Криостат для жидкого гелия
О Д И С А Н И Е » 453540
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Респубттив
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 24.04.72 (21) 1777351/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—
Опубликовано 15.12.74. Бюллетень ¹ 46
Дата опубликования описания 3!.03.75 (51) М. Кл. F 25d 3/10
Гктдарствеииый комитет
Совета Министров СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.59 (088.8) (72) Авторы изобретения H. А. Панкратов, В. С. Голубков, А. А. Кичкайло и Г. С. Недельченко (71) Заявитель
anТБ "",-. Я6 (54) КРИОСТАТ ДЛЯ ЖИДКОГО ГЕЛИЯ
Изобретение относится х технике исследований при глубоком охлаждении, в частности к криостатам для жидкого гелия,:которые находят применение при низкотемпературных исследованиях.
Известен 1криостат для жидкого гелия, гелиевая емкость которого соединена с наружным кожухом при помощи тонкостенной трубы из материала с малым коэффициентом теплопроводиости в области низких температур, например из нержавеющей стали. Технические характеристики гелиевых криостатов, в том числе и скорость испарения гелия, зависят от величины теплопритока к гелиевой емкости.
Существенную часть в общем теплопритоке к гелиевой емкости может составить теплоприток по подвесной трубе путем теплопроводности, который зависит от длины трубы и ее площади поперечного сечения.
Известные криостаты имеют лиоо завышенную .длину подвесной трубы, что приводит к увеличеншо габаритов и веса криостата без выигрыша в скорости испарения, либо заниженную длину этой трубы, что вызывает увеличение скорости испарения гелия из криостата и уменьшение времени его работы при разовой заливке.
Целью изобретения является обеспечение оптимального режима работы криостата, ускорение заливки жидкого гелия в криостат и снижение потерь жидкого гелия при заливке.
Это достигается тем, что подвесная трубка выполнена с соотношением ее длины от гелиевой емкости до экрана к площади поперечного сечения в пределах 50 — 60 сл .
На фиг. 1 показан предлагаемый криостат; на фиг. 2 — график, иллюстрирующий результаты исследования влияния длины под10 весной трубы в отмеченной области, где по оси абсцисс откладывается длина зоны (в лтлт), а по оси ординат — скорость испарения гелия (в г/ tac).
Криостат содержит гелиевую емкость 1, радиационные экраны 2, иаружньш,кожух 8, 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 и крепятся к нему при помощи трубы 4. Гелиевая емкость, экраны, кожух и труба свариваются между собой в предварительно алитированиых местах 6. Нижняя часть подвесной трубы от точки 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.
З0 Переливаемый в криостат из транспортного
453540 сосуда Дьюара жидкий гелий охлаждает гелиевую емкость от комнатной или азотной температуры до гелиевой (азотная температура имеет гместо в случае предварительного охлаждения криостата жидким азотом). В охлажденнуго емкость заливают жидкий гелий, который начинает испаряться вследствие подвода тепла, например, излучением. Испаряющийся гелий. выходя из криостата по подвесной трубе, охлаждает ее стенки ll припаянный
K трубе радиационный экран. Поднимаясь по трубе, газообразный гелий нагревается за счет встречного потока тепла, идущего по трубе от экрана емкости. В точке Б температура трубы из-за прягмого теплового контакта с радиацион11ым экраном равна температуре экрана.
Из графика (см. фиг. 2) видно, что уменьшение длины подвесной трубы ниже отношения ес длины к площади поперечного сечения (50 — -60 c.II ) приводит к увеличенному расходу жидкого гелия. Увеличение этого отношения в большуlo сторону уменьшает жесткость коиструl 50 — 60 слг, теплоприток к гелиевой емкости минимальный. Гелиевая емкость изготовлена 5 из алюминия. Расход гелия на заливку алюминиевой емкости, сваренной с нержавеюгцей трубкой, по сравнению, например, с ме дпой емкостью у1меньшается на 60 — 70огго. Гелиевую емкость центрируют относительно гкожуха 10 центрирующей системой сборки криостата. Предмет изобретения Криостат для жидкого гелия, содержащий 15 емкость .с хладагентом, окруженную радиационными экранами и закрепленную на подвесной трубе в наружном кожухе, от,гачагогцийся тем, что, с целью уменьшения расхода хладагента при заливке криостата и в про20 цессе его эксплуатации, подвесная труба выполнена с соотношением ее длины от места соединения с емкостью 1до места соединения с радпационны м экраном к площади поперечного сечения в пределах 50 — 60 см . « «« о у ып гп л м7 Длиио тпруБги, нм Р. г Составитель Г. Бахтюкова Редактор Н. Иорченко Техред 3. Тараненко Корректор И. Позняковская Заказ 133 Изд. № 1959 Тираж 565 Подписное Цг!!!ИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, К-35. Раугнская наб., д. 4/5 бб.-.. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли
