Проточный гелиевый криостат

(72) Автор изобретения с 4 Г. С. Горбунов Специальное конструкторское бюро "Энергох)1 ммааГ. г,я(54) ПРОТОЧНЫЙ ГЕЛИЕВЫЙ КРИОСТАТ 1Изобретение относится к холодильномумашиностроению, в частности к исследовательским стендам с циркуляцией жидкогогелия, и может быль использовано для исследования теплообмена и гидродинамики двухфазных и однофазных потоков гелия.Известно устройство для исследования теплообмена и гидродинамики двухфазных иоднофаэных потоков гелия, включающеегелневый сосуд ожнжительной машины, криостат, гелиевые магистрали и исследовательскийучасток гелиевого трубопровода 3.Недостатком этого устройства является то,что тепловая зашита исследовательского участка гелиевого трубопровода ограничена в15этой конструкции только зкранно-вакуумнойизоляцией, что в ряде случаев. может бытьнедостаточно. Другим недостатком этого уст.ройства является труднодоступность канала,по которому течет исследуемый поток жидкого, гелия пля ввода различного рода датчиков н визуального наблюдения,Наиболее близким к изобретению является проточный гелневый криостат, содержащий корпус с окнами для наблюдения, размещенный в нем вертикальный трубопровод для исследуемого гелия, установленные во-., круг него гелиевый и азотный экраны, выполненные в виде обечаек с размещенными на них теплообменниками, охлаждаемые токо- вводы для нагрева участков гелиевого трубопровода, помещенные в трубки 2.Недостатком известного проточного гелиевого криостата является смещение окон экра нов при их захолаживании вследствие его невысокой жесткости, а увеличение жесткости экранов приводит к увеличению их массы и вызывает доиолнитвьные затраты криогенной жидкости на захолаживание, увеличивает сечение подвесок и усложняет монтажные работы. Гелиевый трубопровод проточного криостата снабжен большим количеством дат- "1 КОВ тЕМПЕратурЫ, ОН СВяЗаН С ИЗМсрнтЕЛями давления импульсными трубками, при подводе тепла к нагреваемым участкам трубо. провода за счет омического тепловыделения стенок трубопровода необходим подвод злек. трического,окна по толстым проводникам,3 94349применение охлаждаемых токовводов для ис.ключения трудноконтролируемых теплоприто.ков в криогенную зону. Выполнение экранов в ниде цилиндрических обечаек усложняет вывод проводников, трубок кабелей, что воз.можно либо через торцы экранов, либо че.рез поперечный разъем, или же всегда воз.можно,так как требуется разборка экранов в противоположные от разъема стороны, или ведет к увеличению диаметров экранов в 1 ф . случае ввода и вывода кабелей и трубопроводов через их торцы. Перечисленные недостатки приводят к снижению точности изме.рения и удобства эксплуатации криостата.Цель изобретения - повышение точности измерения и удобства эксплуатации.Указанная цель достигается тем, что в проточном гелиевом криостате, содержащем корпус с окнами для наблюдения, размещенный в нем вертикальный трубопровод для иссле.дуемого гелия, установленные вокруг него гелиевый и азотный экраны, выполненные ввиде обечаек с размещенными на них теплообменниками, охлаждаемые токовводы для нагрева участков гелиевого трубопровода, по.мещенные в трубки, трубки с токовводами установлены вертикально, закреплены на поверхности обечаек гелиевого экрана и подсоединены к выходу теплообменника этого экрана.При этом гелиевый экран имеет продольныйЭО разъем и на каждой половине экрану установ.лены и связаны между собой стяжками по меньшей мере по две трубки с токовводами,На фиг, 1 схематично изображен проточныйгелиевый криостат, продольный разрез; нафиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг,3разрез Б - Б на фиг. 2; на фиг. 4 - гелиевый экран, аксонометрия (одна половина экрана условно смещена относительно другой).Проточный гелиевый криостат содержит корпус 1 с окнами 2, 3 и 4 для наблюденияразмещенный в нем вертикальный трубопровод 5 для исследуемого гелия, установленные вокруг него гелиевый и азотный экраны 6 и 7,охлаждае.мые токовводы 8 для нагрева участков гелиевого трубопровода 5, помещенные в трубки 9. Гелиевый и азотный экраны 6 и 7 вы.полнены в виде обечаек с размещенными наних теплообменниками 10, Трубки 9 с токо.вводами 8 установлены вертикально, закрепле.ны посредством скобок 11 на поверхности обечаек гелиевого экрана 6 и подсоединены к выходу 12 теплообменника 10 этого экрана, Гелиевый экран 6 имеет продольныйразъем и на каждой половине экрана 6 установлены, по меньшей мере две трубки 9 с токовводами 8 и связаны между собой стяжками 13. В гелиевом трубопроводе 5 име 8 4ются также прозрачные вставки 14 напротивокон 2, 3 и 4 для наблюдения,Проточный гелиевый криостат работаетследующим образом.Охлаждающий гелий подается в теплообменник 10 колонны гелиевого экрана 6, охлаждает их и поступает на вход токовводов 8.Двигаясь навстречу тепловому потоку попроводникам токоввода 8, охлаждающий газснимает с них тепло, одновременно нагреваясь сам, и выходит за пределы корпуса 1,Жесткая конструкция, составленная из двухтоковводов 8 на каждую половину гелиевого экрана 6 и стяжек 13,.при захолаживании препятствует деформации гелиевого экрана 6 что позволяет выполнять в нем окно 2 (для наблюдения за процессом кипениягелия) минимальным, без запаса на возможное смещение его при захолаживании. За счетэтого уменьшается теплоизлучающая поверхность и снижается теплоприток к гелиевомутрубопроводу. Жесткий каркас гелиевого экрана 6 позволяет сделать его обечайку минимальной толщины, что уменьшает его массу,Продольный разъем гелиевого экрана 6 позволяет выводить через него кратчайшим путем провода, импульсные трубки (не показаны), которые не препятствуют сборке и разборке гелиевого экрана 6. Предлагаемый проточный гелиевый криостатобеспечивает уменьшение теплопритоков кгелиевому трубопроводу, уменьшение массыэкранов и удобный ввод-вывод проводников,кабелей и импульсных трубок, что позволяет повысить точность измерения и удобствоего эксплуатации,Формула изобретения 1. Проточный гелиевый криостат, содержащий корпус с окнами для наблюдения, размещенный в. нем вертикальный трубопроводдля исследуемого гелия, установленные вокругнего гелиевый,и азотный экраны, выполненные в виде обечаек с размещенными на нихтеплообменкиками, охлаждаемые токовводыдля нагрева участков гелиевого трубопровода, помещенные в трубки, о т л и ч а.ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности измерения и удобства эксплуатации,трубки с токовводами установлены вертикально, закреплены на поверхности обечаек гелиевого экрана и подсоединены к выходу теплообменника этого экрана,2. Криостат по и. 1, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что гелиевый экран имеет продоль.5 943498 ный разъем. и на каждой половине экрана установлены и связаны между собой стяжками по меньшей мере по две трубки с токо.вводами.5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 61. Агеев А. И. и др, Химическое и нефтяное машиностроение, Реф, сб, ЦИНТИхимнгфтемаша, 1979, Мф 5, с. 23 - 24.2, Вад %. ВЕцат Н уу. Е. ууооэтег.Ап аррагатца Ьог чЬцаНв 1 по сопСпцоцэ ЛомачЬоНпс е Нццд пеНцвСгуоцеп 1 са., 1977,Ч. 17, У 1, р, 33 - 42 (прототип),943498 2,Гоставитель ехред М,Бражни в орректор М. Лемчик Подписное И ми тета рыти наб по де 3035, Мо1 нлиан ПП аге 1 гг, г, Ужгород, у:нктная. Редактор М. 3 ынынЗаказ 1087,45ВНИИП Тираж 43Государственного кггам изобретений и от