Криостат Советский патент 1975 года по МПК F25D3/10 F17C3/00 

(54) КРИОСТАТ

1

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в криостатах в практике лабораторий для тарировки или обеспечения .работы малогабаритных элементов (датчиков температуры, прием«и ков излучения и т. п.) три ниэкой температуре.

Известны криостаты для низкотемпературного термостатирования миниатюрных тепловыделяющих устройств, содержащие теплоизолированный контейнер с отвержденным газом, вакуумную откачивающую систему, устройство перемещения подвижных элементов, теплолровад, погруженный в отвержденный газ, выполненный в .виде стержня с теплопроводящими дисками. Теплопроводящие диски находятся в контакте с твердой фазой хладагента, что обеопечивает температуру охлаждаемого элемента, близкую к температуре отвержденного газа. Однако отмечается небольшое количество времени, в течение которого обеапечивается непосредственный контакт теплопроводящих ребер с твердой фазой хладагента. В дальнейшем теплоотдача от теплопровода осуществляется через паровые прослойки, что повышает температуру теплопровода и охлаждаемого элемента.

Цель изобретения - увеличение продолжительности работы криостата прн ста-билизированнои температуре охлаждаемого элемента, близкой к температуре отвержденного газа, и при заданном количестве хладагента. Это достигается тем, что на стержне теплопровода установлены две концентрично расположенные подвижные трубки, из которых внутренняя трубка снабжена теплопроводящими дисками, а наружная снабжена дисками и продольными прорезями.

На фиг. 1 изображен криостат для криостатироеания тепловыделяющих элементов с использованием в качестве хладагента отвержденного газа; на фиг. 2 - теплопровод, общий вид.

Криостат включает теплоизолированный контейнер (сосуд Дьюара) 1, в котором замораживается хладагент 2, вакуумную откачивающую систему для откачки образующихся паров, теплопровод 3, дветрубки 4 и 5, диски 6, фланцы 7 и 8, охлаждаемый элемент 9, винты 10 и 11 и пружины 12.

Перед началом работы криостата фланец 7 наружной трубки -фиксируется винтами 10, а пружины полностью сжимаются через фланец

8 стопорными винтами 11. При этом ребра попарно прижимаются друг к другу (исходное состояние). После заполнения контейнера 1 жидким хладагентом до уровня ниже фланца 7 хладагент замораживается откачкой паров вакуумным «асосом или иным способом и С помощью регулятора давления устадавливается требуемое давление в контейнере.

Затем винты 10 и 11 отводятся от фланцев или Совсем удаляются .с устройства, освобождан пружины 12 (рабочееСостояние).

По мере сублимации отвержденного хладагента отстоящие друг от друга диски под деЙ1Ствием пружин сближаются, обеспечивая постоянный механический и тепловой контакт с твердой фазой.

При использовании в криостате лишь одной подвижной трубки с ребрами надежный контакт дисков и твердого хладагента, особенно в условиях невесомости, получить нельзя.

Продолжительность работы криостата при стабилизированной температуре охлаждаемого элемента определяется из уравнения теплово го баланса

(Q,, + Q),

где G -полный вес хладагента; г - теплота сублимации; Ртвэл- мощность тепловыделений охлаждаемого элемента; Q - мощность дополнительных теплопритоков;т -еремя; 5 - отношение времени работы крностата при стабилизированной темnepatype охлаждаемого элемента к полному времени работы устройства;

i 0,l-f-0,5 для 1Прототи/па; I fv I-для (Предлагаемого устройства.

Таким образом, криостат позволяет поддерживать стабильную температуру охлаждаемого элемента до тех пор, пока не испарится (сублимируется) все количество отвержденного хладагента в криостате.

Предмет изобретения

Криостат для низкотем(пературиого термо|статирования, содержащий теплоизолированный контейнер для отвержденного газа, вакуумную откачивающую систему, теплопровод, выполненный в виде стержня и теплопроводящих дисков, погруженных в отвержденный газ, отличающийся тем, что, с целью увеличения продолжительности работы криостата при стабильной температуре охлаждаемого элемента, на стержне теплопровода установлены две концентрично расположенные подвижные трубки, из которых внутренняя снабжена теплопроводящими дисками, а наружняя выполнена с продольными прорезями и снабжена дисками.

/С системе зетоабки

Фиг 1