Криостат Советский патент 1980 года по МПК F25D3/10 

(54) КРИОСТАТ

1

Изобретение относится к криогенной технике и,наиболее эффективно может быть ис, пользовано в конструкциях крностатов для , крупных сверхпроводящих устройств погружного типа.

Известны криостаты лабораторного типа, которые снабжены специальными устройствами для автоматического поддержания уровня жидкого криоагента в рабочей камере 1.

К недостаткам указанных криостатов следует отнести конструктивную сложность и невозможность поддержания уровня криоагента при резких колебаниях нагрузки в объекте термостатирования из-за разобщенности газовых полостей рабочей и вспомогательной камер.

Из известных криостатов наиболее близким по технической сущности является криостат, который содержит изолявдонный кожух, рабочую емкость с охлаждаемым объектом, подключенную регулирующей арматурой к концевому теплообменнику блока охлаждения криогенной установки, размещенному в отдельном криостатс 2.

Основными недостатками прототипа являются:,

1).снижение надежности..работы охлаждаемого устройства, связанное с трудностью стабилизации уровня и давления в рабочей емкости криостата;

2) наличие отдельного криостата для концевого теплообменника, что обуславливает дополнительный теплоприток по криогенным трубопроводам, соединяющим криостаты.

10

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы за счет стабилизации уровня в рабочей емкости.

Указанная цель достигается тем, что рабочая емкость снабжена вертикальной перегородtsкой, верхний край которой расположен на расстоянии от крыщки емкости, а теплообменник размещен между перегородкой и одной из боковых стенок емкости.

На чертеже изображен предлагаемый крио20стат, схематический продольный разрез.

Криостат содержит кожух 1, изоляцию 2, рабочую емкость 3 с охлая даемым объектом 4 и вспомогательную емкость 5, отделенную от рабочей перегородкой 6. Во вспомогательной емкости 5 размещен теплообменник 7, соединенный регулирующей арматурой 8 с блоком охлаждения. Рабочая емкость 3 имеет общую газовую полость 10 со вспомогательной емкостью 5, а перегородка 6 выполнена таким образом, что ее верхний край превышает высоту охлаждаемого объекта 4 и гарантирует необходимый уровень жидкого криоагента в рабочей емкости 3. Отвод паров из газовой полости 10 в блок 9 охлаждения осуществляется через трубопровод 11. В процессе криостатирования охлаждаемого объекта криоагент в количестве всего дроссель ного потока из блока 9 охлаждения подают в теплообменник 7 и регулирующую арматуру 8, где он конденсируется и расширяется, а затем поступает в рабочую емкость 3 для охлаждения обьекта 4. Стабилизацию уровня жидкого криоагента в рабочей емкости 3 производят за счет того, что количество жидкого криоагеита, которое подают ч в рабочую емкость 3, значительно превышает количество, необходимое для криостатирования охлаждаемого объекта. При этом избыток криоагента переливается через верхний край перегородки 6, превышающий высоту охлаждаемого объекта, во вспомогател ную емкость 5, где он выкипает, конденсируя криоагент, проходящий через теплообменник 7 Пары, образующиеся за счет выкипания криоагента. во вспомогательной емкости 5 и рабочей -емкости 3, направляют через трубопровод 11 в блок 9 охлаждения. 74 Предлагаемая конструк1шя криостата обеспечивает надежное поддержание уровня жидкого криоагента в рабочей емкости 3 и циркуляЩ1Ю всего потока, выводимого из блока охлаждения через рабочую емкость, что снижает теплоприток к криоагенту и стабилизирует работу охлаждаемого объекта при независимых от колебаний нагрузки режимах. Кроме того, общая газовая полость рабочей и вспомогательной емкостей обеспечивает отсутствие роста давления в рабочей емкости при резких колебаниях нагрузки объекта, чем стабилизируется температура криостатирования. Формула изобретения Криостат, содержащий изоляционный кожух и рабочую емкость для охлаждаемого объекта, с теплообменником, соединенным с блоком охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы криостата за счет стабилизации уровня криоагента в рабочей емкости, рабочая емкость снабжена вертикальной перегородкой, верхний край которой расположен на расстоянии от крышки емкости, а теплообменник размещен между перегородкой и одной из боковых ста нок емкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 363077, кл. F 25 D 7/00, 1969. 2.Сборник Криогенное кислородное и автогенное машиностроение, серия ХМ-6, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, вып. 3, 1971, с. 1-4.