Криостат Советский патент 1981 года по МПК F17C3/08 

(54) КРИОСТАТ

I

Изобретение относится к криогенной технике и касается конструкции криостатов для хранения криогенных продуктов.

Известен криоотат, содержащий наружную оболочку, внутренний сосуд, экранновакуумную теплоизоляцию и адсорбент. В таких криостатах экранно-вакуумная теплоизоляция наносится непосредственно на поверхность внутреннего сосуда, с корпусом которого адсорбент имеет тепловой контакт для обеспечения его работы и поддержания вакуума в теплоизоляционной, полости 1.

Однако в процессе эксплуатации криостатов, при их изготовлении и перевозках мельчайшие частицы адсорбента (пыль) попадают на экраны изоляции и понижают их отражающую способность, недостатком устройства является также потеря эффективности теплоизоляции.

Известен также криостат, содержащий наружную оболочку, внутренний сосуд с опорными элементами, размещенную между оболочкой и сосудом экранно-вакуумную изоляцию и закрепленный на внутреннем сосуде адсорбционный насос, снабженный счетным чехлом 2.

Недостатком известного криостата является то, что при эксплуатации постоянно приходится сталкиваться с наличием слипания, уплотнения и вакуумноплотным облеганием (обтягиванием) перфорированной части корпуса адсорбционного насоса прилегающими слоями экранно-вакуумной изоляции, выполненной, например, из полиэтилентерефталатной пленки, сдублированной со стекловуалью или стеклобумагой. Как правило, этому подвергаются 20 - 30 слоев

ИЗОЛЯЦИИ, прилегающих к корпусу адсорб ционного насоса. Такое уплотнение, слипание и обтягивание перфорированной части корпуса адсорбционного насоса объясняется тем, что в процессе заправки сосуда криогенным продуктом начинает работать адсорбционный насос, и за счет перепада давления между пространством, окружающим адсорбент, и межслойными зазорами изоляции происходит уплотнение и обтягивание перфорированной части корпуса адсорбционного насоса с герметизацией отверстий в корпусе насоса, а это, в свою очередь, создает дополнительные сопротивления и препятствия прохождению молекул газа из теплоизоляционного пространства (из-под слоев

экранов) к адсорбенту. В результате этого сопротивления, вакуум в слоях изоляции значительно хуже, чем около адсорбционного насоса, а это приводит к неполному использованию теплозащитных свойств экран но-вакуумной изоляции, которая, как известно, работает эффективно при вакууме 1 10 - iOt lOf- мм рт. ст.

Цель изобретения - обеспечение эффективности теплоизоляции криостата за счет улучшения условий работы адсорбционного насоса.

Поставленная цель достигается тем, что внутренний сосуд снабжен слоем пористого материала, размещенным между адсорбционным насосом и экранно-вакуумной теплоизоляцией.

Кроме того, слой пористого материала также расположен вдоль опорных элементов.

Введение между адсорбционным насосом и изоляцией слоя из пбристого материала буферного слоя препятствует созданию сопротивления для прохождения молекул газов к адсорбенту и является как бы аккумулятором этих молекул непосредственно перед адсорбционным насосом. Такое техническое решение позволило обеспечить эффективную работу изоляции за счет улучшения откачки молекул газа из-под слоев изоляции.

На чертеже изображен криостат, продольный разрез.

Криостат состоит из следующих основных узлов и деталей: наружной оболочки 1, внутреннего сосуда 2, экранно.-вакуумной теплоизоляции 3 и адсорбционного насоса 4. Адсорбционный насос 4 встроен в корпус 5 внутреннего сосуда 2 и содержит пылеуловитель 6, выполненный, например, из фланели в виде чехла, надетого на перфорированную часть 7 адсорбционного насоса. Между пылеуловителем 6 и экранами 8 теплоизоляции 3 продолжен слой пористого материала 9, выполненный, например, из стекловуали для создания микрошлюзов, сообщающих вакууумную теплоизоляционную полость 10 с адсорбционным насосом 4, при этом слой 9 пористого материала проложен вдоль опорных элементов 11 с пересечением экранов 8 для улучшения сообщения полостей, образованных между экранами 8 с вакуумной полостью 10. Экранно-вакуумная теплоизоляция 3 состоит из полиэтилентелефталатной пленки, алюминизированной с двух сторон и сдублированной со стекловуалью или стеклобумагой. Клапан 12 служит для

откачки газов из теплоизоляционной полости 10 вакуумным насосом (не показан).

Криостат работает следующим образом.

При заправке криостата криогенным продук1;ом. начинает работать адсорбционный насос 4, имеющий тепловой контакт с внутренним сосудом 2. Поглощение молекул газов и влаги из теплоизоляционной полости 10 происходит как из полостей, не заполненных теплоизоляцией, так и из полостей между экранами 8 изоляции 3, заполненных пористыми слоями 9 стекловуали или стеклобумаги. Наличие пылеуловителя 6 обеспечивает сохранение эффективности теплоизоляции 3 за счет исключения попадания пыли адсорбента на экраны 8 и сохранения их ограждающей способности. Наличие слоя 9 пористого материала способствует также эффективной работе теплоизоляции 3 за счет улучшения откачки молекул газов из-под слоев экранов 8 и беспрепятственного шлюзования молекул газов и влаги к адсорбционному насосу 4, а при вакуумировании теплоизоляционной полости ID через клапан 12 - к вакуумному нососу.

Предлагаемое устройство криостата обеспечивает сохранность эффективности теплоизоляции в течение всего периода эксплуатации, как транспортных, так и стационарных криостатов.

Формула изобретения

криостат, содержащий наружную оболочку, внутренний сосуд с опорными элементами, размещенную между оболочкой и сосудом экранно-вакуумную изоляцию и закрепленный на внутреннем сосуде адсорбционный насос, снабженный чехлом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения эффективности теплоизоляции криостата за счет улучшения условий работы адсорбционного насоса, внутренний сосуд снабжен слоем пористого материала, размещенным между адсорбционным насосом и экранновакуумной теплоизоляцией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 602741, кл. F 17 С 3/00, 1976.