Криостат

1 п 552599 ОП ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюв Советских Социаянсткческих Республик)М.Кл 2 6 Приоритет Государственный комитет Совета Министров СССР(088.8) 30,03,77, Бюллетеньвания описания 13.04.7 публиков делам изобретений и открытий а оп 72) Авторы изобретени 71) ЗаявительВ. В. Пермяков, В. В. Скрипченко и И. Р, Клименко Специальное конструкторское бюро Донецкого физико-техническог института АН Украинской ССР) КРИОСТ повышение от растяжения в тепыть установлен огра- контакта в виде упорным кожухом криооиства являевысокая натепла в прии вагонной с ох возможности з оса контактно ий элемент, н торопласта ади- амы- па- приИзобретение относится к области криогеники и может быть использовано для научных исследований и в технике для работы с объектами при низкой температуре в вакууме,Известен криостат, предназначенный для охлаждения объекта, находящегося в вакууме, теплопередачей на ванну с охладителем через размыкаемый механическим способом тепловой контакт (тепловой ключ). При замкнутом контакте объект быстро охлаждается за счет высокой теплопроводности материала контакта, при разомкнутом контакте теплопередача осуществляется через излучение и резко уменьшается.Такой криостат имеет сложную конструкцию,Известен также криостат, по технической сущности наиболее близкий к изобретению, содержащий вакуумированный корпус, внутри которого расположена рабочая камера, ванна с охладителем, подвижный и неподвижный контакты и сильфон.Недостатками известного устрются сложность конструкции и ндежность в работе из-за потериводе.В известном устройстве сильфон, выполняющий роль привода, расположен между ванной с охладителем и подвижным контактом, удлиняя путь теплопередачи к объекту. Для управления приводом применяется источник сжатого газа. Общая конструкция устройства требует упрощения, особенно при размещении ее в ограниченных габаритах, например отверстия 5 сверхпроводящего соленоида.Цель изобретения - упрощение инадежности криостата.Для этого в криостате неподвижный контактукреплен на ванне с охладителем, подвижный 0 контакт размещен над неподвижным и укреплен на дне рабочей камеры, которая установлена на подвижном основании сильфона и соединена с его внутренней полостью, причем сильфон размещен с наружной стороны корпу са. Кроме того, подвижный контакт выполненв виде диска с секторно-кольцевыми выступами, а неподвижный - в виде диска с секторнокольцевыми вырезами, количество которых соответствует количеству выступов.О Для защиты силыфона лой зоне камеры может б ничитель нерабочего хода ров, соединенных с нарул стата.Между рабочей камеро телем, с целью устранени кания между ними и пер ры, размещен центрирую мер, в виде звездочки от5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 3Кроме того, для уменьшения теплопотерь длина стенки рабочей камеры увеличивается в направлении теплового потока за счет цилиндрических и соосных вставок, обычно называемых тепловой развязкой, и расположенных в зазоре между рабочей камерой и ванной с охладителем.На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый криостат; на фиг. 2 представлен вариант выполнения контактной пары.Рабочая камера 1 с подвижным контактом 2 через сильфон 3 подвижно соединяется с наружной рубашкой криостата 4. Неподвижный контакт 5 является частью ванны с охладителем 6, например жидким гелием, в которой может быть расположен сверхпроводящий соленоид. Охлаждаемый объект 8 размещают на дне рабочей камеры. Рабочая камера снабжена тепловой развязкой 9 и ограничителем 10 нерабочего хода, Рабочая камера и ванна с охладителем разделены центрирующим элементом 11, а пространство между ними соединено с вакуумированным корпусом 12 криостата. Сильфон привода подкрепляется пружиной 13.11 одвижный контакт имеет секторно-кольцевые выступы 14, которые при сборке входят в секторные вырезы 15 неподвижного контакта,Устройство работает следующим образом.При атмосферном давлении в рабочей камере 1 контактная пара 2 - 5 разомкнута. После смены объекта 8 рабочая камера вакуумируется, гидростатическое давление на ее дно с контактом 2 уменьшается и контакт 2 под действием упругой силы сильфона 3 прижимается к неподвижному контакту 5. Пружина 13 действует заодно с сильфоном, что позволяет расширить возможности привода, ограничитель 10 предохраняет сильфон от растяжения и ограничивает нерабочий ход подвижного контакта,При сборке рабочей камеры секторно-кольцевые выступы 14 подвижного контакта 2 проходят сквозь секторные вырезы 15 неподвижного контакта 5, после чего камера поворачивается на угол, равный в , где л - число вылступов (вырезов), и закрепляется.Удаление привода (сильфона) из зоны охлаждения обеспечивает высокую эффектив 4ность охлаждения объекта за счет уменьшения пути охлаждения от объекта через подвижный контакт 2 и неподвижный контакт 5 до ванны с охладителем.11 оскольку в стенке рабочей камеры возникают растягивающие осевые усилия при замыкании контактной пары и растягивающие тангенциальные усилия при атмосферном давлении в камере, последняя может быть тонкостенной, что уменьшает теплопотери от образца,Замыкание контактной пары и охлаждение объекта происходят одновременно с созданием рабочих условий в камере - вакуума. При смене объекта или неожиданной разгерметизации рабочей камеры контактная пара автоматически размыкается, предотвращая аварийный режим работы криостата,Упрощение конструкции контактной части устройства позволяет размещать его в сверхпроводящем соленоиде при диаметре раоочей камеры, всего на б - 15 мм меньшем внутреннего диаметра соленоида.Устройство применяется для охлаждения объекта в вакууме до низких температур в криостате с оптическим окном, расположенным снизу. Формула изобретения1. Криостат, содержащий вакуумированный корпус, внутри которого расположена рабочая камера, ванна с охладителем, подвижный и,неподвижный контакты и сильфон, о тл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности криостата, в нем неподвижный контакт укреплен на ванне с охладителем, подвижный контакт размещен над неподвижным и укреплен на дне рабочей камеры, которая установлена на подвижном основании сильфона и соединена с его внутренней полостью, причем сильфон размещен с наружной стороны корпуса.2. Криостат по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что подвижный контакт выполнен в виде диска с секторно-кольцевыми выступами, а неподвижный контакт - в виде диска с секторнокольцевыми вырезами, количество которых со. ответствует количеству выступов,/2 фиг.2 аказ 680/14 Тираж 1069 Под 1 писна Совета Министров СССРи открытий113 ская наб д 4/5 Изд. Мз 322 осударсгвенного комитет по делам изобретений 035, Москва, Ж, Раушография пр Сапунова Составитель И. Петкун Редактор И. Грузова Техред А. Камышникова Корректор О Тюрин