SU1275194A1

SU1275194A1 - Cryostat

Info

Publication number: SU1275194A1
Application number: SU853935826A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Куликов; Валерий Григорьевич Маляров
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6681
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1985-07-26
Publication date: 1986-12-07

Abstract

Изобретение относитс к криогенной технике и позвол ет поддерживать криогенные температуры при испытани х приборов и криостатировании объектов. Целью изобретени вл етс упрощение конструкции криостата и удобство в эксплуатации. В начальный момент при заполнении -резервуара 1 криогенной жидкостью происходит зако лаживание камеры 3 .дл размещени объекта криостатировани посредством, (О И СThe invention relates to cryogenic engineering and allows maintaining cryogenic temperatures when testing instruments and cryostatting objects. The aim of the invention is to simplify the design of the cryostat and ease of operation. At the initial moment during the filling of the reservoir 1 with a cryogenic liquid, the chamber 3 is closed. To place the cryostatting object by, (O and C

Description

главным образом, элемента 4 дополни- тельной тепловой св зи, представл ющего собой жгут из тонких проволок и имеющего при относительно высоких температурах большую теплопроводность,чем теплопроводность элемента 2 основной св зи,По мере понижени температуры камеры 3 и элемента 4-теплопроводность последнего уменьшаетс и по достиженииmainly, an additional thermal coupling element 4, which is a bundle of thin wires and having a higher thermal conductivity at relatively high temperatures than the thermal conductivity of the primary communication element 2, as the temperature of the chamber 3 and the element decreases, the 4 thermal conductivity of the latter decreases and upon reaching

12751275

рабочей температуры криостатировани объекта теплопроводность элемента 4 дополнительной тепловой св зи становитс ниже теплопроводности элемента 2 основной тепловой св зи, определ ющего оптимальный теплообмен между резервуаром 1 и камерой 3 в стационарном режиме криостатировани объекта. 1 ил.the operating temperature of the cryostat of the object; the thermal conductivity of the element 4 of the additional thermal coupling becomes lower than the thermal conductivity of the element 2 of the main thermal bond determining the optimal heat exchange between the tank 1 and the chamber 3 in the stationary mode of the cryostatting of the object. 1 il.

Изобретение относитс к области криогенной техники, а именно к криостатам , предназначенным дл поддержани криогенной температуры приборов и объектов при проведении науч- 5 но-технических экспериментов.The invention relates to the field of cryogenic engineering, namely, cryostats, designed to maintain the cryogenic temperature of devices and objects during scientific and technical experiments.

Цель изобретени - упрощение конструкции криостата и удосбво в эксплуатации ,The purpose of the invention is to simplify the design of the cryostat and its operation,

На чертеже схематически изображен предлагаемый криостат, общий вид,The drawing shows schematically the proposed cryostat, a general view,

Криостат содержит резервуар 1 дл криогенной жидкости, подвешенную на нем на элёменте 2 основной тепловой св зи (тонкостенной трубки), например, из нержавеющей стали камеру 3 дл размещени объекта криостатировани , .при этом геометри трубки рассчитана так, чтобы ее теплопровод- 20 ность, как элемента основной тепловой св зи между резервуаром 1 и камерой 3, была минимально возможной. Криостат имеет также элемент 4 дополнительной тепловой св зи меж,цу рез ервуаром 1 и /камерой 3, представл ющий собой жгут из тонких металлических проволок, выполненных из. материала (например, константана), теплопроводность которого при исходной темпе-30 ратуре Bbmie, а при стационарной тем .пературе криостатировани объекта ;ниже теплопроводности элемента 2 основной тепловой св зи.The cryostat contains a reservoir 1 for cryogenic liquid suspended on it on the element 2 of the main thermal connection (thin-walled tube), for example, stainless steel chamber 3 for accommodating the cryostatting object, while the geometry of the tube is designed so that its thermal conductivity, as an element of the main thermal connection between reservoir 1 and chamber 3, was the minimum possible. The cryostat also has an element 4 of an additional thermal connection between the inner circumference of 1 and / and chamber 3, which is a bundle of thin metal wires made of. a material (for example, constantan), whose thermal conductivity is at the initial temperature of 30 Bbmie, and at the stationary temperature of the object freezing, lower than the thermal conductivity of the primary thermal coupling element 2.

Кроме того, при температурах, 35 меньших 40 К, теплопроводность тонких проволок с понижением температуры падает в большей степени, чем массивных образцов из того же материала. В результате при температуре, напри- 40 мер, жидкого азота теплопроводностьIn addition, at temperatures of 35 less than 40 K, the thermal conductivity of thin wires decreases to a greater degree with decreasing temperature than massive samples of the same material. As a result, at a temperature of, for example, liquid nitrogen, the thermal conductivity

элемента 4 дополнительной тепловой св зи в несколько раз превысит теплопроводность элемента 2.element 4 additional thermal connection several times higher than the thermal conductivity of element 2.

Принцип действи предлагаемого криостата заключаетс в следующем.The principle of operation of the proposed cryostat is as follows.

В начальный момент при заполнении резервуара 1 криогенной жидкостью происходит захолакивание камеры 3 дл размещени объекта криостатировани посредством, в первую очередь, элемента 4 дополнительной тепловой св зи, имеющего при относительно высоких температурах большую теплопроводность , чем теплопроводность элемента 2.At the initial moment, when the tank 1 is filled with a cryogenic liquid, the chamber 3 is corked to accommodate the cryostat object, first of all, by the element 4 of additional thermal coupling, which at relatively high temperatures has a greater thermal conductivity than the thermal conductivity of the element 2.

По мере понижени температуры камеры 3 и элемента 4 теплопроводность последнего уменьшаетс и по дости- . жен-ии рабочей температуры криостатировани объекта теплопроводность элемента 4 дополнительной тепловой св зи становитс ниже теплопроводности элемента 2 основной тепловой св зи, определ ющего оптимальный теплообмен между резервуаром 1 и камерой 3 в стационарном режиме криостатировани объекта.As the temperature of the chamber 3 and the element 4 decreases, the thermal conductivity of the latter decreases and as soon as. At the same time, the working temperature of the cryostat of the object is thermal conductivity of the element 4 of the additional thermal coupling becomes lower than the thermal conductivity of the element 2 of the main thermal bond determining the optimal heat exchange between the tank 1 and the chamber 3 in the stationary mode of the cryostatting of the object.

Claims

The proposed cryostat differs from the known devices in the relatively simple structure and ease of use and, consequently, in its high reliability. Cooling of the working units in it occurs several times faster with access to the stationary mode of cryostatting of the object without external control. The implementation of elements 4 of an additional thermal connection in the form of a bundle of thin wires makes it possible to place it in small volumes of a complex configuration, and in various convenient ways to connect to cooled nodes of various shapes. The advantages of a cryostat also include the possibility of obtaining thermal conductivity values for a wide range of connections and a wide choice of structural materials for its implementation. It is easy to practically optimize additional thermal coupling, and, if necessary, correct the basic thermal coupling with its help. A cryostat comprising a reservoir for a cryogenic liquid, a chamber for 944 times of the cryostat object and elements of the main and additional thermal connection between the tank and the chamber, characterized in that, in order to simplify operation and ease of operation, the element of additional thermal communication is a bundle of thin wires made of a material whose thermal conductivity at the initial temperature is higher and at the stationary temperature of the cryostatting of the object is lower than the thermal conductivity of elec cient primary heat bond.