Криостат с импульсным потребителем тока

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 4(51) Е 17 С 3/08 Р 25 О 3 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМЪ( СВ л и ч а ю щ и йижения потерь хлад еских импульсов щения конструкции шпсе криостата и ка установлен с ,крышкои и клеммы, о т с я тем, что, с целью сн згента при подводе электрич большой мощности и упро клеммы размещены на крь импульсный потребитель то воэможностью веутикальног пе реме вззимодеиств2. Криостат с я тем, что снабжен емкое3. Криостат с я тем, что имеет кониче потребитель то ми из пластичн ч и. УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Справочник по физико. техническим основам криогеники. Под ред. М, П. Малкова, М., 1973, с, 361-363.2. Авторское свидетельство СССР Мф 481093) кл. Н 01 1 39/00, 1973.3. Авторское свидетельство СССР Иф 351277, кл. Н 01 1 39/00, 1970. (54)(57) 1; КРИОСТАТ С ИМПУЛЬСНЫМ ПОТРЕБИТЕЛЕМ ТОКА, содержащий корпус ия с клеммами,по п. 1, о т л и ч а юимпульсный потребительтью для хлздагентз.по п. 1, о т л и ч а юконтактнзя поверхность клкую форму и импульсныика снабжен контактнымиого металла,115881 б 1Изобретения относится к криогеннойтехнике и может найти применение для обеспечения работоспособности криогенных импульсных устройств .в электронной промыш.ленности, а также при проведении научныхэкспериментов,Известен криостат, содержащий токоведу.щие шины, соединяющие охлажденный лотре.битель тока с источником тока. В разрывтоковедущих шин включают клеммы и управляемый прерыватель для подключения илиотключения потребителя тока. Клеммы ипрерыватель располагают, как правило, внекриостата, Для маломощных потребителейтока роль клемм и управляемого прерыва,15теля может выполнять обычный выключательна панели серийного блока питания илиуправляющее реле 11.Вдоль токоведущих шин в криостат поступает дополнительный поток тепла, которыиувеличивает расход хладагента. При увеличе.е. 20нии мощности подводимого тока увеличивается поперечное сечение токоведущих шин,что приводит к недопустимо большому расходу хладагента.Известен криостат для снижения потерь оттеплопритоков по токоведущим шинам, в котором в качестве одной из двух токоведущихшин используют горловину криостата, а другую токоведущую шину располагают вдольгорловины в парах хладагента. Клеммы ипрерыватель расположены. вне криостата.Такое устройство позволяет подводитьк охлажденному потребителю тока посто-,янный ток большой мощности с умереннымипотерями хладагента 21,Данный криостат не позволяет подводитьк потребителю тока импульсы тока большоймощности вследствие высокой индуктивностидлинных токоведущих шин,ФВ 40Наиболее близким по техническои сущностик изобретению является криостат, содержащийохлаждаемьй импульсный потребитель тока,крышку, клеммы, токоведущие шины и управ.ляемые прерыватели. Потребитель тока закреп., 45лен наподвижно внутри криостата. Однои изтоковедущих шин служит корпус криостата, адрутая токоведущая Шина проходит напрямуюсквозь корпус криостата и сквозь вакуумнуютеплоизоляцию к потребителю тока. Клеммыи управляемые прерыватели установлены50в разрыве второй токоведущей шины в ва.куумной теплоизоляции криостата, В зависимости от заданной величины тока замыкаютбольшее или меньшее число клемм, устанавли.вая тем самым минимально необходимое сеичение токоведущей шины на участке вакуумнгчтеплоизоляции, что ограничивает теплопритокк хладагенту М г Такое устройство позволяет снизить, расход хладагента при подводе к охлажденному пот ребителю тока электрических импульсов боль.шой мощности вследствие уменьшения тепло.притока по подводящим шинам. Недостатками известного крностата являются большие потери хладагента при подводе электрических импульсов большой мощности, сложность конструкции и значительная индуктив.ность токоведущих шин,Большие потери хладагента связаны с тем,что при выделении всей мощности электрического импульса в жидком хладагентеиспаряетСя не только то количество хладагента, которое необходимо для поддержания .низкой температуры потребителя тока, но идополнительное количество хладагента, котороевыплескивается в горловину криостата прирезком выделении большого количества теплав хладагенте. Сложность конструкции известногокриостата связана с тем, что клеммы управляемые прерыватели расположены в вакуумной теплоизоляции криостата. Это тре-.бует включения в конструкцию специального устроиства для ввода движения в вакуум, Значительная индуктивность токоведущих шин вызвана необходимостью их удлиненияи увеличения расстояния между ними при вводе тока в криостат,Цель изобретения - снижение потерь хлад. агента при подводе электрических импульсовбольшой мощности, упрощение конструкции и увеличение мощности импульсов.Указанная цель достигается тем, что в криостате с импульсным потребителем тока, содержащем корпус с крышкой и клеммы,клеммы размещены на крышке криостатаи импульсный потребитель тока установлен с возможностью вертикального перемещенияи взаимодействия с клеммами. Импульсный потребительтока снабженемкостью для хладагента. Контактная поверхность клемм имеет коническую форму, импульсный потребитель тока снабжен контактными ребрами из пластичного металла.Для многократного действия клеммы выполнены в виде кольцевых пружин с радиаль. ными разрезами, а на подвижном потребителе тока выполнены конические контактные выступы.Снижение потерь хладагента следует из того, что энергию электрического импульса выделяют не в самом хладагенте, а на крыш. ке криостата вдали от основной массы хладагента.,В емкости, присоединенной к подвижному потребителю тока, находится то минимальное количество хладагента, которое158816 3необходимо испарить для поддержания низ.кой температуры потребителя тока во времяего перемещения к клеммам и во времядействия электрических импулЬсов.Упрощение конструкции криостата следуетиз того, что клеммы расположены в легкодоступном месте - на крышке, криостата,и нет необходимости в специальном устройст.ве для ввода движения в вакуум.Обеспечение надежного контакта между 10клеммами и подвижным потребителем токаснижает непроизводительные выделения телла,что также позволяет снизить потери хладагента. Для потребителя тока многократногодействия надежный контакт обеспечиваюткольцевые пружины с радиальными разрезами,охватывающие конические контактные выступы на потребителе тока, а для потребителятока однократного действия надежный контакт обеспечивают снимаемые металлическиеребра, выполненные на контактных поверхностях потребителя тока. Такие контактныеповерхности обеспечивают не только снижениепотерь хладагента, но и малую длительностьпереднего фронта электрического импульса иего большую мощность.На фиг. 1 представлен криостат с импульсным потребителем тока; на фиг. 2 - вариант исполнения клеммы для потребителятока многократного действия; на фиг. 3 -то же, для потребителя тока однократногодействия,В корпусе криостата 1 за вакуумнойтеплоизоляцией 2 находится жидкий хлад.агент 3. Потребитель тока 4 может перемещаться вдоль оси криостата от нижнего35положения в жидком хладагенте 3 до крышки криостата 5. К потребителю тока 4 присоединена емкость 6, в которой расположеначасть хладагента 3. В верхнем положениипотребитель тока 4 упирается в клеммы 740и 8,разделенные изолятором 9. Клеммы 7и 8 соединены с источником питания при.помойи токоведущих шин 10 и 11. Жидкийхладагент 3 защищен от теплового излучениявдоль горловины криостата гибкими лепестко. 45выми экранами 12. На верхней клемме 8расположен колпак 13 для сбора паровхладагента. Шток 14 проходит сквозь сальник,.15 и служит для перемещения потребителятока 4 вдоль оси криостата.50В зазоре междуклеммой 8 и токоведущей шиной 11 закреплены три кольцевыепружины 16, которые имеют радиальныеразрезь 1 и охватывают конический контакт.ный выступ на потребителе тока 4. Прогибкольцевых пружин 16 вызван силой, при.ложенной к штоку 4,4К конической контактной поверхностиклеммы 8 при помощи штока 14 прижатыконтактные выступы потребителя тока 4,выполненные в виде контактных кольцевыхребер 17 из палстичного металла.Устройство работает следуюцим образом,Перед началом работы криостат заправляютжидким хладагентом и помешают в него пот. ребитель тока 4. Часть жидкого хладагентапоступает в емкость б, Затем охлажденныйпотребитель тока 4 поднимают к крышке криостата 5 и замыкают им клеммы 7 и 8.По образовавшейся электрической цепи: ис.точник питания, токоведушая шина 10,клемма 7, потребитель тока 4, клемма 8и токоведущая шина 11 проходит импульсэлектрического тока. Тепло, выделенное элект.рическим током, приводит к испарению жид.кого хладагента в емкости б. Пары хладагента через отверстия в клеммах 7 и 8поступают под колпак 13, а из него в газ. гольдер. Основная масса жидкого хладагента 3 надежно защищена от тепла, выделяемого электрическим током гибкими лепестковыми экранами 12. При работе с потребителем тока 4 много,кратного деиствия электрическую цепь замы кают охлажденным потребителем тока 4, про: гибая кольцевые пружины 18. Затем потребитель тока 4 медленно опускают сквозь гибкие лепестковые экраны 12 в жидкий хлад. агент 3, часть жидкого хладагента 3 снова поступает в емкость б, после чего потребитель тока 4 готов к повторному подключению в электрическую цепь.При работе с потребителем тока 4 одно- кратного действия электрическую цепь замы. кают охлажденным потребителем тока 4, снимая кольцевые ребра 17. Затем отключают токоведущие шины 10 и 11 от источника тока, снимают крышку криостата 5, заменяют потребитель тока 4, устанавливают крышку криостата 5 с новым потребителем тока 4 на криостат, медленно опускают потребитель тока сквозь гибкие лепестковые экраны 12 в жидкий хладагент 3, часть жидкого хладагента 3 поступает в емкость 6, после чего потребитель тока 4 готов к подключению в электрическую цепь.Увеличивая скорость подъема потребителя тока из. жидкого хладагента к крьцпке криостата, можно добиться дополнительного сниже ния расхода хладагента. Для больших скоростей подъема необходим меньший объем емкое. ти б, Наилучших результатов удалось добиться при выдергивании потребителя тока 4 за шгок 14 резиновым амортизатором. Такая скорость подъема стала возможной благодаря применению гибких лепестковых экранов 12.5 1158816Изобретение позволяет по сравнению сбазовым объектом, за который выбран прототип, снизить расход хладагента. Так, прн ра.боте базового объекта на одно покдлюченне импульсного потребителя тока в электрическую 5 цепь практически уходила вся заправка крио.стата, а изобретение позволяет проводить 5 - 6 подключений с одной заправкой крностата, Предложенное устройство проще в изготовлении и эксплуатации, так как не имеет подвижных деталей в вакуумной теплоизоляции и не нуждается в дозаправке жидким хладагентом после каждого подключения потребителя тока в электрическую цепь, Пред. ложенное устройство позволяет подводить к потребителю тока примерно в 10 раз большие по сравнению с прототипом мощности,41 достигающие прн испытаниях 10 Вт.Ольшанская Составитель Г ТехРед Т,дубин рректор М Максимщ Редакто лын Тираж 465 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж.35, Раушская иаб., сиое аказ 356 С