Криостат

, 1455 19 Г 25 Р 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИПРИ 1 КНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(71) Центральное проектнои технологическое бюро нростроения АН УЗССР(56) Авторское свидетельст403927, кл. Г 25 В 3/10,Авторское свидетельство735879, кл. Г 25 Э 3/10,объекта и скорости его охлаждения в следующем порядке: при повороте ручки 8 по часовой стрелке корпус также поворачивается в том же направлении относительно втулки. При этом радиальные упруго-гибкие пластины будут наматываться на нее с уменьшением активной теплообменной поверхности. При повороте ручки 8 в обратном направлении намотанные части пластин освобождаются, и их активная теплообменная поверхность увеличивается. Далее отрегулированную муфту-радиатор 5 легко закрепляют на полом стержне 4 посредством резьбового соединения, а затем погружают в емкость 1, заполненную хладагентом, Для получения скоростей охлаждения объекта более низких, чем скорость, соответствующая минимальной теплообменной поверхности плас-тин, устанавливается теплопроводная игла 6 с низкой теплопроводностью, погружение которой в емкость 1 с хладагентом на разные уровни позволяет получать различные стабильные температурные режимы охлаждения объекта. 1 3. и. ф-лы, 2 ил,онструкторско учного прибо СССР 969.ССР 0 (прото п)(54) КРИОСТАТ (57) Изобретение технике, а именно следования объект турах. Цель изоб плавного регулиров рости охлаждения о охлаждаемого объе ра 2 замораживани производится регул 5 в зависимости от ится к криогеннои риостатам для исри низких темпераия - обеспечение температуры и скота. После установки а подложку 3 камеметизируется. Затем кг муфты-радиатора уемых температуры тно ов п ретен ания бъек та нгерровтребИзобретение относится к криогенной технике, а именно к криостатам для исследования объектов при низких температурах.Цель изобретения - обеспечение плавного регулирования температуры и скорости охлаждения объекта.На фиг. 1 схематически изображен пред.лагаемый криостат, разрез; на фиг. 2 муфта-радиатор, вид в аксонометрической проекции.Криостат содержит цилиндрическую ем кость 1 для хладагента, расположенную надней камеру 2 замораживания с подложкой 3для закрепления исследуемого объекта, по, лый стержень 4 из теплопроводящего материала, соединенный посредством резьбы сподложкой 3 и муфтой-радиатором 5, на ниж, нем основании которой укреплена игла 6.Муфта-радиатор 5 может включать ци-линдрический корпус 7 из теплоизоляцион-ного материала с ручкой 8 для его вращения и продольными прорезями 9 в стен-ках, втулку 10 из теплопроводяшего мате, риала с закрепленными на ее наружной по-.верхности радиальными упругогибкими пластинами 11 из теплопроводящего материала.Втулка 10 имеет внутреннюю резьбу для соединения с полым стержнем 4 и установлена в корпусе 7 соосно с ним, При этом радиальные пластины 11 пропущены через прорези 9 и могут перемещаться в них при , вращении корпуса 7 относительно втулки 10,Для крепления теплопроводной иглы 6 . во втулке 10 предусмотрено шестигранное , отверстие 12. Корпус 7 выполнен из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала полого стержня 4, имеет съемную теплоизоляционную крышку 13. Под подложкой 3 установлен электронагреватель 14 для нагрева объекта в случае необходимости до температуры, выше комнатной.Принцип действия криостата заключается в следующем.После установки охлаждаемого объекта на подложку 3 камера 2 замораживания герметизируется. Затем производится регулировка муфты-радиатора 5 в зависимости от требуемых температуры объекта и скорости его охлаждения в следующем порядке. При повороте ручки 8 по часовой стрелке корпус 7 также поворачивается в том же направлении относительно втулки 10. При этом пластины 11 будут наматываться на нее с уменьшением активной теплообменной поверхности. При повороте ручки 8 в обратном направлении намотанные части пластин 11 освобождаются и их активная теплообменная поверхность увеличивается. Далее муфту-радиатор 5 легко закрепляют на полом стержне 4 посредством резьбового соединения, используя шестигранное отверстие 12 во втулке 10 для ключа с шестигранной головкой. Затем отрегулированную муфту погружают в емкость 1, заполненную хладагентом. 5 О 75 20 25 30 35 45 50 55 Для получения скоростей охлаждения объекта более низких, чем скорости, соответствующие минимальной теплообменной поверхности пластин, устанавливается тепло- проводная игла 6 с низкой теплопроводностью, погружение которой в хладагент на различные уровни позволяет получать различные стабильнье температурные режимы охлаждения объекта.Верхняя часть корпуса 7 исключает непосредственный тепловой контакт полого стержня 4 с хладагентом, что обеспечивает независимость температуры и скорости охлаждения объекта от уровня хладагента в емкости 1. Кроме того, внутренний диаметр верхней части корпуса 7 и внешний диаметр полого стержня 4 выполнены равными, но позволящими свободное относительное вращение с минимальным люфтом. Это дает возможность легко производить регулировку муфты-радиатора 5 при комнатной температуре. Однако, при охлаждении происходит захват верхней частью корпуса 7 полого стержня 4 из-за разности их коэффициентов линейного расширения, что позволяет фиксировать угол поворота корпуса 7 относительно полого стержня 4, а следовательно, втулки 10.В случае необходимости создания градиента температуры на подложке 3 ее разделяют на части теплоизолируемой перегородкой (не показано) и регулировкой муфты- радиатора 5 на одной части подложки 3 или регулировкой двух муфт-радиаторов 5 на двух противоположных ее частях добиваются нужного градиента температуры.Таким образом, наличие муфты-радиатора 5 с регулируемой площадью теплообменной поверхности при постоянстве ее массы позволяет устранить неоднозначную связь между площадью теплоотвода и теплоемкостью охлаждаемой части системы, поскольку последняя в этом случае будет постоянна, а посредством муфты-радиатора 5 обеспечивается только изменение площади теплоотвода, чем обусловливается эффективность регулировки в предлагаемом криостате. Обеспечивается также непрерывность изменения температуры, скорости охлаждения и нагрева сбъекта благодаря возможности плавной регулировки площади теплообменной поверхности пластин1 муфты-радиатора 5.Кроме того, большое значение отношения площади теплоотвода к массе при максимальной теплоообменной поверхности плас. тин 11 муфты-радиатора 5 по сравнению с теплопроводными иглами известного устройства позволяет достичь более высоких значений скоростей и более низких температур охлаждения, т. е. расширяется диапазон регулирования. Формула изобретения1. Криостат, содержащии емкость для хладагента, расположенную над ней камеру1455185 Сост Техре Тира ого комитета по Москва, Ж - 3 играфическое прЧантурияКоррект Подписн м и открытиямя и аб., д. 4/5 г. Ужгород. ул. авитель В.л И. Вересж 462 зобрс гения 5, Раушск дприятпе,р В. Гирнякери ГКНТ СССР Редактор И. КасардЗаказ 7442/471 ИИПИ ГосударственнП 33035Производственно.по,)осктная. 4 замораживания с подложкой для размещения исследуемого объекта и теплопроводную иглу, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавного регулирования температуры и скорости охлаждения объекта, он снабжен полым стержнем из теплопроводящего материала и муфтой-радиатором с регулируемой площадью теплообменной поверхности, при этом полый стержень закреплен вертикально в подложке и муфте-радиаторе посредством резьбовых соединений, а тепло- проводная игла укреплена на нижнем основании муфты-радиатора острием вниз.2. Криостат по п. 1, отличающийся тем,что муфта-радиатор включает цилиндрический корпус из теплоизоляционного материала с ручкой для его вращения и продольными прорезями в стенках, цилиндрическую втулку из теплопроводящего материала с закрепленными на ее наружной поверхности вдоль образующих радиальными упругогибкими пластинами из теплопроводящего материала, при этом втулка установлена в корпусе соосно с ним, а радиальные пластины размещены в прорезях корпуса с возможностью перемещения в них вращении корпуса относительно втулки.