Гелиевый криостат

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсннхСоциалнстнчесннхРеспублик е 868229(23)Приоритет 22.02.80 по пп, 2,3,4 Р 17 С 3/08 Р 25 Э 3/10 Гоеудеретееккые кемктет СССР ао делам кзебретеикх к открытке(088.8) Дата опубликования описания 30.09,81(54) ГЕПИЕВЫЙ КРИОСТАТ 3Изобретение относится к гелневымкриостатам, применяемым, например, вфизическом эксперименте,Известен сосуд Дьюара, межстеночноепространство которого откачано и заполнено сорбентом, имеющим тепловой.кон-такт с внутренней поверхностью сосуда,Охлаждение сорбента при заполнении сосуда Дьюара, например, жидким азотом,вызывает связывание молекул газа в межстеночном пространстве и улучшает ва е Окуум 11.Известен гелиевый криостат, содержа"щий наружный азотный сосуд Дьюара, внутренний гелиевый сосуд Дьюара и адсорбтЗционный насос, размещенный между сосудЫ Ы.Недостатком этого устройства является большое (порядка двух часов) времяохлаждения внутреннего объема гелйевого сосуда Дьюара, проходящее от запоинения азотного сосуда Дьтоара жидким айьтом до заполнения гелиевого сосуда Дыо .ара жидким: гелием. 2Известно, что в макроскопическом объеме с газом при давлении порядка атмосферного теплопередача, обусловленнаяконвекцией, превосходит теплопередачу,обусловленную межмолекулярными столкновениями (теплопроводностью).Цель изобретения - создание гелиевогокриостата с малым временем охлаждениявнутреннего объема гелиевого сосуда Дьюара, проходящим от заполнения азотного.сосуда Дьюара жидким азотом до заполнения гелиевого сосуда Дьюара жидким ге-.лием,Укаэанная цель достигается тем, что межстенное пространство гелиевого сосу да Дьюара выполнено .газонаполненным и подключено к адсорбционному насосу, снабженному теплоизолирующей оболочкой,Кроме того, адсорбционный насос снаб жеи кожухом с клапаном и приводом кла пана, при этом привод клапана выполнен в виде биметаллической пластины или в вице сильфона.3 8882На фиг. 1 изображен предлагаемый гелиевый криостат, разрез; на фиг. 2 - криостат с приводом в виде пластины; нафиг. 3 - криостат с приводом в виде сильфона.5Гелиевый сосуд Дьюара 1, закрытыйкрышкой 2, находится внутри азотного сосуда Дьюара 3. Герметичная емкость 4 ссорбентом расположена между азотным игалиевым сосудами Дьюара и соединена смежстеночным пространством гелиевого.Теплоизолируюший слой 5 окружает гер метичную емкость 4. Межстеночное пространство гелиевого сосуда Дьюара прикомнатной температуре заполнено газом,например неоном,Дополнительная емкость 6 охватывает герметичную емкость 4, Клапан 7 закрывает отверстие в дополнительной емкости 6 и управляется биметаллическойпластиной 8 или сильфоном 9,Криостат работает следующим образом.После заполнения азотного сосуда Дьюара жидким азотом начинается интенсивное охлаждение внутреннего объема гелиевого сосуда Дьюара, обусловленное конвекционными потоками газа в межстеночном пространстве. Значительно медленнее ввиду теплоизоляции охлаждаются емкость с сорбентом и сам сорбент, напри 30мер активированный уголь. ОхлаждЮниесорбента сопровождается отсосом газа измежстеночного пространства гелиевого сосуда Дьюара. Через некоторое время, достаточное для охлаждения внутреннегообъема гелиевого сосуда Дьюара, его меж 35стеночное пространство оказывается откаченным, и криостат готов к заполнениюжидким гелием. При этом время охлаждения предлагаемого криостата оказывает 4 Яся меньше, чем время охлаждения известного криостата.Дополнительный эффект может быть получен от применения клапана с приводомв виде биметаллической пластины, так какеще медленнее охлаждаются воздух, нахо 45дившийсч в дополнительной емкости до заполнения азотного сосуда Дьюара жидким азотом, и биметаллическая пластина,Через промежуток времени, достаточныйдля охлаждения внутреннего объема гелиевого сосуда Дьюара, биметаллическаяпластина, прогибаясь, открывает клапан,дополнительная емкость заполняется жидким азотом и охладившийся сорбент отсасЪвает гаэ из межстеночного пространства гелиевого сосуда Дьюара,При выполнении привода в виде сильфона криостат работает следующим образом. 29До заполнения азотного сосуда Дьюара жидким азотом клапан дакрыт, так как под жимается сильфоном, играющим также роль упругого элемента. Заполнение азотного сосуда Дьюара жидким азотом вызы вает интенсивное охлаждение внутреннего объема гелиевого сосуда Дьюара, обусловленное конвекционными потоками газа в межстеночном пространстве. Ввиду теплоиэолирующих свойств дополнительной емкости медленнее охлаждается воздух, находившийся в ней до заполнения азотного сосуда Дьюара жидким азотом, герметичная емкость с сорбентом и сам сорбент. Охлаждение сорбента сопровождаетсясуменьшением давления газа в межстеночном пространстве гелиевого сосуда Дьюара, которое, однако, является незначи тельным и не ухудшает теплообмен между его наружной и внутренней стенками. Через промежуток времени, достаточный для охлаждения внутреннего объема гелиевого сосуда Дьюара, разрежение с герметичной емкости вызывает упругую дефор манию сильфона, клапан открывается и дополнительная емкость заполняется жид ким азотом. Быстро охладившийся сорбент отсасывает газ иэ межстеночного пространства гелиевого сосуда Дьюара. Формула изобретения 1. Гелиевый криостат, содержащий наружный азотный сосуд Дьюара, внутренний гелиевый сосуд Дьюара и адсорбцион ный насос, размещенный между сосудами; о т л и ч а ю щ и й с я тем, .что, с целью сокращения времени эахолаживания гелиевого сосуда, межстенное пространсч во гелиевого сосуда Дьюара выполнено газонаполненным и подключено к адсорбционному насосу, снабженному теплоиэо лирующдй оболочкой. 2. Гелиевый криостат но п, 1, о тли чающийся тем, чтоадсорбционный насос снабжен кожухом с клапаном и приводом клапана.3. Гелиевый криостат по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что привод клапана выполнен в виде биметаллической пластины.4, Гелиевый криостат по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при вод клапана выполнен в виде сильфона.Приоритет по пунктам:13,02,80.по п, 1.22.02,80 по п, 2.22,02.80 по п. 3.22.02.80 по п, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе, Пемба наб., д. ПП фПатеитф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и 284/45 Тираж 552 Подпи ОНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская