Криостат

О П И С А Н И Е п 1659852ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 19,07.76 (21) 2386642/28- с присоединением заявки М 51) М. Кл.- Г 250 3/10 Государствеииыи ксмите СССР по ледам иэобретеиий открытий(45) Дата опубликования описания 30.04.79 2) Лвт изо(71) Зая пециальвое конструкторское бюро Донецкого фи ского института АН Украинской ССР о-техниче(54) КРИОСТАТ ая цель достигается епловой контакт вьн ого поршня, устано сй камерой и ванно 1" озвратно-поступательн човой контакт ванны в а, установленного в ата концентрично пор тем, что олнен в ленногос возого двиыполнен нижней шню,Г 1 оставлсннподвижный т 25 видс кольцевмежду рабоч можностью вжсния, а теп, в виде экран ЗО части крност Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано для научных исследований и в техникедля работы с объектами при низкой температуре в вакууме.Известен криостат, предназначенный для охлаждения объекта, находящегося в вакууме, тсплопередачей на ванну с хлад- агентом через размыкаемый механическим способом тепловой контакт (тепловой ключ). При замкнутом контакте объектбыстро охлаждается за счет высокой теплопроводности материала контакта, при разомкнутом контакте теплопередача осуществляется через излучение и резко уменьшается.Такой криостат имеет сложную конструкцию, удлиненный путь теплопередачи к объекту и значительные габариты.Известен тактике по технической сущности наиболее близкий к изобретению криостат, содержащий вакуумированный корпус, внутри которого размещены рабочая камера с подвижным тепловым контактом, ванна с хладагентом и неподвижным контактом, и механизм привода теплового контакта, размещенный снаружи корпуса,Недостатком извсстного устройства является неэкономичность регулирования температуры д широких пределах ее изменения, связанная с гостоянством теплового сопротивления ключа.В известном устройстве регулированиетемпературы производится за счет созда ния перепада температур между образцоми ванной хладагснта, При этом малое тепловое сопротивление между образцом и ванной обсспсивает получение низких температур, близких к тсмпсратуре ванны, но О требуст большой тепловой мотцности дляповышения температуры образца, сникающей экономичность регулирования. Соответственно больш ос тепловое сопротивлениенис между образцом и ванной облегчает 5 экономичнос получение высоких температур образца, но ограничивает диапазон регулирования со стороны низких температур.Целью изобретения является повышение О экономичности регулирования температурыобразца.510 5 20 25 30 35 40 45 50 55 11 рпчем стенка рабочей камеры имеет переменное по высоте сечение, и экран снабжен отбортовкой.Переменное по высоте сечение стенки рабочей камеры предназначено для соответствующего изменения теплового сопротивления по стенке камеры и повышает экономичность регулирования.Кроме того, экран снабжен снизу отбортовкой для облегчения перемещения кольцевого поршня,На чертеже показано предлагаемое устройство, пример выполнсния.Неподвижная рабочая камера 1 выполнена в форме цилиндра, по оси которого в верхнем торце размещен исследуемый образец 2, а стенки 3 боковой поверхности служат одним из неподвижных контактов теплового ключа, Второй неподвижный контакт 4 размещен на стенке ванны 5 с хлад- агентом, например жидким гелием, в которой размещен сверхпроводящий соленоидб. Ванна 7 с промежуточным хладагентом, например жидким азотом, установлена в криостате, имеющем наружный кожух 8 и вакуумную рубашку 9. Подвижный тепловой контакт выполнен в виде кольцевого поршня 10, установленного между рабочей камерой н ванной с возможностью возвратно-поступательного движения. Неподвижный тепловой контакт ванны с промежуточным хладагентом выполнен в виде экрана 1, установленного в нижней части криостата, концентрично поршню. Кольцевой поршень 10 соединен тягами 12, проходящими через вакуумное уплотнение 13 в стенке наружного кожуха криостата, с приводом 14, расположенным снаружи криостата,Устройство работает следующим образом.При нижнем положении кольцевого поршня 10 на дно рабочей камеры 1 устанавливается исследуемый образец 2 (контакты 10 - 4 и 10 - 11 разомкнуты), после чего она вакуумируется, Приводом 14 через тяги 12 кольцевой поршень 10 перемещается вверх, последовательно соединяя стенку 3 рабочей камеры с экраном 11, обеспечивая теплоотвод от образца на промежуточный хладагент, а затем с неподвижным контактом 4, обеспечивая теплоотвод на ванну 5.Перемещение кольцевого поршня 10 изменяет расстояние по стенке 3 рабочей камеры от образца 2 до точки контакта с кольцевым поршнем и соответственно тепловое сопротивление между образцом и ванной хладагента, определяя диапазон экономичного регулирования температуры. Более точное регулирование температуры образца осуществляется его нагревателем,Выполнение подвижного теплового контакта в виде кольцевого поршня, установленного между рабочей камерой и ванной с возможностью возвратно-поступательного движения повышает экономичность регусирования смпературы за счет выбора положением поршня определенного тепловсго сопротивления по стенке камеры между образцом н ванной,Выполнение неподвижного теплового контакта ванны промежуточного хладагента в виде экрана, установленного в нижней части криостата концентрично поршню, повышает экономичность предварительного охлаждения камеры и регулирования тем. пературы образца в диапазоне выше температуры промежуточного хладагента.Отбортовка экрана облегчает ввод кольцевого поршня в контакт с экраном.Придание стенке рабочей камеры переменного по высоте сечения обеспечивает соответствующее изменение тсплового сопротивления по стенке.Неподвижная рабочая камера позволяет стационарно разместить образец в заданной точке магнитного поля.Формула изобретения1, Криостат, содержащий корпус, рабочую камеру с подвижным тепловым контактом, ванну с хладагентом и тепловыми контактами и механизм привода теплового контакта, размещенный снаружи корпуса, отл и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью повышения экономичности регулирования температуры, подвижный тепловой контакт выполнен в впдс кольцсвого поршня, установленного между рабочей камерой и ванной с возможностью возвратно-поступательного движения, а тепловой контакт ванны выполнен в виде экрана, установленного в нижней:.асти криостата концентрично поршню.2. Криостат по и. 1, отличающийся тем, что стенка рабочей камеры имеет переменнос по высоте сечение, и экран снабжен отбортовкой, 659852Составитель Г. Ольшанская Редактор Т. Пилипенко Техред А. Камышникова Корректоры: Е. Осипова и Т. Добровольская аказ 559/19 Изд.266 Тираж 620 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2