Криостат

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналнстнчесннкРес ублик н 11947591(23) ПриоритетОпубликовано 30.0782. Бюллетень М 9 28Дата опубликования описания 300782 1511 М. Кп.з Р 25 П 3/10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения еское бюройотеЧ Ъ циальное конструкторско-техн Донецкого физико-техническогАН Украинской ССР 71) Заявит(54) КРИО Изобретение отн пературной технике для исследования с в интервале темпер в частности, для в кабелей длиной до до 20 кг,к низкотемтназначенообразцов2-77 К,стот нихи массой ситсян предойствтур 4сок оча000 м клапаны образуют сообШтему 11Данная конструкция не может бытьприменена для исследования СП"кабелей в связи с отсутствием систеваттерморегулирования и воэможностисмены образца без разгерметизацииобеих емкостей,Известен тип криостатов, имеющихкорпус, разъемнуй вакуумную:полость,в которой располагаются гелиеваяемкость с теплообменником и охватывающая их азотная емкость с экраном.Система терморегулирования выполненав виде последовательной цепочки из.вентиля-распределителя, эффективноготеплообменника и расширительной камеры 2) .Недостаткн этих криостатових конструктивная сложность, необходимость разгерметизации и удалениеазота при смене образцов, а такженеприменимость дпя исследования об.разцов большой массы.Известен более экономичный ипростой. широкогорлый криостат, который содержит теплоизолированнуюемкость-накопитель с криоагентомнад теплоизоляционной рабочей емкостс криоагентом. В рабочей емкости разью Необходимость проведения исследо ваний с такими образцами в широком интервале температур требует создания нли применения универсальных и экономичных криостатов с регулируемой температурой При этом необходимо: обеспечить высокую эффективность теплообмена Между образцом и криоагентом в широком диапазоне регулирования, .обеспечить долговременную стабильность поддержания температуры образца и снижение расхода криоагента при получении значений температур вьаае точки кипения криоагентат обеспечить смену образца без разгерМетизации вакуумных полостей,Известен криостат, состоящий иэ двух, расположенных одна под другой, теплоизолированных емкостей. В нижней рабочей емкости помещен СП-магнит. Емкости соединены между собой короткими патрубками и через Суплин, Е-.Ю;"Смирнова20 Формула изобретения мещен образец в ниде сверхпроводящего соленоида. В емкости-накопителеимеется вентиль, предназначенный дляподпитки рабочей емкости жидким криоагентом 3) .К достоинствам данного криостага 5относятся: малая скорость испаренияв связи с наличием над рабочей емкостью емкости-накопителя, выполняющего роль теплоэащитной пробки,воэможность замены образцов без раз Огерметизации вакуумных полостей.Применение данного криостата невозможно н случае непрерывного регулирования температуры н широком интервале. Можно получить лишь отдельныедискретные температуры, используяразличные криогенные жидкости.Цель изобретения - повышение стабильности температуры исследуемогообразца.Поставленная цель достигаетсятем, что криостат, содержащий корпусс теплоиэолированной рабочей емкостью,внутри которой находится емкость-накопитель криоагента и камера для исследуемого образца с патрубками входа и выхода криоагента, соединеннаяс емкостью трубопроводом подачи криоагента, снабжен перегородкой, установленной мЕжду емкостью и камерой, и разделяющим стаканом, размещенным между входным и выходным патрубками, а в устье камеры выполнено отверстие.На чертеже изображен криостат, разрез.Предлагаемый криостат состоит иэ корпуса 1, теплоиэолированной рабочей емкости 2. На подвеске 3 смонти-. ронаны радиационные экраны 4, теплоизолиронанная емкость-накопитель 5 40 для жидкого криоагента, трубопровод 6 подачи криоагента и нагреватель 7.Внутри.емкости"накопителя установленигольчатый вентиль 8. К емкости-накопителю приварены стержни 9. К 45 стержням 9 разъемным соединением 10 крепится перегоРодка 11 с камерой 12 для исследуемого образца, Перегородка 11 предст;вляет собой диск, выполненный иэ метйлла с плохой теплопронодностью, со,сквозным отверстием в центре. По наружному краюдиска закреплено кольцо 13, выполненное, например, иэ фетра или войлока.с помощью кольца 13 диск образует плотный без зазоров контакт с внутренней стенкой рабочей емкости. Под экраном симметрично вокруг его центрального отверстия к .его поверхности герметично закреплен торец разделяю 60 щего стакана 14 размещенного между входным и выходйым патрубками.Под экраном расположена камера 12, в устье которой выполнено отверстие . Камера 12 имеет входной патрубок 15, соединенный с трубопроводом 65 б подачи криоагента, выходные патрубки 16, расположенные осесимметрично по окружности в верхней части камеры.Камера герметично соединена по окружности с разделяющим стаканом 14, расположенным между входным и выходными патрубками симметрично относительно центрального отнерстия.Криостат работает следующим образом.Жидкий гелий из емкости-накопителя 5 через вентиль 8 под давлением подается по трубопроводу б подачи криоагента н нагреватель 7, который связан с системой автоматического регулирования, получает заданную температуру и поступает в камеру 12 через входной патрубок 15. Пройдя внутри камеры с образцом, гелий выходит через патрубки 16 и, омывая разделяющий стакан 14 перегородку 11, кольцо 13, проходит последовательно через зазоры между боковой поверхностью камеры и стенкой рабочей емкости, между торцовой поверхностью камеры и дном рабочей емкости, через сквозные отверстия камеры 12 и перегородки 11. Далее гелий проходит в зазоре, образуемом боковыми поверхностями емкости-накопителя и рабочей емкости, и, осуществляя тепло- съем с радиационных экранов 4 и поднески 3, выходит иэ криостата.В предлагаемом криостате использование новых элементов (перегородки и разделяющего стакана) обеспечивает повышение долговременной стабильности температуры в интервале 4,2-77 К. Указанный эффект достигается благодаря организации потока,омывающего перегородку с разделяющим стаканом, камеру и выходящего через центральные отверстия в устье камеры и перегородке. Точность стабилизации температуры не хуже 0,05 К, а градиент температур в любом условном сечении образца лучше 0,2 К.Обеспечение данных параметров в предлагаемом криостате дает воэможность исследовать свойства высокочастотных кабелей, для которых стабильность и. градиенты температур особенно критичны. Криостат, содержащий корпус с тЕплоизолированной рабочей емкостью, внутри которой находится емкость- накопитель криоагента и камера для исследуемого образца с патрубками входа и выхода криоагента, соединенная с емкостью трубопроводом подачи криоагента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности температуры исследуемого образца, криостат снабтираж 543И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Рауш аз 5606 59 комй отк ВНИИП по 113035илиал ППП 1 Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектная,жен перегородкой, установленной между емкостью и камерой, и разделяющим стаканом, размещенным между входным и выходным патрубками, а в устье камеры выполнено отверстие.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Подписноеета СССРытийнаб., д, 4/5