КРИОСТАТ Советский патент 1973 года по МПК F25D3/10 

1

Изобретение относится .к технике н.изких температур и :касается криостатов, .которые могут быть применены для .проведения всевааможных измерений ири исследюван.ии издел.ий, например, в элект,ронлой про мышленности, в области низких температур.

Известен криостат, состоящий ,из сосуда Дьюара, заполненного жидким хл.адатеитом, обоймы .с издел.иям.и и хвостовика, ocyoiecTвляющего тепловую связь .-между хладагентом и обоймой.

Одн.ако при и.сслеДОвашш изделий с помощью таких .криостатов трудно осуществить определенную за.висимость температуры исследуемого образца от времени без применения внешней сложной системы регулирования.

Целью изобретения является создание малогабаритного, автономного криостата, работающего ,в диапазоне температур от температуры жидкого азота до близкой к окружающей тем.пературе, имеющего линейную зависимость температуры от времен.и при заданной скорости ее роста.

Поставленная цель достигается тем, что хвостовик, осуществляющий конду-ктивную Связь абъекта с хладагентом, уровень которого понижается за счет естественного испа.рения, изменяет овою форму в определенной

зависимости сечения з (х) от его длины {L,M)-.

Ц.к ) 2aS

L Г 1

g-s- у/е,. -е, CVWYI

2-л- рр I/ aS

тде

а - коэффициент теплоотдачи с поверхности обоймы, ккал/м град час;

S - открытая поверхность обой-мы,

г - внутренний радиус сосуда Дыоара, мС - удельная теплоемкость материала обоймы, ккал/кг град.;

М - масса обоймы, кг

я - коэффициент теплопро.водности материала Хвостовика, ккал.час м град.; - удельная теплота испарения хладоагента, ккал1кг;

р - удельный вес хладагента, кг/. 0, х - тем1пература окружающей среды и хладоагента, °С;

V - требуемая скорость роста температуры обоймы, °С/шс;

X - текущая координата от нижней точки Хвостовика, м.

На чертеже схематически изображен пред, лагаемый криостат в разрезе. Он содержит сосуд Дьюара /, в который через пробку 2 частью вставлена обойма. 3 с лнезда ми 4 для исследуемых изделий. Обойма вылолнена из материала с высокой теплопроводностью (медь, алюминий). В нижНей части обоймы за1креплен хвостовик 5, осуществляющий ,ко,ндукт,ивную связь обой мы, а, следовательно, и изделий с хладагентом (жидким азотом). Заливк;у хладагента в сосуд осуществляют через центральное отверстие а, а выход .газов -. через периферийиое отверстие б в обойме 5. По мере испарения хладагента, дроисходящего за счет теплообмена обоймы 3 с в,неш;ней средой, уровень его в сосуде Дьюара 1 понижается, вызывая тем са«ы.м рост теплового сопротивления за счет увеличения длины части хвосто1вика от уровня хладаГента до обой.мы, осуществляющего колдуктивную связь обоймы с хладагентом, и соответствующее по.выщение температуры о.бой.мы. Предмет изобретения Криостат, состоящий из сосуда Дьюара, за полнеННого хладагентом ,и опущенного в сосуд xBocTOBniKa, соединешюго с эйслераментальной камерой в виде обоймы с образцами, отличающийся тем, что, с целью получения л -н1ейной зависимости тем1пературы обоймы от времени без внешнего регулирования. товик выполнен с переметшим но его е сечением, площадь которого о (х) опляют в зависимости от его длины м) по следующему соотношению: fr- I а(л-) ., L К L в,С/И . a-S-Vl в., L . -- .,о aSJ а - жоэффнцнент теплоотдачи с поверх5 ости обоймы, ккал/м град час; - открытая поверхность обойимы, г - внутренний радиус сосуда Дьюа. ра, м; С - удельная теплоемкость материала обоймы, ккал/кг град; 1 - масса обоймы, кг , я - коэффициент теплопроводности материала хвостовика, ккал/час м град; Р - удельная теплота .испарения хладагента, ккал/кг; р - удельный вес х.тадагента, х - тем1пература окружающей среды и хладагента, °С; V - требуемая скорость роста темлературы обойМЫ, °С1час; X - текущая координата от нижней точки хвостовика, м.