Портативный криостат Советский патент 1984 года по МПК F17C3/08 F25D3/10 

li

СО Изобретение относится к криогенной технике, в частности к незам1снутым системам к-риостатированкя, и может быть использовано для криостатированкя, приемников излучения при температурах (0,3-0,4) К в об серваторных, аэрономных и аэростат ных исследованиях. Известны портативные криостаты, позволя ощ-ие получать температуры (0,3 - 0,4) К, содержащие теплоизолированную ванну с жидким Не-4, адсорбционный насос, соединенный линией отрсачки с камерой для жидкого Не-3, оптический тракт для подвода излучения к приемуику, закрепленному на камере Не-3 1, Наиболее близким к предлагаемому является портатирный криостат содер жащий размещенные последовательно в теплоизолированном корпусе емкость для жидкого гелия-4 и камеру для жидкого гелия-3, сообщенную посредством трубопровода с охлаждаемым адсорбционны касосом 2, Однако ожижение Не-3 в этих устройствах осуществляется за передачи тепла конденсации Не-3 жидкому Не-4 , кипящему под по.киженннм давлением. Понижение давления Не-4 осуществляется мощным механическим вакуум-насосом, который не использу ется в течении всего времени функци нирования криостата в рабочем режиме, однако является, обязательным аг регатом в схеме получения низких те ператур ... Применение механического насоса приводит к . значительном энергопотреблен.ию в системе, снижает ее КПД усложняет эксплуатацию;, увеличивает габариты и вес установки. Обязательным элементом указанных конструкций является также холодные .клапаны, снижающие скорость откачки лароз Не-3 ихарактеризующи еся низкой нэ.дежностью „ В устройствах невозможно проведе ние повторного ожижения Не-3 после :эго выкипания до IBX пор, пока не произойдет отогрев криостата до тем ператур (50-60) К, что ограничивает .возможность цик.т ического получения рабочих темперз.гур. Цель изобретения - повышение эф фективности и aKOb:or.iii4HocTM, .Лоставленная .цель достигается те.м, ч..го портативный криостат, сод е ржа.ч ни ра з мещ s н и ые и ос л ед ов а т ел ь -ic .в теплоизолировснном корпусе: ем кость Д.П.Я ж -щкого гели.я:-4 и камеру для .хидко1О гели.ч-.:5, сообщенную посредством трубо.провода с о.х..т.гажда е.мым с1.цсо.рб.1.(ионнгз1М насосом, снаблсе устгчко.влеяным ia трубопроводе, соо 11 аю1це1/: адсорбционный насос с камер .цлл Ж1ш.1-.ого гелия-3, теплообме 1ником, вход и выход которого расположены соответственно в нижней и верхней частях емкости для жидкого геЛИЯ--4 , и адсорбционный насос снабжен нагревателем. Кроме того, средство охлаждения адсорбционного насоса выполнено в виде теплообменника,соединенного с ei%№:остью для жидкого гелия-4 , На чертеже изобра.жен криостат, продольный разрез. Портативный криостат содержит: фланец 1, наружный кор.пус 2, горловину-подвеску 3, емкость 4 для жидкого гелия, экран 5, гелиевый экран б, 1дсорбционный насос 7, заборный стояк 8, теплообменник 9, электрический на.греватель 10, датчик 11 температуры, газовый трубопровод 12, трубопровод 13 откачки, камеру 14 для жидкого гелия-3, датчик 15 температуры, теплообменник 16, линию 17 выхода Не-4 из теплообменника, линию 18 входа Не-4 в теплообменник, линию 19 выхода паров Не-4, манометрический датчик 20 давления, манометрический датчик 21 давления, вент.иль 22 .подачи гелия-3,, выход 23 Не-4 из центральной трубы, выход 24 Не-4 из коа снальной трубы. Внутри корпуса 2 помещается емкость 4 для жидкого гелия.-4 , припаянная к ф.панцу 1. Продолжением емкости 4 является гелиевый экран 6 внутри которого расположены адсорбционный насос 7 и камера 14 для жидкого Не-3. Насос 7 и камера 14 сообщены меящу собой трубопроводом 13 откачки, к которой припа.ян теплообменник 16 с входом 18 и выходом 17 для Ж1-ЩКОГО Не-4 соответственно На поверхности камеры 14 расположены датчик 15 температуры и объект исследований (не показан). На поверхность насоса. 7 припаян теплообменник 9, соединенный по входу .со стояком 8, а .по выходу с .линией 19 выхода, и электрона.греватель 10. Кроме того, на насосе 7 закреплен дат-г чи. 11 температуры. Газовым трубопроводом 12 насос 7 через вентиль 22 связан с источником газообразного Не-3, На трубопроводе 12 расположены манометричес.кие датчихси 20 и 21, которые вместе с датчиками 11 и 15 температуры служат для контроля работы криостата, Емкост.ь 4 и гелиевый экран 6 окружены экраном 5, имеющим тепловой контакт с горловинойподвеской 3, В криостат также включается запорная.арматура и оптическая система гля ввода исследуемого излучения . Устройство работггет следующим образом. Для функционирования криостата необходимо заполнить нзсоо 7 и каме

1. ПОРТАТИВНЫЙ КРИОСТАТ, содержащий размещенные последовательно в теплоизолированном корпусе емкость для жидкого гелия-4 и камеру для жидкого гелия-3, сообщенную посредством трубопровода с охлаждаемым адсорбционным насосом, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повыщения- эффективности, криостат снабжен установленным на трубопроводе, сообщающем адсорбционный насос с камерой для жидкого гелия-3, теплообменником, вход и выход которого расположены соответственно в нижней и верхней частях емкости для жидкого гелия-4, и адсорбционный насос снабжен нагревателем. 2. Криостат по п. 1, о т л ичающийся тем, что средство охлалодения адсорбционного насоса выполнено в виде теплообменника, соединенного с емкостью для жидкого гелия-4.