Рефрижератор растворения в

СОЮЗ СОВЕТСКИХммалютеесэмпРЕСПУБЛИК ЯО.,Заэ Г 25031 ЭОБРЕТЕНИЯИИДБТИЛЬСТВУ ПИ ВТОРСКОМ А й 11 ц- гешрегаехрегипепг.з РАСТВОРЕНИЯакуумную ругенной жиди раствореГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Объединенный институт ядерныисследований(56) 1, Неггоя Р. ег а 1. 1гуоп ге 2 г 18 егагог Гог 1 оюШге пцс 1 еаг ог 1 епгагдопоп 11 пе ап 1 зогоре зерагайог".Яцс 1 еаг 11 пзГгцшепгз апй МейЬойз,1978, 155, с. 423.54) (57) РЕФРИЖЕРАТОРНЕ В ЧЕ, содержащий вбашку, емкость для криокости, камеры испарения ния и теплообменники, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени на повторный цикл и снижения трудоемкости захолаживания, он снабжен трубкой для отвода криогенной жидкости из емкос ти и толстостенньв капилляром, один конец которого выведен за пределы вакуумной рубашки, а другой связан с трубкой для отвода криогенной жидкости иэ емкости, при этом трубка для отвода криогенной жидкости также выполнена в виде толстостенного капилляра н связана с входом первого теплообменннка, а оба капилляра по всей длине снабжены электронагревателем.1 11Изобретение относится к криогенной технике и может быть испольэовано для захолаживания теплоизолированного криогенного объекта, предназначенного для изучения распада ориентированных короткоживущих радиоактивных ядер.Для эффективного ориентирования ядеР используется совместное воздействие на них магнитного поля напряженностью до 10 Гс и крайне низкой температуры порядка 10К и ниже. Для достижения последнего условия применяются рефрижераторы растворения Не в Не.Короткие времена жизни изучаемых ядер (Тф 1/2 - несколько минут) требуют непрерывной имплантации выделен ных ка масс-сепараторе ионов в экспериментальную подложку, закрепленную на камере растворения рефрижератора.Таким образом. возникает необходимость убрать все преграды на пути пучка ионов, т.е, сообщить по вакууму масс-сепаратор и рефрижератор. Последнее требование ставит техническую задачу предварительного захолаживания рефрижератора от комнатной температуры до некоторой стартовой, обычно меньшей .2 К, начиная с которой рефрижератор может понижать свою температуру.Наиболее близким к предлагаемому по техкической сущности и достигаемому результату является рефрижератор растворения Не в Не, содержащий вакуумную рубашку, емкость для криогенной жидкости, камеры ис - парения и растворения и теплообменники,Рефрижератор захолаживается посредством теплообменного газа, заполняющего вспомогатепьную вакуумную рубашку, ограниченную четырехгра дусным экраном 1. После охлаждения рефрижераторатеплообмекньй газ откачивают из вакуумной рубашки и реФрижератор оказывается теплоизолированным. Затемвырезается алюминиевая фольга в окне вакуумной рубашки специальнымустройством, перемещаемым снаруживдоль пучка атомов и, .таким образом,пучок атомов получает возможностьдолетать беспрепятственно от сепаратора до камеры растворения, 2Однако после каждого отогрева рефрижератора до комнатной температуры последующее захолаживание требует демонтажа его нижней части с целью уплотнения окна новой алюминиевой фольгой, последующей сборки и вакуумных испытаний рефрижератора, что является неэкокомичным и создает эксплуатационные трудности,Целью изобретения является сокращение времени на повторный цикл и снижение трудоемкости захолаживания.Поставленная цель достигается тем, что рефрижератор растворения 1 Не вНе содержащий вакуумную рубашку, емкость для криогенной жидкости, камеры испарения и растворения, теплообменники,снабжен трубкой для отвода криогенной жидкости из емкости и толстостенным капилля 25454 10 15 20 ром, один конец которсго выведен за пределы вакуумной рубашки, а другой связан с трубкой для отвода криогенной жидкости из емкости, при этом трубка для отвода крисгенной ищкости также выполнена в виде толстостенного кагалпяра и связана с входом первого теплообмгкника а оба каhилляра по всей длине снабжены электронагревателем.На чертеже представлена схема реФрижератора.Рефрижератор содержит емкость для криогенной жидкости, вакуумную рубашку 2, трубку 3 для отвода криогенной жидкости, представляющую со бой толстостенныи капилляр из нержавеющей стали выдерживающии давление до 250 МПа, толстостенный капилляр 4, удовлетворяющий тем же требованиям, электрический нагреватель 5, расположенный по всей длине обоих капилляров, дроссель 6, ограничивающий циркуляцию Не через рефриже. ратор, камеру 7 испарения, трубчатый теплообменник Я, визкотемпературные теплообмеккики 9 и камеру 10 растворения.Рефрижератор работает следующим образом.Перед захолаживанием теплый рефрижератор откачивают и закрывают снаружи капилляр 4, Емкость 1 криостата заполняют частично жидким азотом и откачивают холодньй пар азота через капилляр 3, сообщающий емкость 1 с входом в первый теплоЗаказ 8523/29 Тираж 513 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1 обменник 8, и далее через прямую линию, для концентрированной фазы Не, и обратную линию, для разбавленной фазы 3 Не (не обозначены).Пар хладагента, проходя по всей ниэ котемпературной части рефрижератора (8-10 и 7), эффективно отбирает от нее тепло и удаляется из камеры 7 испарения через тракт 11 откачки Не, По достижении азотной температуры в рефрижераторе удаляют азот из емкости 1 и заполняют ее жидким гелием. Далее ведут охлаждение рефрижератора паром жидкого гелия аналогичным образом с помощью форвакуумного насоса (не показан), имеющегося в системе рефрижератора. После эахолаживания рефрижератора до 4 К оба капилляра 3 и 4 кратковременно отогревают до температуры выше 273 К с помощью электрического йагревателя 5 и подают в них воду через конец капилляра 4, выведенный за пределы вакуумной рубашки 2.Вода доходит только до массивных и глубоко охлажденных мест спая капилляров 3 и 4 с емкостью 1 и первым теплообменником 8 и замерзает. Нагреватель 5 отключают и капилля 125454 4ры 3 и 4 блокируются льдом на всейдлине, а тепловая связь первого теплообменника 8 с гелиевой емкостью 1практически разрывается. Рефрижератор, таким образом, оказываетсяподготовленным для конденсации рабочей смеси газов и дальнейшей работы.Остаточный теплоподвод по стенкам капилляров 3 и 4 и через ледлегко минимизировать. Этот теплоподвод мал и им можно пренебречь, аблокировка капилляров льдом исключает возможность образования в ихканале сверхтекучего Не 11.ЭПо окончании работы рефрижератора воду из обоих капилляров удаляютпосле его отогрева до комнатнойтемпературы избыточным давлениемгаза, прикладываемым со стороны емкости 1 и первого теплообменника 8,Изобретение обеспечивает предварительное захолаживание рефрижератора от комнатной до гелиевой температуры, исключает частичный демонтаж рефрижератора для его подготовки к последующему пуску и обеспечивает малый остаточный теплоподвод к рефрижератору.