Криостат без азотного охлаждения Советский патент 1984 года по МПК F17C9/00 F25D3/10 

Изобретение относится, к криогенной технике и может быть использовано, на пример, для исследования свойств полупроводниковых приемников излучения при температуре ОТ 4,2 К до ЗОО К, для проведения магнитных и радиоспектроскопичеоких исследований образцов твердого тепа, для определения модуля упругости различных конструкционных материалов, а также для крио- и термостатирования различных радиоустройств в указанном интервале температур. По основному, авт.св. № 289269 известен криостат без азотного охлаждения, содержащий наружную оболочку, внутри которой размещен гелиевый сосуд, окруженный радиационным экраном, внутри гелиевого сосуда установлены две коаксиаль но расположенные трубы, вьшолненные из материала с малой теплопроводностью, BopxjiHe концы которых прикреплены к наружной оболрчке криостата, между коакстшльно расположенными трубами ycTaHOjaлен электрический нагреватель-/. Однако известный криостат не обеспечивает стабильн то температуру после от качки пространства между трубами из-за теплопритоков. иель изобретения - повышение стаб11г1ь ности температуры образца. Для достижения указанной цели криос- тат беа азотного охлаждения снабжен дифференциальным клапаном и дросселем, первый из которых соединен с верхними частуф- ги гелиевогю сосуда и внутренней коаксиальной трубы, а второй - соответственно с их нижними частями. На чертеже схематически представлен предлагаемый криостат без азотного охлаждения. Криостат содержит наружну10 оболочку 1, внутри которой размешен гелиевый сосуд 2, окружетгаый радиационным экраном 3. Внутри гелиевого сосуда установлены две коаксиально расположенное трубы 4 и 5, выполненные из материала с малой теплопроводностью, верхние концы которы прикреплены к наружной оболочке 1 криост тата. Нижняя часть гелиевого сосуда 2 сообщена через трубопровод 6 и дроссель (гидравлическое сопротивление) 7 с нижней частью установленной в нем трубы 4, в которой дополнительно закреплен перфорированный стакан 8 со сквозными отвер- стиями 9 в боковой стенке, вьшолненный из теплопроводного материала (меди). Верхняя часть гелиевого сосуда 2 сооб щена через дифференциальный клапан 10 и патрубок Не верхней частью трубы 4. В перфорированный стакан 8 введен испытываемый образец 12, подвешенный к крышке 13 на стержне 14. В полости между стаканом 8 и трубой 4 установлен электрический нагреватель 15. Для заливки в, сосуд 2 жидкого гелия предусмотрен переливной трубопровод 16с вентилем 17 и электрическим нагревателем 18. На трубе 5 закреплен медный радиационный экран 19. Между экраном 19 и стенкой сосуда 2 имеется радиальный зазор 20, Межтрубная полость отвакуумирована через вентиль 21, а полость межцу оболочкой 1 и экраном 3 и сообщенная с ней через отверстие 22 полость между экраном 3 и сосудом 2 отвакуу ированы через вентиль 23. К патрубку 11 подключен вакуумный насос 24, который через патрубок 25 сообщен с газгольдером (не показан). Дифференциальный клапан 10 включает в себя плунжер 26с цилиндрическими щейками 27 и 28, подпружиненный пружиной 29, контактирующей с регулировочным винтом 30. В корпусе клапана 10 имеется коль- цевая расточка (к:анав1са) 31, сообщенная каналом 32 с верхней частью гелиевого сосуда 2, с которой сообщена также и полость слева от шейки 27 через демпфер (гицравлическое сопротивлен1 е) 33 и канал 34. Полости слева и справа от шейки 28 клапана 1О каналами 35 и 36 через патрубок 11 сообщены с верхней частью трубы 4. Криостат работает следующим образом. После ввода образца 12 в полость трубы 4 при открытом вентиле 17 и включенном откачном насосе 24 заливают жидкий гелий в сосуд 2. Пары гелия из сосуда 2 уходят под повыщенным давлением (равным 1,1-1,5 кгс/см ) через зазор 20, отбирая при этом тепло от стенки сосуда 2, трубы 5 и экрана 3. Далее пары гелия иосфупают через канал 34 и демпфер 33 в Полость слева -от шейки 27 и смещают вправо плунжер 2 6 клапана 10, сжимая пружину 29. При этом открывается выход для паров з сосуда 2 через канал 32 и далее через открытую кольцевую канавку 31, полость слева от шейки 28. По каналу 35 к насосу24 паРЫ откачивают через патрубок 25 в газгольдер. Насос 24 создает в патрубке 11 и в верхней части трубы 4 давление ниже атмосферного (равное 0,1-0,3 кгс/см ). Демпфер 33 предотвращает (гасит) колебания плунжера 26 при срабатывании клапана 1О. По окончании заливки гелия вен

КРИСЮТАТ БЕЗ АЗОТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ по авт.св. № 289269, отличающийся тем, что, с цепью повышения стабильности температуры образца, он снабжен дифференциальным клапаном и дросселем, первый из которых соединен с верхними частями гелиевого сосуда и внутренней коаксиальной трубь, а второй - соответственно с их нижними частями. С