Способ теплоизоляции сосуда дьюара

 

аС%СОЩ тт т

О П И C А Н И Е (и) 588447

ИЗОБРЕТЕН И Я

Со)оз Советских

Социалистически

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»» (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.01.75 (21) 2097270/23-26 с присоединением заявки No государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень )хе 2 ла лелем изобретений (51) М. Кл. F 17С 3/00 (53) УДК 621.59(088.8) (45) Дата опубликования описания 30.01.78 открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Хуторщиков и Р. А. Розенблит (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ СОСУДА ДЬЮАРА

Изобретение относится к области технологии изготовления аппаратуры, использующей сосуды Дьюара, и предназначено для термостатирования аппаратуры с источниками тепла, а также для использования в криогенной технике.

Известны способы получения высококачественной теплоизоляции путем создания высокого вакуума в межстенном пространстве сосуда Дьюара (1). Такие сосуды обладают практически одинаковой тепловой проводимостью во всем диапазоне изменения температуры окружающей среды. Этот факт является недостатком при их использовании для термостатирования объектов с внутренними источниками тепла, так как нри температуре среды, близкой к температуре термостатирования, возникают недопустимые перегревы из-за собственных тепловыделений. Ввиду этого часто специально ухудшают теплозащитные свойства сосуда Дьюара, но тогда во всей области температуры окружающей среды ниже максимальной требуется большая мощность нагревателей для поддержания внутри сосуда заданной температуры.

Известен способ регулирования качества теплоизоляции сосуда Дьюара, выбранный за прототип, заключающийся в заполнении межстенного пространства углекислотой, которая при низких температурах абсорбируется активированпым углем, а при высоких температурах переходит в газообразное состояние (2).

При таком способе необходим абсорбент в виде угля, что увеличивает вес конструкции и уменьшает срок ее службы. Кроме того такой сосуд можно использовать только при низких температурах, так как в области положительных температур эффект абсорбции уменьшается н сорбнруемое вещество ухуд10 шает вакуум во всем температурном диапазоне использования сосуда.

Для получения температурозавнсимой изоляции и расширения диапазона рабочих температур предлагаемым способом в межстен15 ное пространство сосуда Дьюара вводят жидкий металл, например, ртуть имеющий в диапазоне рабочих температур упругость насыщенных паров 10 — — 10 —" торр.

20 Преимущества использования жидких металлов по сравнению с другими веществами заключается в следующем: всегда имеется возможность выбрать металл, который при низких температурах ис25 пользования сосуда Дьюара имеет упругость паров, сравнимую с вакуумом в сосуде (10 —"—

10 †торр), а при высоких температурах использования их упругость полностью определяет термическое сопротивление теплонзоля30 ции (10- — 10 — торр);

588447

Формула изобретения

Составитель Г. Ольшанская

Техред И. Михайлова

Корректор Т. Добровольская

Редактор И. Марголис

Заказ 274/7 Изд. М 130 Тираж 693 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 упругость пара жидкого металла сильно зависит от температуры; длина свободного пробега молекул пара жидкого металла сравнима с величиной зазора между стенками сосуда, что дает возможность использовать молекулярный механизм переноса тепла, когда поток тепла между поверхностями пропорционален упругости пара; изменение тепловой проводимости межстенного пространства сосуда можно вычислить аналитически.

На чертеже изображен сосуд Дьюара в разрезе. Он состоит из двойной стенки 1, термостатируемого объема 2. На более холодной стенке сконденсирована капля жидкого металла 3.

При низких температурах диапазона использования сосуда упругость пара жидкого металла мала и металл в основном сконденсирован на стенке сосуда. При повышении температуры среды упругость пара резко возрастает. Пар жидкого металла заполняет вакуумный промежуток и начинает влиять на тепловую проводимость сосуда.

Выбор жидкого металла и геометрические характеристики сосуда определяются аналитически.

Способ получения температурозависимой теплоизоляции в межстенном пространстве сосчда Дьюара путем введения металла, находящегося в жидкой фазе, позволяет упростить конструкцию сосуда, увеличить его вибропрочность, значительно уменьшить мощность, рассеиваемую нагревателем термостата в ниж5 ней части диапазона температур использования сосуда Дьюара.

10 1, Способ теплоизоляции сосуда Дьюара, заключающийся в введении в межстенное пространство сосуда вещества, изменяющего свое агрегатное состояние в диапазоне рабочих температур, отличающийся тем, что, с

15 целью получения температурозависимой изоляции и расширения диапазона рабочих температур, в качестве вещества применяют жидкий металл, имеющий в диапазоне рабочих температур упругость насыщенных паров

20 10 — 10 — 4 торр

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве вещества применяют ртуть.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скотт P. Б. Техника низких температур.

М,, 1962, с. 272.

2. Авторское свидетельство № 58385, кл.

30 F 17С 3/10, 1940.