Криогенная камера

Союз Советскин цналнстическик Республик ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО РСК олнительно вт. св 1) М. Кл,8 (21) 2656035/28-13 Заявлен 25 с присоединением заявки-ния описания 15.08.8 ата опубли Авторызобретени Н. Пренцлау Физико-технический институт низких температу АН Украинской ССР) КРИОГЕННАЯ КАМЕРА Изобретение относится к холодильной технике, а именно к криогенным камерам, предназначенным для охлаждения различных объектов, в том числе радиотехнических, например охлаждаемых резонаторов.Известен криостат, выполненный в виде теплоизолированной ванны для хладагента, в нижней части которой расположена вакуумная камера для размещения резонатора, соединенного линиями .связи с внешним автогенератором, причем последние выведены наружу через дно криостата 1.Известен другой криостат, представляющий собой теплоизолированные азотную и гелиевую ванны, при этом в нижней части последней установлена камера с охлаж-, даемым резокатором, линии связи которого также выведены через днище 2.Недостаток указанных криостатов заключается в том, что при замене охлаждаемого объекта всю вакуумную полость криостата необходимо откачивать из-за ее разгерметизации.Известна также криогенная камера, содержащая теплоизолированный сосуд для жидкого хладагента, снабженный хвостовиком и заливочным патрубком, кожух, закрепмитриев и В. Д. Бобрыш ленный на хвостовике и образующий с ним замкнутую полость для размещения объекта охлаждения, и линии связи последнего, выведенные наружу через кожух 3.Недостатком такой криогенной камеры является необходимость откачивания полости кожуха, изолирующей объект охлаждения от окружающей среды, после смены охлаждаемого объекта.Цель изобретения - упрощение замены объекта охлаждения.Достигается это тем, что хвостовик имеет выполненный по периметру паз, а кожух размещен в последнем с образованием зазоров с его стенками, при этом замкнутая полость сообщена с атмосферой и объемом теплоизоли рова нного сосуда посредством вертикальной трубки, верхний конец которой расположен выше выходного отверстия заливочного патрубка.На чертеже схематически изображена предлагаемая криогенная камера, общий вид.Криогенная камера содержит сосуд 1 для жидкого хладагента, снабженный хвостовиком 2, внешней оболочкой 3, теплоизоляцией 4 и заливочным патрубком 5, установленным оппозитно хвостовику 2. Последтрубку 15 в замкнутую полость кожуха 9 исключено.По завершении заливки хвостовика 2 и сосуда 1 хладагентом вентиль 17 открывают, а заливочный патрубок 5 закрывают флан 50 3ний имеет выполненный по периметру паз6 и камеру 7 для размещения охлаждаемого объекта 8, смонтированную в нижней части хвостовика 2. В пазу 6 установлен с торцовым и кольцевыми зазорами теплоизолированный кожух 9, который выполнен либов виде сосуда Дьюара, либо из материала снизкой теплопроводностью и связан с хвосговиком 2 через внешнюю оболочку 3 посредством фланцев 10 и 11 и вакуумного уплотнения 12. Линия связи 13 охлаждаемогообъекта 8, имеющая уплотнение 14, выведе 1 Она через дно кожуха 9 наружу,Хвостовик 2 с камерой 7 и кожух 9 образуют замкнутую полость, сообщенную собъемом сосуда 1 с помощью вертикальнойтрубки 15, верхний конец которой расположен выше выходного отверстия заливочногопатрубка 5. Кроме того, указанная замкнутая полость связана с атмосферной средойчерез зазоры между стенками кожуха 9 и паза 6 и канал 16, выполненный во фланце 11и снабженный вентилем 17,Заливочный патрубок 5 в пределах межоблицовочного пространства представляет собой сильфон 18, предотвращающий тепловые напряжения при заливке камеры жидким хладагентом. В рабочем состоянии патрубок 5 закрыт фланцем 19. пПредложенная криогенная камера работает следующим образом,В начальный период заправки температура внутренней полости камеры значительно выше температуры хладагента, поэтомупоследний полностью испаряется. Пары хлад- зоагента по грубке 15 попадают в замкнутуюполость кожуха 9 и по торцовому и кольцевым зазорам между стенками кожуха 9 ипаза 6 и через канал 16 и открытый вентиль17 вытесняют воздух в атмосферу во избежание конденсации водяных паров, присутствующих в воздухе, в процессе охлажденияобъекта 8.После того, как стенки сосуда 1 и егохвостовика 2 охладятся парами хладагентадо необходимой температуры, они начнут 40заполняться жидким хладагентом, при этомвентиль 17 перекрывают, а образующиесяпары хлада гента эвакуируются в атмосферу через патрубок 5. Благодаря газовойпробке, образуемой над жидким хладагентом, его уровень в сосуде 1 не может бытьвыше выходного отверстия патрубка 5, поэтому попадание жидкого хладагента через 4цем 19, Образующиеся пары хладагента по трубке 15 проходят в замкнутую полость кожуха 9 и, двигаясь по зазорам между стенками кожуха 9 и паза 6, снимают поступающие по стенкам последних тепловые притоки. При этом охлаждаемый объект 8 находится в среде циркулирующих паров хлад- агента, что сушественно повышает надежность его захолаживания по следующим причинам: с увеличением теплопритоков к хлад- агенту, например, в связи с повышением температуры окружающей среды, хладагент испаряется более интенсивно и, следовательно, образовавшееся большее количество пара имеет и большие потенциальные возможности для компетенции теплопритоков, подводимых по стенкам кожуха 9 и паза 6.Сушественным преимуществом предложенной криогенной камеры по сравнению с известными устройствами подобного назначения является упрощение замены объекта охлаждения, не требующей трудоемкости и длительного процесса вакуумирования рабочей полости камеры, поскольку воздух из нее вытесняется парами хладагента. Кроме того, сокращается расход криогенной жидкости на охлаждение объекта вследствие уменьшения тепловой энергии, подводимой по элементам конструкции камеры к жидкому хлад- агенту.Формула изобретения Криогенная камера, содержащая теплоизолированный сосуд для жидкого хладагента, снабженный хвостовиком и заливочнымпатрубком, кожух, закрепленный на хвостовике и образующий с ним замкнутую полостьдля размещения объекта охлаждения, и линии связи последнего, выведенные наружучерез кожух, отличаюшряся тем, что, с целью упрощения замены объекта охлаждения,хвостовик имеет выполненный по периметрупаз, а кожух размещен в последнем с образованием зазоров с его стенками, при этомзамкнутая полость сообщена с атмосферойи объемом теплоизолированного сосуда посредством вертикальной трубки, верхнийконец которой расположен выше выходногоотверстия заливочного патрубка.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР231636, кл. Р 25 Р 3/10, 1967.2. Авторское свидетельство СССР314263, кл. Н 01 Ъ 11/04, 1970.3. Авторское свидетельство СССР428168, кл. Р 25 Р 3/10, 1972 (прототип).754170 Составитель В. Ч Техред К. ШуФричТираж 575 ту ЦНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж - 35,лиал ППП Патент, г. У4 Редактор Л. ВолковаЗаказ 4887132 го ком итетий н откРаушскаягород, ул а СССРытийаб д.Проект н орректор Е. Папиоднисиое