RU38383U1 - Криостат для сверхпроводящих магнитов - Google Patents
Криостат для сверхпроводящих магнитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU38383U1 RU38383U1 RU2004101136/20U RU2004101136U RU38383U1 RU 38383 U1 RU38383 U1 RU 38383U1 RU 2004101136/20 U RU2004101136/20 U RU 2004101136/20U RU 2004101136 U RU2004101136 U RU 2004101136U RU 38383 U1 RU38383 U1 RU 38383U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cryostat
- flange
- vessel
- refrigerant
- solenoid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
Полезная модель относится к низкотемпературным криостатным устройствам, в частности к криостату для проведения исследований магнитных свойств различных материалов, их поведения в сверхсильных магнитных полях и может быть использовано в технической физике.
Известен криостат для сверхпроводящих магнитов (АС № 770313, F 17 С 13/12, БИ № 41, 1982 г.), содержащий теплоизолированный сосуд для сжиженного газа, крышку, выполненную с каналом для отвода паров, и кольцевую камеру на наружной поверхности с гибким концевым уплотнением. Известный криостат имеет ряд существенных недостатков. Сверхпроводящий соленоид подвешен к крышке, которая в случае повышения давления в криостате должна подниматься. При этом надо учесть, что вес соленоида может составлять иногда 300:400 кг. Чтобы поднять крышку с соленоидом, необходимо создать давление в гелиевом сосуде около 1 атмосферы. Стенки сосуда изготавливаются , как правило, из тонкого листа, поэтому сосуд может разрушиться раньше, чем поднимется крышка.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является криостат для магнитных исследований (АС № 981781, F 25 D 3/10, БИ №
46 ,1982 г.). Криостат содержит наружный кожух, охлаждаемый радиационный экран, сосуд для криогенной жидкости, образованный наружной стенкой с горизонтальным разъемом и внутренней стенкой, горизонтальный K&fЈfc&, изолированный от полости сосуда для криогенной жидкости, соленоид, помещенную в эту полость, и шахту с рабочей камерой, размещенной внутри полости, ограниченной внутренней стенкой. При этом криостат дополнительно снабжен диском, который установлен в разъеме наружной стенки, горизонтальный канал выполнен
МПК.Р25ОЗ/10
внутри диска, а соленоид смонтирован на его верхней и нижней поверхностях.
Недостатками известного криостата являются то, что он обладает повышенным расходом хладоагента, обусловленными следующими причинами. Во-первых, трубки подвеса гелиевого сосуда потребляют часть энергии хладоагента. Во-вторых токовводы подсоединены к соленоиду постоянно, что также приводит к увеличению расхода хладоагента. Кроме того конструкция криостата создает ряд неудобств в работе, т.к. при периодическом заполнении хладоагентом криостата из-за термоциклирования требуется подтяжка шпилек, стягивающих разъемное соединение для сохранения его герметичности. Надо отметить и недостаток, состоящий в том , что разъемное герметичное соединение выполнено на сосуде для жидкого гелия и занимает значительное место. Это приводит к увеличению габаритов криостата.
Задачей заявляемой полезной модели является новый криостат для сверхпроводящих магнитов повышенной эффективности, с уменьшенным расходом хладоагента.
Поставленная задача решается заявляемым криостатом для сверхпроводящих магнитов, содержащим наружный кожух, соленоид, охлаждаемый радиоционный экран, сосуды для жидкого хладоагента с трубками подвеса, шахту с рабочей камерой, который дополнительно снабжен токовводами, коллектором и уровнемером жидкого хладоагента, при этом токовводы выполнены съемными, снабжены коническим хвостовиком и поворотным рычагом и расположены внутри трубки подвеса, сосуд жидкого гелия снабжен в верхней своей части фланцем, имеющим удлиненную кромку с высотой, превышающей толщину фланца в верхней части, кроме того во фланце расположено гнездо для хвостовика токоввода, а коллектор расположен в верхней наружной части криостата. Токоввод выполнен перфорированным.Удлиненная кромка фланца
//0//ЈЈ
выполнена в соответствии с соотношением (107l5), где Н- высота кромки, мм; 6-толщина фланца,мм.
В заявляемом криостате уровнемер жидкого хладоагента выполнен из сверхпроводящего материала.
На фиг.1 приведен криостат для сверхпроводящих магнитов. Криостат содержит наружный кожух 1, охлаждаемый съемный радиационный экран 2, соединенный с сосудом жидкого азота 3, сосуд для жидкого гелия 4, образованный верхним фланцем 5 с приваренной к нему обечайкой 6. Внутри сосуда 4 размещен соленоид 7, прикрепленный с помощью подвески 8 к/верхнему фланцу 5. Сосуд 4 крепится с помощью трубы 9 и отводящих трубок 10 к верхней крышке 11 криостата. Токовводы 12 расположены внутри отводящих трубок 10 и соединены коническим хвостовиком 17 с изолированным гнездом 13. Гнезда 13 подпаяны к шинам 14 соленоида 7. Токовводы в верхней части имеют поворотный рычаг 18. Отводящие трубки 9 и 10 соединены трубками 15 с коллектором 16. Внутри отводящей трубки установлен также уровнемер жидкого хладоагента 19. На верхней части токоввода помещена гайка 20.
В заявляемом криостате для сверхпроводящих магнитов трубки подвеса гелиевого сосуда охлаждаются обратным потоком хладоагента, при этом поток хладоагента выведен в коллектор. Это снижает теплоприток по трубкам подвеса Коллектор представляет собой кольцевую трубу, к которой с одной стороны подведены полости всех трубок подвеса. С другой стороны коллектор соединен с газосборной сетью Коллектор прикреплен к верхнему наружному фланцу криостата Поток хладоагента поступает по трубкам подвеса в коллектор и далее в газосборную сеть. Такая организация потока хладоагента позволяет собирать хладоагент и направлять его на повторное использование после последующего сжижения. Благодаря новой организации потока хладоагента снижается его расход.
Ј00 yf0f№&
-зТоковвод выполнен составным и имеет конический хвостовик, среднюю часть ввиде перфорированной трубки и верхнюю часть ввиде стержня с резьбой. На верхней части токоввода помещена гайка 20 для обеспечения надежного электрического контакта конического хвостовика с гнездом. Кроме того и коническая поверхность хвостовика токоввода позволяет осуществить надежный электрический контакт, а также быстрое разъединение токоввода при его отключении. Перфорирование средней трубчатой части токоввода обеспечивает более эффективное охлаждение его обратным потоком за счет увеличения поверхности теплообмена с обратным потоком.
Высота кромки верхнего фланца гелиевого сосуда превышает толщину самого фланца на мм. При значении превышения высоты над толщиной менее 10 мм уменьшается количество разгерметизаций без замены фланца. Если это превышение составляет более 15 мм, то это не приводит к дальнейшему повышению эффективности. Удлиненная высота кромки верхнего фланца гелиевого сосуда позволяет обеспечить надежное вакуумнойлотное технологичное сварное соединение фланца с обечайкой, его частичную срезку верхней части при разборке гелиевого сосуда и последующую заварку. Сварное соединение обеспечивает более надежную герметизацию. Кроме того устройство имеет меньшие габариты, а следовательно и меньшую материалоемкость.
Для своевременного наполнения сосуда жидким хладоагентом необходим непрерывный контроль уровня хладоагента. Для этого криостат снабжен уровнемером. Положение уровня хладоагента ниже верхней кромки фланца соленоида выводит последний из сверхпроводящего состояния. При этом из-за повышения сопротивления соленоида происходит разогрев и резкое повышение давления паров в сосуде с жидким гелием, которое может спровоцировать аварийную ситуацию. Кроме того соленоид выходит их рабочего состояния.
Криостат для сверхпроводящих магнитов работает следующим образом. Сосуд 3 заполняют жидким азотом, а сосуд 4 жидким гелием. Испаряющийся газообразный гелий охлаждает токовводы 12 и трубки подвеса 10, поступает в коллектор 16 и далее в газосборную сеть ( на чертеже не показана). После охлаждения соленоида 7 и подачи электрического тока на токовводы при достижении заданной напряженности магнитного поля токовводы 12 с помощью поворотного рычага 18 выводят из контакта с гнездом 13 и поднимают на 100-150 мм. При этом расход жидкого гелия на испарение сокращается на величину уменьшения теплоотвода за счет уменьшения теплопроводности токовводов и трубок подвеса. При необходимости замены соленоида снимают наружный кожух 1, радиационный экран 2 и срезают верхнюю часть сварочной кромки фланца 5 и обечайки гелиевого сосуда. После установки соленоида кромку опять заваривают. Такая конструкция обеспечивает обычно 5-6 разгерметизаций гелиевого сосуда без замены фланца 5.
Таким образом предлагаемый криостат для сверхпроводящих магнитов обладает повышенной эффективностью и уменьшенным расходом хладоагента. Полезная модель может быть использована в лабораторных научных учреждениях для исследования физических свойств различных материалов в магнитных полях.
гс /of/J
Claims (4)
1. Криостат для сверхпроводящих магнитов, содержащий наружный кожух, соленоид, охлаждаемый радиационный экран, сосуды для жидкого хладоагента с трубками подвеса, шахту с рабочей камерой, отличающийся тем, что, он дополнительно снабжен токовводами, коллектором и уровнемером жидкого хладоагента, при этом токовводы выполнены съемными, снабжены коническим хвостовиком и поворотным рычагом и расположены внутри трубки подвеса, сосуд жидкого гелия снабжен в верхней своей части фланцем, имеющим удлиненную кромку с высотой, превышающей толщину фланца в верхней части, кроме того во фланце расположено изолированное гнездо для хвостовика токоввода, а коллектор расположен в верхней наружной части криостата.
2. Криостат по п.1, отличающийся тем, что, токоввод выполнен перфорированным.
3. Криостат по п.1, отличающийся тем, что, удлиненная кромка фланца выполнена в соответствии с соотношением
H=δ+(10-15),
где Н - высота кромки, мм;
δ - толщина фланца, мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004101136/20U RU38383U1 (ru) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | Криостат для сверхпроводящих магнитов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004101136/20U RU38383U1 (ru) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | Криостат для сверхпроводящих магнитов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU38383U1 true RU38383U1 (ru) | 2004-06-10 |
Family
ID=37994296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004101136/20U RU38383U1 (ru) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | Криостат для сверхпроводящих магнитов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU38383U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167925U1 (ru) * | 2016-02-10 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФГБУН ФИАН) | Криостат |
RU2756051C1 (ru) * | 2020-12-17 | 2021-09-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство для получения наночастиц из газов и паров жидкостей при сверхнизких температурах |
-
2004
- 2004-01-20 RU RU2004101136/20U patent/RU38383U1/ru active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167925U1 (ru) * | 2016-02-10 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФГБУН ФИАН) | Криостат |
RU2756051C1 (ru) * | 2020-12-17 | 2021-09-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство для получения наночастиц из газов и паров жидкостей при сверхнизких температурах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7310954B2 (en) | Cryogenic system | |
JP6904609B2 (ja) | 挿抜可能型クライオスタット | |
CN101995181B (zh) | 固态碱金属工质的定量充装设备与充装方法 | |
CN208504804U (zh) | 一种超低温冷凝富集*** | |
CN102735084A (zh) | 需少量碱金属工质的高温热管的精确充装设备及方法 | |
RU38383U1 (ru) | Криостат для сверхпроводящих магнитов | |
CN113838632A (zh) | 一种水滴式矿用变压器循环制冷装置 | |
CN209070810U (zh) | 低温流体凝结可视化的实验装置 | |
CN108592461A (zh) | 一种超低温冷凝富集*** | |
CN108593413A (zh) | 一种冷凝-加热管路***及超低温冷凝富集*** | |
US4601040A (en) | Condensers | |
CN208283158U (zh) | 一种冷凝-加热管路***及超低温冷凝富集*** | |
JPS6290910A (ja) | 極低温装置 | |
CN111155596A (zh) | 一种空气水分采集装置及方法 | |
CN211122655U (zh) | 一种质谱计深冷装置 | |
CN116171016A (zh) | 一种探测器低温*** | |
US5626035A (en) | Apparatus and method for separation of helium and neon | |
CN213657165U (zh) | 一种手套箱循环管道制冷装置 | |
CN213178841U (zh) | 使用二级媒介的流体加热装置 | |
CN108648578A (zh) | 低温流体凝结可视化的实验装置 | |
RU100820U1 (ru) | Криостат для магниторезонансного томографа для травматологической диагностики | |
CN215864302U (zh) | 一种便携式sf6气体回收加速装置 | |
CN214333121U (zh) | 一种具有防护发泡层分离结构的冷凝器 | |
CN116202300B (zh) | 小型低温液化装置、低温液体流量计标定装置及标定方法 | |
CN112320804B (zh) | 一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC1K | Assignment of utility model |
Effective date: 20070124 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100121 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20120327 |
|
ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20170120 |