КРИОСТАТ ДЛЯ ЖИДКОГО ГЕЛИЯ Советский патент 1974 года по МПК F25D3/10 

1

Изобретение относится к технике исследова 1ий при глубоком охлаждении, в частности к криостата м для жидкого гелня, которые находят прнмеиеине при низкотемпературных исследованиях.

Известен криостат для жидасого гелня, гелиевая емкость которого соединена с наружным кожухОМ при помощи тонкостенной трубы из :,л1атериала с малыл коэффициентом теплопроводности в области низких температур, например из нержавеющей стали. Технические характеристики гелиевых криостатов, в тo числе и скорость испарения гелня, зависят от величины теплопритака к гелиевой емкости. Существенную часть в общем теплопритоке к гелиевой емкости может составить теплоприток по подвесной трубе лутем теплопроводности, который зависит от длины трубы н ее площади поперечного сечения.

Известные криостаты имеют либо завышенную длину нодвесной трубы, что прнводит к увеличению габаритов н веса крностата без выигрыша в скорости испарения, либо заниженную длину этой трубы, что вызывает увеличение скорости испарення гелия из крностата и уменьшение времени его работы при разовой заливке.

Целью изобретения является обеспечение оптимального режима работы криостата, ускорение заливки жидкого гелия в крностат и

снижение потерь жидкого гелия при заливке. Это достигается тем, что подвесная трубка выполнена с соотношением ее длины от гелиевой емкости до экрана к нлощади поперечного сечения в пределах 50-60 .

На фиг. 1 показан предлагаемый криостат; на фиг. 2 - график, нллюстрирующнй результаты исследования влияния длины подвесной трубы в отмеченной области, где по оси абсцисс откладывается длина зоны (в лиг), а по осп ординат - скорость нспарения гелия (в г/час).

Крностат содержит гелиевую емкость /, ра5 днацнонные экраны 2, наружный кожух 3, подвесную трубу 4 и центрирующую систему 5. Гелиевая емкость криостата окружена одним или несколькими радиационными экранами 2. Емкость и экраны помещены в наружный кожух 3 н крепятся к нему при помощи трубы 4. Гелиевая емкость, экраны, кожух и труба свариваются 1между собой в предварительно алитнрованных местах 6. Нижняя часть подвесной трубы от точкн Л до точки Б (которая играет наиболее важную роль в подводе тепла внутрь криостата по трубе путем теплопроводности) выбирается оптимальной. Криостат снабжен центрирующей системой 5, состоящей из растянутых нитей. 0 Переливаемый в крностат из транспортного

сосуда Дыоара жидкий гелий охлаждает гелиевую eiiMiKOCTb от :К01М1-1атной или азотной температуры до гелиевой (азотная температура 1кмеет место в случае предварительного охлаждения криостнта жидким азотом). В охлаждепную емкость заливают жидкий гелнй, который начинает нсиаряться вследствие подвода тепла, например, излучепием. Испаряющийся гелнй, выходя нз 1криостата ,по подвесной трубе, охлаждает ее стенки и прнпаянный 9 трубе раднациопиый экран. Поднимаясь по трубе, газообразный гелий нагревается за счет встречного потока тепла, ндущего по трубе от э.крана ем-костн. В точке Б температура трубы из-за теплового контакта с раднацнонным экраном равна те.мнературе экрана.

Из графнка (см. фнг. 2) видно, что уменьшение ДЛГН1Ы подвесной трубы ниже отношення ее ДЛ1Н1Ы к нлощади поперечного сечения (50-60 C.-U ) прнводнт к увеличенио:му расходу жидкого гелия. Увеличение этого отиошеиня в большую сторону уменьшает жесткость KOHCTpyKi iHi, хотя скорость испарення

не увеличивается. При отношеннн длины трубы к площади поперечного сечения, равно.м 50-60 см теплапритак к гелиевой емкости минимальный. Гелиевая емкость изготовлена нз алю миния. Расход гелия на заливку алюминиевой емкости, сваренной с нержавеющей трубкой, по сравнению, например, с медной емкостью уменьшается на 60-70%. Гелиевую емкость центрируют относительно кожу.ча центрирующей систе.мой сборкн криостата.

ПреД.мет изобретения

Крностат для жидкого гелия, содержащий емкость -с хладагентом, окруженную радиационньши экранами и закрепленную на нодвесной трубе в наружном кожухе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода хладагента при заливке криостата и в процессе его эксплуатации, подвесная труба выполнена с соотнощение.м ее длины от места соедииения с емкостью до места соединения с радиационным экраном к площади поперечного сечения в иределах 50-60 см

5

GO

50

20304ч7

Длина mpySfeu, ff/ч

.2