PL57043B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.111.1969 57043 KI. 17 c, 3/03 MKP F 25 d Twórca wynalazku: dr Zdzislaw Obuszko Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Katedra Fizyki I), Kraków (Polska) Kriostat i Przedmiotem wynalazku jest kriostat do otrzy¬ mywania niskich temperatur, stosowany przy ba¬ daniach wlasnosci magnetycznych dlal.Znane kriostaty, stosowane przy pomiarach wla¬ snosci magnetycznych cial za pomoca wag magne¬ tycznych, maja budowe oparta na zasadzie wy¬ miany ciepla przez przewodzenie. Kriostaty te za¬ wieraja mosiezna rure, której górna czesc stano¬ wiaca komore pomiarowa jest otwarta, dolna zas jest zanurzona w cieklym gazie umieszczonym w naczyniu Dewara. Na skutek braku bezposred¬ niego kontaktu komory pomiarowej z cieklym ga¬ zem, nie mozna osiagnac w komorze opisanych kriostatów temperatury, równej temperaturze sto¬ sowanego cieklego gazu. Ponadto wada ich jest duza bezwladnosc i mala stabilnosc uzyskanych temperatur oraz duze straty gazu spowodowane stosowaniem otwartego naczynia Dewara. Dodat¬ kowa trudnosc przeprowadzania pomiarów przy pomocy znanych kriostatów, powoduje osiadanie pary wodnej w postaci szronu na próbce umiesz¬ czonej w niezamknietej komorze pomiarowej.Znane sa takze kriostaty wyposazone w pompe rotacyjna, wytwarzajaca próznie, pomiedzy po¬ dwójnymi sciankami komory pomiarowej, dzieki czemu uzyskuje sie wieksza stabilnosc tempera¬ tury, równoczesnie jednak pompa moze powodowac wibracje wagi i przez to wplywac niekorzystnie na dokladnosc pomiarów. 15 20 25 30 Niedogodnosci te usuwa kriostat wedlug wyna¬ lazku, skladajacy sie z wypelnionego cieklym ga¬ zem naczynia Dewara, zamknietego korkiem, w którym sa umieszczone wspólosiowo, tworzac szczeline, rurka i pret mosiezny, przy czym pret jest dolnym koncem zanurzony w cieklym gazie, w górnej czesci zas jest wydrazony i zaopatrzony w grzejnik i plaszcz izolujacy.Kriostat wedlug wynalazku jest przedstawiony w przykladowym rozwiazaniu na rysunku w prze¬ kroju pionowym.Kriostat sklada sie z naczynia Dewara 1, w któ¬ rego wylocie 2 jest osadzony korek 3, zaopatrzony w otwory 4 i 5. W otworze 4 jest zamocowana zagieta rurka 6, przez która napelnia sie naczy¬ nie 1 cieklym gazem, najkorzystniej azotem 7.W otworze 5 korka 3 jest osadzona pionowo mo¬ siezna rurka 8, w niej zas jest umieszczony mo¬ siezny pret 9, przy czym pomiedzy rurka 8 a pre¬ tem 9 znajduje sie szczelina 10. Górne konce rurki 8 i preta 9 sa wprasowane w tekstolitowy blok 11, zaopatrzony w stozkowe wyciecie 12 oraz w poziomy otwór 13, laczacy sie ze szczelina 10.Górna wydrazona czesc preta 9, stanowiaca pomia¬ rowa komore 14 jest izolowana cieplnie za pomoca dewarowskiego plaszcza 15 i zaopatrzona w grzej¬ na spirale 16. Dolny koniec preta 9 jest zanurzony w cieklym azocie 7, natomiast wylot rurki 8 znaj¬ duje sie ponad jego zwierciadlem. Ponadto na¬ czynie 1 jest wyposazone w elektryczny grzejnik 17, 5704357043 polaczony ze zródlem pradu o regulowanym nate¬ zeniu oraz termoelement 18, umieszczony w ciek¬ lym azocie 7, nieco powyzej dolnego konca preta 9.Uruchomienie kriostatu wedlug wynalazku na¬ stepuje przez wtloczenie cieklego azotu 7 do na¬ czynia 1, poprzez rurke 6. Ciekly azot pod wply¬ wem panujacego w naczyniu 1 nadcisnienia wy¬ pelnia szczeline 10 otaczajaca komore 14 i przelewa sie przez otwór 13. Przeplywajacy przez szczeli¬ ne 10 ciekly azot 7 powoduje szybkie obnizenie temperatury w komorze 14 do temperatury jaka sam posiada. Odlaczenie rurki 6 od zbiornika cie¬ klego azotu, powoduje ustapienie nadcisnienia i spadek poziomu azotu 7 ponizej powierzchni korka 3, w wyniku czego nastepuje niewielki wzrost temperatury w komorze 14. Dalsze mniej intensywne chlodzenie komory 14 odbywa sie za posrednictwem zimnych par azotu, przeplywaja¬ cych przez szczeline 10, przy czym regulacje tem¬ peratury w komorze 14, uzyskuje sie przez wla¬ czenie pradu o odpowiednim natezeniu do grzej¬ nika 17, co powoduje zmiane predkosci parowania azotu 7. Celem uzyskania temperatury wyzszej od —180°C wylacza sie grzejnik 17 i równoczesnie ogrzewa sie scianki komory 14 grzejna spirala 16, dzieki czemu zmniejsza sie predkosc odprowadza¬ nia ciepla z komory 14 przez pary azotu, bez do¬ datkowych strat parujacego gazu.Po obnizeniu sie poziomu cieklego azotu 7 poni¬ zej miejsca usytuowania termoelementu 18, wtla¬ cza sie do naczynia 1 dodatkowa ilosc cieklego azotu poprzez rurke 6. Po calkowitym wyparowa¬ niu azotu z naczynia 1 mozna uzyskac w pomia¬ rowej komorze 14 temperatury do + 180°C, dzieki czemu mozna przeprowadzac pomiary wlasnosci, magnetycznych cial w duzym zakresie temperatur,, bez zstmiany kriostatu na termostat.Kriostat wedlug wynalazku ma prosta, nieskom- 5 plikowana budowe, która umozliwia szybkie uzy¬ skanie w komorze pomiarowej temperatury, rów¬ nej temperaturze cieklego gazu. Dzieki zastosowa¬ niu grzejników regulujacych predkosc parowania i odprowadzania ciepla z komory pomiarowej, 10 uzyskana temperatura moze byc regulowana w duzym zakresie i utrzymana przez dluzszy okres czasu, umozliwiajacy powtórzenie pomiaru w tych samych warunkach. Ponadto niewielkie rozmiary kriostatu wedlug wynalazku, umozliwiaja 15 umieszczenie go w niewielkiej szczelinie pomiedzy biegunami elektromagnesu, co pozwala na badanie wlasnosci magnetycznych cial w silnym polu ma¬ gnetycznym. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Kriostat zawierajacy naczynie Dewara i mo¬ siezny pret z komora pomiarowa oraz grzejnik do zmiany predkosci parowania cieklego gazu, znamienny tym, ze w otworze (5) korka (3) osa¬ dzonego w wylocie (2) naczynia (1) ma mosiezna rurke (8), w której jest umieszczony pret (9) dol¬ nym koncem zanurzony w cieklym gazie najko¬ rzystniej azocie (7), w górnej zas wydrazonej czesci tworzacej pomiarowa komore (14), wyposa¬ zony w grzejna spirale (16) i izolujacy plaszcz (15), przy czym utworzona szczelina (10) pomiedzy pre¬ tem (9) a rurka (8) sluzy do przeplywu cieklego azotu (7) lub jego par, naczynie (1) zas jest za¬ opatrzone w termoelement (18) i zagieta rurke (6), osadzona w otworze (4) korka (3). 20 25 #KI. 17 c, 3/03 57043 MKP F 25 d PL