Криостат

 

606406

Кроме того, наружная поверхность внутреннего сосуда и внутренн яя поверхность наружного сосуда покрыты электропроводным мат ери алом, н апри мер серебром, а карданов подвес выполнен из диэлектрического материала с малыми СВЧ-потерями, например из плавленного кварца.

На фиг. 1 изображен предлагаемый криостат, сечение в вертикальной плоскости; на фиг. 2 — то же,сечение в горизонтальной плоскости. 10

Внутренний сосуд Дьюара 1, состоящий иэ емкости 2 и выполненного в виде. сферы кожуха 3, пространство между которыми вакуумировано и заполнено теплоиэоляционным материалом, 15 расположен внутри наружного сосуда

Дьюара 4. Наружный сосуд состоит из сферической емкости 5 и корпуса 6

Внутренний сосуд Дьюара 1 соединен с наружным сосудом Дьюара 4 кардановым подвесом 7, который состоит иэ кольца 8, диаметрально-противоположно размещенных внутренних осей 9 и наружных осей 10. Внутренние оси 9 соединены с подшипниками ll, распо- 25 ложенными в камерах 12, а наружные оси 10 — с подшипниками 13, расположенными в камерах 14. Кольцо 8, оси

9 и 10 выполнены из радиопроэрачного в рабочем диапазоне частот материала 30 с малыми потерями, например из плавленного кварца. Объем полости 15, заключенной между кожухом 3 и емкостью 5, определен разностью радиусов емкости 5 и кожуха 3, равной не 35 менее двух длин рабочих волн расположенного в криостате СВЧ-устройства, что и обеспечивает наличие многомодового резонанса в полости 15. Для исключения влияния камер 12 и 14 на 40

СВЧ-поле в полости 15 они закрыты со стороны полости крышками 16 и 17 соответственно. Внутри сосуда Дьюара

1 размещено СВЧ-устройство 18, которое соединено с резонансной полостью

15 линиями 19 связи. Дренажный патрубок 20 соединяет внутреннюю полость сосуда Дьюара с резонансной полостью

15. При необходимости вакуумировать

СВЧ-устройство 18 линия 19 связи закрывается аналогичным радиопрозрачным окном 21. Залиночный патрубок 22 предназначен для заполнения сосуда Дьюара

1 криогенной жидкостью. Он соединен с емкостью 5 и корпусом 6. В рабочем положении криостата патрубок 22 зак- 55 рыт крышкой 23, Змеевик 24 расположен в вакуумной полости сосуда 4 и имеет с емкостью 5 хороший тепловой контакт.

его вход 25 соединен с полостью 15,а выход 26 — с внешней средой или газ- 6а гольдером. В нижней части сосуда 1 в его вакуумной полости на одной оси с горловиной и линией 19 связи расположен груз 27, смещающий центр тяжести сосуда 1 по оси вниз. 65

Криоста т работает следующим обра зом.

Перед заливкой криостата криогеH

НоА жидкостью совмещают оси патрубков

20 и 22. В патрчбки вставляют сифон и производят 3àã олнение сосуда 1 криогенной жидкостью, Испариншаяся жидкость при этом попадает через патрубок 20 в резонансную полость 15. Далее пар через вход 25 заходит в змеевик 24, охлаждает емкость 5, снижая тем самым теплоприток к криогенной жидкости, а следовательно, увеличивая ресурс работы криостата при одноразовой заливке.

Ресурс работы криостата увеличивается и иэ-эа того, что линии связи непосредственно не соединяют устройство 18 с внешней средой. Соединение осуществляется через полость 15 (т.е. существует разрыв теплового моста внешняя среда — криогенная жидкость). Карданов поднес 7 крепится к кожуху 3 и емкости 5, охлаждаемых парами, поэтому теплоприток через него незначителен. Через выход 26 змеевика 24 гар эвакуируется либо во внешнюю среду, либо в газгольдер. Тем же путем пар будет эвакуироваться из криостата и после заполнения сосуда

1, для чего патрубок 22 закрывают крышкой 23. Для предотвращения выхода пара через линию 28 ее вакуумируют окном 29.

При наклоне сосуда 4 на некоторый угол (или его вращении) в вертикальной плоскости поворачиваются оси 9 и 10 в подшипниках 11 и 13 и смещается кольцо 8 карданова подвеса 7. При этом, благодаря смещению центра тяжести сосуда 1 грузом 27 вниз, сосуд будет занимать одно и то же положение в любом случае, т.е. устройством 18 вертикально к Земле, а дренажным патрубком 20 вверх, независимо от угла наклона сосуда 4, следовательно, жидкость из сосуда 1 не будет выливаться. Таким образом обеспечивается работоспособность криостата при любом наклоне сосуда 4.

Питание устройства 18 СВЧ-энергией осуществляется следующим образом.

Линия 28 связи соединяет источник

СВЧ-энергии с полостью 15. В связи с тем, что объем полости 15 во много раэ превосходит куб длины рабочей волны (М» Л ), то полость 15 не будет обладать селективными свойствами, так как резонансные кривые отдельных резонансов будут перекрываться.

Таким образом, резонансная полость

15 представляет собой эхо-резонатор и возбуждается на любой частоте в пределах рабочей полосы линий связи. Полость 15 связана с СВЧ-устройством 18 линией 19 связи ° Таким образом, внешний СВЧ-источник связан с устройстном 18 линиями 19 и ?8 связи через резонансную полость 15. При этом, благодаря наличию большого количества резонансов в полости )5, ) 606 энергии через нее будет передаваться независимо от положения линии 19 относительно линии 28,т.е.при любых угловых наклонах сосуда 4 относител н суда 1. т ьно соДля снижения омических потерь в полости 15 наружная поверхность кожуха 3Ä а также внутренняя поверхность емкости 5 покрыта высокопроводящим слоем, например серебром.

Формула изобретения .1. Криостат, содержащий сферические внутренний и наружный сосуды

Дьюара, заливочный и дренажный патрубки, размещенное в криостате СВЧустройство с линиями связи и устройство закрепления внутреннего сосуда относительно наружного, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы криостата

1 устройство закрепления выполнено в виде карданова подвеса, вакуумная полость внутреннего сосуда снабжена

406 6 грузом и размеры сосудов связаны следующей зависимостью:

R-! )

2Х где R — радиус внутре.!ней поверхности наружного сосуда;

r — Радиус наружной поверхности внутреннего сосуда;

Л вЂ” максимальная длина волны

СВЧ-устройства.

2. Криостат по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что наружная поверхность внутреннего сосуда и внутренняя поверхность наружного сосуда покрыты электропроводным материалом, а карданов подвес выполнен из диэлектрического материала с малыми СВЧ-.потерями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

М 434390, кл. G 05 D 23/30 1972

2 К

Криогенная и вакуумная техника, Сборник, вып.3, Харьков, 1973, с. 70-73. б06406 у а

@up Z

Составитель Г. Ольшанская

Техред З.Фанта Кор ектоо В. Синицкая

Редактор Т. Колодцева

Заказ 4848/2 тираж g l g Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва K-35 Раушская наб.< д. 4(5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,4