Термостатирующее устройство

Номер патента: 1634963

Автор: Демишев

ZIP архив

Текст

СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ БЛИН 119) (1) 51) 5 Э 3 10 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВ сы устройства ират. После запол нижение эне ения полосы гоэа оболочк ного на криосорбцио ным газом и хладопровода 6 и соса 7 теплообме ления образца 5 навливают кожух соединения и отк закреп 4 устауют узелумнуюамеры 2. а держателе , герметизи чивают вак полость емкости Регулирование и и рабочеитабилизаци емпера(54 (57 ген явл СТРОЙСТВО тся к криозобретения аритов и мас орудовани ено жид СУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР 1(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Донецкого физико- технического института АН УССР (72) А.Г. Демишев(56) Торин, Мейрис. Тепловой ключ, основанный на свободной конвекции, применения при низких температурах. ПНИ, 1986, В 4, с. 108-111.Мальцев А.К. и др. Криостат для исследования химических реакций методом матричной изоляции ПТЭ, 1971, У 1, с. 249-251.) Изобретение относиной технике, Целью ияется уменьшение габ Изобретение относится к криоген ной технике, а именно к криогенным термостатирующим устройствам.Целью изобретения является умен шение габаритов и веса устройства и снижение энергозатрат.На чертеже схематично изображ термостатирующее устройство.Термостатирующее устройство содержит емкость 1 для криогенной кости, рабочую камеру 2, ограничен ную кожухом 3, размещенный в ней держатель 4 образца 5, соединенный1,г с емкостью 1 посредством хладопровода 6, выполненного в виде заполненной газом герметичной ободочки,туры образца 5 производят по сигналу термометра 12., При этом давление хладопровода 6, обеспечивающее требуемую тепловую связь держателя 4 с емкостью 1, регулируют по сигналу с датчика 11 давления. Криосорбционный насос 7 выполняет функции как насоса, д так и нагнетателя, благодаря чему Е отпадает необходимость во вспомогательном откачном и нагнетательном приспособление для регулирования СфЭ давления газа в оболочке хладопро- ,ф вода, которое содержит криосорбционный насос 7 и соединенный с ним нагреватель 8. При этом насос 7 установлен в полости рабочей камеры с обеспечением контакта с емкостью 1 для крноагента и соединен трубо 1 проводом 9 с размешенным на нем электроуправляемым запорным клапаном 10 с полостью оболочки хладопроводаф 6. В полости оболочки установлен датчик 11 давления. В держателе 4 установлены термометр 12 и нагреватель 13.тКриосорбционный насос 7 может быть выполнен в виде баллона, эапол 1634963ненного активированным углем, чтоявляется наиболее эффективным решением. Такой криосорбционный насос 7,снабженный нагреватеЛем 8, выполняетфункции нагнетателя. Пля обеспечениятребуемой эффективности и динамических характеристик системы регулирования давления в хладопроводе 6 объембаллона должен быть в 2-5 раэ большеобъема внутренней полости хладопровода 6, Откачка избыточного давления иэ хладопровода 6 производитсяперепуском газа в холодный баллон,в котором давление ниже. Нагнетаниегаза в хладопровод 6 производитсяподъемом давления в баллоне нагревом его и последующим перепускомчерез клапан 10,При этом давление газа в полостихладопровода 6 удовлетворяет условию Р сРсРгде Р ( 1 Па - давление теплообменноГо Газа в сообщающихся полостях криосорбционного насоса,трубопровода с клапаном и хладопровода 6при захолаживаниикриосорбционного насоса до температурыисточника холода;Р ) 100 Па- давление теплообменного газа в сообщающихсяполостях насоса, трубопровода с клапаноми хладопровода приотогреве насоса на5-20 К.Термостатирующее устройство рабо 40 тает следующим образом.Образец 5 устанавливают в держатель 4, Сообщающиеся полости хладопровода 6 трубопровода 9 и криоФ45 сорбционного насоса 7 заполняют теплообменным газом, например гелием, Давление заполнения и сорбционную емкость насоса 7 выбирают исходя иэ условия, чтобы после эахолаживания насоса 7 до гелиевой темпера 50 туры оно упало ниже 1 Па, а при отогреве на 5-20 К давление в сообщающихся полостях насоса 7 и хладопровода 6 поднималось до уровня порядка 100 Па. После заполнения полости оболочки хладопровода 6 и крио- сорбционного насоса 7 теплообменным газом н закрепления образца 5 устанавливают кожух 3, герметиэируютузел соединения и откачивают вакуумную полость емкостии рабочую камеру 2. Захолаживание и заливку криожидкости, например жидкого гелия,производят по общепринятой методикеработы с наливными системами, Регулирование и стабилизацию температурыобразца 5 производят по сигналу стермометра 12. При этом давление вхладопроводе 6, обеспечивающее требуемую тепловую связь держателя 4 семкостью, регулируют по сигналу сдатчика 11 давления.В стационарном режиме нагреватель8 насоса 7 выключен, поэтому он захоложен до температуры источника холода (криоагента в емкости 1) и давление в нем всегда меньше любого требуемого в режиме регулирования температуры,Регулирование давления производятследующим образом,Для уменьшения давления хладопровода 6 открывают электроуправляемыйклапан 10 и по трубопроводу 9 производят откачку его полости криосорбционным насосом 7, После достижениятребуемого давления клапан 10 закрывают.Для увеличения давления в хладопроводе 6 открывают клапан 10 и нанагреватель 8 подают ток. В результате нагрева криосорбционного насоса7 происходит десорбция гелия и перетекание его в полость хладопроводов.При достижении требуемого давления,индицируемого по датчику 11, электроуправляемый клапан 10 закрывают ипрекращают подачу мощности на нагреватель 8. В результате крионасос 7снова эахолаживается, и давление внем вследствие криосорбционной откачки понижается,Таким образом, криосорбционныйнасос 7 выполняет функции насоса инагнетателя в зависимости от режимаработы, Процесс регулирования и стабилизации температуры образца 5 легкоавтоматизируется по сигналам с датчиков 12 и 11 подачей соответствующеговоздействия на электроуправляемыйклапан 10 и нагреватель 8, Прецизионную стабилизацию температуры образца5 производят по сигналу с термометра12 подачей мощности на нагреватель 13,установленный на держателе 4,963 6Это обеспечивает существенное уменьшение габаритов и веса, упрощаетобслуживание и улучшает эксплуатационные характеристики, позволяетавтоматизировать управление. Приме, нение изобретения позволяет создавать автономные термостатирующиеустройства, работающие в условиях ограничения весогабаритных характеристик, минимального энергопотребленияи отсутствия вредного влияния на работу окружающих систем. Термостатирующее устройство, содержащее емкость для криогенной жидкости, рабочую камеру, размещенный 20 в ней держатель образца, соединенныйс емкостью посредством хладопровода,выполненного в виде заполненной газомгерметичнойоболочки, приспособлениедля регулирования давления газа в 25 оболочке, отличающеесятем, что, с целью уменьшения габаритов и веса устройства и сниженияэнергозатрат, приспособление для регулирования давления газа содержит 3 О криосорбционный насос и соединенныйс ним нагреватель, при этом насос установлен в полости рабочей камеры собеспечением контакта с емкостью длякриоагента и соединен трубопроводом 35с размещенным на нем запорным клапаном с полостью оболочки. 5 1634Выполнение приспособления для ре гулирования давления газа в оболочкехладопровода н виде герметичного крио"сорбционного насоса, снабженного нагревателем, позволяет ему выполнятькак функции откачки, так и функциинагнетания, Нагнетание газа в полостьключа осуществляется десорбцией егоиэ насоса, а десорбция газа происходит эа счет поглощения тепла, выделяемого в нагревателе.Таким образом, процесс нагнетания осуществляется кратковременно, илишь незначительная часть тепла, вы Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яделенного в нагревателе, передаетсяв виде дополнительной тепловой нагрузки на источник холода. Столь женезначительная нагрузка создаетсяв режиме откачки, когда тепло сорбцииотводится на источник холода,Малые габариты хладопроводов инизкое давление газа в нем, а такжерасположение хладопровода 6 и насосав непосредственной близости друг отдруга в холодной зоне позволяют осуществлять процесс регулирования давления в замкнутой системе при помощиминиатюрного криосорбционного насосас нагревателем при минимальном энергопотреблении через трубопровод и клапан малого сечения. В результате полностью отпадает необходимость вовспомогательном откачном и нагнетательном оборудовании, установленномрядом с термостатнрующим устройством,1634963 Составитель И.Шабалинедактор Л,Веселовская Техред Л,олцдиык орректор М.Самборская 1Производственно-издательский комбинат Патент Гагарина, 1 О жгор аказ 746 Тираж 326 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5

Смотреть

Заявка

4646122, 06.02.1989

СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО ДОНЕЦКОГО ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА АН УССР

ДЕМИШЕВ АНАТОЛИЙ ГАВРИЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: F25D 3/10

Метки: термостатирующее

Опубликовано: 15.03.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1634963-termostatiruyushhee-ustrojjstvo.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Термостатирующее устройство</a>

Похожие патенты