насосов 4 периодического действия, и линии возврата НеЭ.с конденсатором 5 и дросселем б. Камера испарения 3 соединена с одним каналом теплообменника 7, другой канал которого, соединен с камерой растворения 2 и дросселем б. На линии возврата Неэ установлена криостатируемая емкость, размещенная между конденсатором 5 и дросселем б. Линия возврата Неэ сообщена с каждым криосорбционным насосом 4 через устройства регулирования расхода, выполненные, например, в виде двух дросселирующих элементов 9,соединенных с конденсатором 5. Для обеспечения более надежной ликвидации утечек газообразного гелия вместо дросселирующих элементов 9 могут быть установлены два клапана. В линии откачки паров НеЭ установлены вентиль 10 для регулирования скорости откачки и золотниковый переключатель 11, Каждый насос 4 содержит сорбирующий элемент 12 с нагревателем, (на чертеже не показан), и установлен с зазором в оболочке 13, размещенной в криостате 1. Оболочка 13 выполнена с двойными стенками, промежуток между которыми отвакуумирован, а ее придонная область сообщена с ванной криостата 1. посредством запиточного трубопровода (не показан), Сорбирующий элемент 12 связан с откачиваемым объектом посредством патрубка.14, Переключающий вентиль 15 установлен между дренажным трубопроводом 16 каждой оболочки 13 и паровым пространством ванны криостата 1. Предлагаемый способ осуществляют путем растворения НеЗ в Неф в камере растворения 2, откачки паров Не иэ камеры испарения 3 с помощью криосорбционных насосов 4, поочередной регенерации последних, конденсации выделяющихся при этом паров НеЭ в конденсаторе 5, возврате их в камеру раствореиия 2 с расширением в дросселе б и охлаждением в теплообменнике 7, сконденсированные пары Не 3 перед расширением в дросселе б собирают в криостатируемой емкости 8, циркуляцию Нез осуществляют под дей- . ствием давления насыщенных паров,1103055 2 Составитель А.федотовР М.Товтин ТехредМ. Гергель КорректорО,Бил Ре Зака Фили тентф,г. ППП оектна ул ор создаваемом в емкости 8, причем криосорбционные насосы 4 охлаждают путем заполнения их оболочек 13 жидким Не 4, а при регенерации насосов 4 к жидкому Не подводят тепло и вытесняют его 5 в криостат 1. 4934/28 Тираж 514ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж, Р Экономический эФФект от внедрения данного технического предложения заключается в повышении КПД работы всей установки, сокращении энергозатрат и в повышении устойчивости работы установки вследствие исключения неуправляемых срывов процессаПодписноекомитета СССР