SU494574A1 - Установка дл получени сверхнизких температур - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к криогенной технике , в частности к установкам дл  получени  сверхнизких температур.

Известна установка дл  получени  сверхнизких температур путем растворени  Не в Не содержаща  конденсатор, испаритель, теплообменник и камеру растворени , размещенные в вакуумной рубашке, наход щейс  в гелиевом криостате.

Известна также установка дл  получени  сверхнизких температур путем растворени  Не в Не , включающа  соединенные камеру смещени  Не с Не , теплообменник, конденсатор , испаритель и камеру дл  жидкого Не размещенные в отвакуумированной оболочке, опущенной в сосуд Дьюара, вакуумные насосы и соединительную трубопроводную арматуру . При нагревании испарител  испаренный Не попадает в конденсатор, где сжижаетс , и через теплообменник поступает в камеру растворени , в которой переходит из более концентрированной фазы в менее концентрированную; при этом происходит охлаждение . Затем под действием осмотического давлени  Не возвращаетс  в испаритель, замыка  тем самым цикл.

Недостатком этой установки  вл етс  то, что врем  непрерывной работы определ етс  количеством Не, охлаждающего конденсатор , и практически ограничено 8-10 час, при

этом дл  работы необходимо сравнительно больщое количество очень дорогого вещества - Не. Целью изобретени   вл етс  увеличение

времени непрерывной работы установки и уменьщение количества используемого Не а также упрощение, удешевление установки и сокращение времени ее запуска.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

установка снабжена камерой дл  Не-, котора  жестко установлена на конденсаторе и соединена с сосудом Дьюара капилл ром и вакуумным насосом, а камера дл  Не отделена от камеры смещени  Пе с Не- герметичной перегородкой и соединена с вакуумныл насосом.

Такое выполнение установки позвол ет осуществить посто нный подлив жидкого Не , охлаждающего конденсатор, через дроссель, поэтому установка может работать неограниченное врем . Кроме того, наличие камеры с Не, котора  находитс  в тепловом контакте с камерой растворени  (не следует путать с

камерой дл  Не, используемой в известной установке дл  охлаждени  конденсатора), дает возможность примен ть дл  откачки Не из камеры, охлаждающей конденсатор, насосы с меньщей производительностью, что упрощает , удещевл ет установку и, кроме того.

значительно ускорить предварительное охлаждение камеры растворени .

На чертеже изображена предлагаема  установка .

Камера растворени  1 (пунктиром показана граница расслоени  раствором) св зана трубками 2 и 3 с теплообменником 4, причем трубка 2 доходит до дна, а трубка 3 оканчиваетс  в верхней части камеры 1. После выхода из теплообменника 4 трубка 2 соедин етс  с испарителем 5, в котором имеетс  нагреватель 6. Испаритель соединен трубкой 7 с конденсатором 8, который, в свою очередь, св зан с теплообменником 4 трубкой 3. Конденсатор находитс  в тепловом контакте с камерой 9 дл  жидкого Не , котора  св зана с внешней гелиевой ванной дросселем 10 (в качестве дроссел  можно использовать, например , капилл р). Кроме того, камера 9 соединена трубкой 11 с насосом 12. Трубка 13 св зывает систему 14 дл  хранени  смеси Не и Не с конденсатором 8.

Камера 15 дл  жидкого Не находитс  в тепловом контакте с камерой 1 и соедин етс  трубкой 16 с насосом 17 и системой 18 дл  хранени  Не.

Все перечисленные элементы установки, кроме насосов 12 и 17, систем 14 и 18, помещены в вакуумную рубашку 19, котора  находитс  в гелиевом криостате 20.

Процесс охлаждени  происходит следующим образом.

После заливки жидкого Не в криостат включаетс  насос 12 и камера 9 через дроссель заполн етс  жидким Не температура которого зависит от производительности насоса 12. При достаточно высокой производительности температура в камере 9, а следовательно , и в конденсаторе становитс  ниже температуры расслоени  растворов. В охлажденный конденсатор по трубке 13 поступает (нз системы 14) смесь Не с Не, котора  конденсируетс  и заполн ет камеру 1, трубки 2 и 3, испаритель 5.

После того, как в камере 1 произойдет расслоение растворов , включаетс  нагреватель 6. При этом в испарителе, где находитс  граница жидкость-пар, создаетс  избыточное давление пара, состо щего главным образом из Не, который поступает но трубке 7 в конденсатор, сжижаетс  и подаетс  через теплообменник по трубке 3 в камеру 1. В последней Не раствор етс  в слабоконцентрированной .фазе, что сопровождаетс  поглощением тепла. Затем под действием осмотического давлени  Не но трубке 2 возвращаетс  в испаритель 5. Таким образом, происходит циркул ци  Не. Хладопроизводительность установки определ етс  скоростью циркул ции и температурой камеры 1. Минимальна  температура зависит от хладопроизводительности и суммарного тенлопритока к камере 1.

Дл  упрощени  и удешевлени  установки можно использовать насос 12 с малой производительностью . В этом случае температура конденсатора будет выще температуры расслоени  раствора и запуск установки осуществл етс  следующим образом. Одновременно производитс  конденсаци  смеси Не с Не из системы 14 в камеру 1, трубки 2, 3 и испаритель 5 и небольшого количества Не- из системы 18 в камеру 15. После окончани  конденсации и установлени  равновесной температуры включаетс  насос 17, откачивающий Ые из камеры 15 через трубку 16 (в качестве насоса Г/ удобно использовать, например,

малогабаритный адсорбционный насос). Поскольку камера 1 находитс  в тепловом контакте с камерой 15, из которой откачивают пары над жидким Не% температура в камере 1 быстро становитс  ниже температуры расслоени  растворов, после чего включаетс  нагреватель 6 и начинаетс  циркул ци  Не, аналогична  оиисанной выще. В тот момент, когда начнетс  охлаждение камеры 1 за счет перехода Не из верхней фазы в нижнюю, насое 17 может быть отключен и установка будет работать при температуре в конденсаторе , превышающей температуру расслоени  растворов Камера 15 с Не трубка 16, насос 17 и

система 18 служат только дл  запуска установки .

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Установка дл  получени  сверхнизких температ)ф путем растворени  Не в Не содержаща  соединенные камеру смешени  Не с Не, теплообменник, конденсатор, испаритель и камеру дл  жидкого Не, размещенные

в отвакуумированной оболочке, опущенной в сосуд Дьюара, вакуумные насосы и соединительную трубопроводную арматуру, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  времени ненрерывной работы и уменьшени  расхода Не , она снабжена камерой дл  Не-, котора  жестко установлена на конденсаторе и соединена с сосудом Дьюара капилл ром и вакуумным насосом.

2.Установка по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью сокращени  времени запуска , камера дл  Не отделена от камеры смещени  Не с Не герметичной перегородкой и соединена с вакуумным насосом.

18

15 v-----

20