КРИОСТАТ%::.:: 2 Советский патент 1973 года по МПК F25D3/10 

Изобретение относится к криогенной тех1 ике и касается криостата для физических исследоваиий, который может быть использовал в акспериментальной физике при проведении оптических, электрических, магнитных, оптоэлекцрических и олтомагнитных Исследований.

Известен криостат, содержащий резервуар для .хладагента, рабочую калиеру и сорбционный н.асос. В та.ком криостате съемиый сорбент и рабочая часть криостата соедияяются через уплотнители, что ухудшает вакуум и усложняет конструкцию. KjpoMe того, в МОмент замены сорбента криостат оказывается без сорбЦИОнного .насоса, что также ухудшает вакуум в его рабочей части.

С целью упрощения конструкции и длительного поддержания высокого вакуума с заданной температурой, а также обеспечения плав-ного перемещения образца предлагаемый криостат снабжен двумя автономными сорбдион.ными насосами, сообщающи-мися с криостатОМ и окружающей средой лооредством вакуумных вентилей, а шеханизм перемещеЕия образца подвешен К внутренней емкости сосуда с помощью хладошровода, снабженного сифолом для лодачи хладагента, и помещен в рабочую камеру, являющуюся продолжением внешяей оболочки сосуда Дьюара, выполненную в виде разъемлого цилиндра, на

фланце которого расположен механизм перемещения образца.

С целью улучшения теплопередачи от держателя образца к образцу механизм перемещения может быть выполнен в виде ползуна, на котором закреплен образец, соединенного с механизмом вращения посредством самоустанавливающбгося поводка и теплоизоляционных шайб, а держатель образца-в виде ласточкиного хвоста со съемной верхней направляющей, снабженной системой пружин, расположенных в плоскостях, перпендикулярных плоскости леремещения образца.

На фиг. 1 изображен предлагаемый криостат, общий ,в.ид; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Криостат состоит из хладопровода /, слабженного сифоаом 2 для подачи хладагента, рабочей камеры 3, двух автономных сорбционных ласосов 4, сообщающихся с криостатом и системой лервичной откачки (налример, с форвакуумным насосом) посредством вакуумлых вентилей 5 и 6 соответственно, и .механизма 7 пе1ремещен1ия образца.

Рабочая KaiMCpa представляет собой разъемиЧый цилиндр, ла фланце 8 которого расположен механизм перемещения образца, выполлелный в виде ползула 9, на котором закреплен образец, и привода вращения, соединенных самоустаиавллвающимся поводком 10

с теплоизоляционными шайбами 11. Держатель 12 образца выполнен в виде ласточкиного хвоста со съемной верхней направляющей 13, снабженной пластинчатыми пружинами 14 и цили.ндрическИ|МИ иружинами 15, расположенными в плоскостях, перпендикулярных /плоскости перемещения образца. На держателе образца закреплен тепловой экран 16. Рабочая ка.мера -имеет окна 17, токовводы 18 и датчик 19 вакуума.

Криостат работает следующим образо.м.

Отка ченный через вентиль 20 криостат соединяют посредством вентиля 5 с одним -предварительно подготовленным сорбционны,м насосом. После достижения высокого вакуума в сосуд 21 Дьюра наливают хлада.гент, который через хладопровод поступает « держателю образца. Хладагент подается по принципу сифона, что позволяет с помощью автоматически включающегося и выключающегося нагревателя тгоддерживать любую температуру в пределах 20-500°К.

Держатель образца выполнен в в.иде ласточкиного хвоста со съемной верхней направляющей, прижимающей ползун с закрепленным на нем исследуемым образцом. Прижим верхней направляющей регулируют винтом или пружинами 14 и 15, которые прижимают ползун в двух плоскостях, перпендикулярных плоскости движения. Этим достигают хорощего контакта на границах ползун-держатель образца без заеданий и люфта, что особенно важно при проведении оптических измерений, на перемещающемся в направляюпу х держателя ползуне.

Ползун соединен с механизмом перемещения образца посредством самоустанавливающегося поводка и теплоизоляционных щайб, что позволяет перемещать образец плавно и без толчков и создает теплоизоляцию между механизмом перемещения и ползуном. Быстрое охлаждение ползуна достигается не только благодаря хорошему контакту ползуном и держателем образца и высокому вакууму, но я за счет теплового экрана, выполненного из любого металла с хорошей теплопроводностью. Для измерения оптических свойств вещества в криостате имеются окна, через которые свет попадает на образец.

Если необходимо вести измерения дольше, чем может работать без восстановления поглотительных свойств сорбентл сорбционный насос, то его отключают от криостата я подключают другой насос, который заранее нриготавливают к работе. За время работы второго насоса восстанавливают поглотительные свойства первого. Так, например, если в качестве сорбционного насоса используют геттерный насос с гранулированным активированным углем в качестве на1иолнителя, то его откачивают форвакуумным насосом. Если при этом сорбционный насос заполнен водой (темпер.атура которой 100° С), то за 3 час он полностью восстанавливает свои свойства. Затем

воду удаляют, заливают его хладагентом и насос снова приводят в рабочее состояние.

Два геттерных насоса, снабженных каждый двумя вентиля.ми, позволяют вести измерения без изменения те.мпературы и вакууматак долго, как этого требуют условия эксперимента. Специальная конструкция держателя и хладопровода дает возможность быстро устанавливать и поддерживать нужную температуру образца ш криостате, а также вести измерения на протяжных об.разцах;

при этом измерения можно вести на перемещающемся обр.азце и в процессе движения последнего.

Предмет изобретения

1.Криостат, содержащий сосуд Дьюара, хладопровод, сорбционный насос и рабочую камеру с образцом, снабженную -механизмо м перемещения образца, тсковводамл, окнами

и датчиками вакуума и температуры, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и длительного поддержания высокого вакуума с заданной температурой, а также обеспечения плавного перемещения образца,

5 он снабжен двумя автономными сорбциончыми насосами, сообщающимися с криостатом и окружающей средой посредством вакуумных вентилей, а механизм перемещения образца подвещен к внутренней емкости сосуда Дьюа0 ра с помощью хладопровода, снабженного сифоном для подачи хладагента, и помещен в рабочую камеру, являющуюся продолжением внещней оболочки сосуда Дьюара, выполненную в виде разъемного цилиндра, на фланце

5 которого расположен .механизм перемещения образца с приводом вращения.

2.Криостат по п. 1, отличающийся те,м, что, с целью улучщения теплопередачи от держателя образца к образцу, держатель выполнен в виде ласточкиного хвоста со съемной верхней направляющей, снабженной системой цружин, а механизм перемещения - в виде ползуна, соединенного с приводом вращения посредством самоустанавливающегося поводка и теплоизоляционных щайб.

W