Компанія Кріотрейд Інжиніринг розробляє і виробляє вакуумні камери з інтегрованими кріогенними екранами і столиками для випробувань матеріалів при низьких температурах. Камери можуть використовуватися для імітації космічного простору.
Кріогенні екрани вакуумної камери можуть охолоджуватися як потоком рідкого азоту або гелію, так і кріогенними газовими машинами, що працюють по замкнутому циклу Гиффорда-Макмагона або пульсаційної труби. Проточні криогенні екрани можуть бути доповнені кріогенними ємностями, азотної або гелієвої ожіжітельной станцією для реалізації безперервної роботи 24/7. Вибір конструкції криогенного забезпечення вакуумної камери залежить від конкретних умов і завдань Замовника.
Нижче представлені деякі проекти, виконані нашою компанією:
1. «Суха» система кріогенних екранів для випробувань матеріалів на вплив вакууму, температури і ЕМІ Сонця. Поставлено в АТ «Інформаційні супутникові системи», м Железногорськ.
Система з двох «сухих» кріогенних екранів і двох КГМ Гиффорда-Макмагона встановлюється в вакуумну камеру Замовника. Зовнішній екран має температуру 30-40 До при використанні проточного азотного екрану Замовника (його температура 80-110 К) і температуру 70-120 К без використання вищезгаданого екрану. Зовнішній екран охолоджується першими ступенями КГМ, використовується для зниження теплопритоку до внутрішнього екрану і має розміри Ø700х700 мм. Внутрішній екран являє собою охолоджуваний другими ступенями КГМ мідний столик розмірами 300х400 мм для розміщення та охолодження об'єктів випробування (далі ОІ) і екрану столика висотою 120 мм для захисту від нагріву випромінюванням і створення ізотермічної зони для ОІ. Внутрішній екран охолоджується до температури 3,0-4,5 К (в залежності від температури зовнішнього екрана і тепловиділень ОІ). При нульових тепловиділеннях ОІ можливе досягнення температури в 3,0К, тоді як максимальні тепловиділення ОІ для випробувань при температурі 4.5 До не повинні перевищувати 2 Вт. Температура внутрішнього екрану регулюється за допомогою нагрівачів і температурного контролера LakeShore в діапазоні 4,5-120 К з точністю підтримки ± 1 К.
Принципова схема поставленого пристрою і представлена нижче.
Основні характеристики системи:
- Розміри зовнішнього екрана: Ø700х700 мм
- Розміри внутрішнього екрану: 310х410х120 мм
- Температура зовнішнього екрана: 30-120 К (не регулюється, виходить з теплового балансу)
- Температура внутрішнього екрану: 3,0-300 К (регулюється)
- Максимальні тепловиділення об'єкта випробування на рівні 4,5 К. не менше 2 Вт
- Точність підтримки температури внутрішнього екрану:
- ± 1 К - заявлена
- ± 0,3 К - досягнута
- Час виходу кріоекранов на мінімальну температуру: 9 ч
- Енергоспоживання е КГМ: 2х7,2 кВт (3ф х 380В, 50 Гц)
- Витрата охолоджуючої води для КГМ: 2х7 л / хв (4-28 ° С)
- Можливість встановлювати швидкість охолодження / нагре ва внутрішнього екрану в діапазоні 0-1 К / хв
2. «Проточна» система кріогенних екранів для імітації космічного простору. Поставлено в ФГУП ЦНДІМАШ, м Корольов.
В рамках виконання проекту поставлені і запущені: гелевий зріджувач LHeP 60 (CRYOMECH) проізводітельнос ма по рідкого гелію 60 л на добу, система проточних кріогенних екранів, що встановлюється в вакуумну камеру Замовника.
Система проточних кріогенних екранів складається з зовнішнього екрана розмірами 800х900х700 мм і внутрішнього екрану розмірами 400х400х300 мм. Система призначена для імітації космічного простору всередині внутрішнього екрану, для цієї мети внутрішній екран по ТЗ повинен охолоджуватися до 20 К. Зовнішній екран служить для знижень теплопритоку до внутрішнього. У стаціонарному режимі обидва екрани охолоджуються гелієм, що подається з ожіжітеля, послідовно (спочатку парожидкостная суміш гелію проходить теплообмінник внутрішнього екрану, потім газоподібний гелій підтримує температуру зовнішнього екрана). Температура зовнішнього екрана в стаціонарному режимі приймає значення в діапазоні 70-120 К, температура внутрішнього екрану в стаціонарному режимі (в балансі по витраті з проізводітельнос ма гелиевого ожіжітеля) дорівнює 20 К з точністю ± 1 К.
Принципова схема системи приведена нижче.
Для зниження споживання гелію на первинне захолажіваніе екранів від кімнатної температури на обох кріогенних екранах передбачені незалежні контури для попереднього захолажіванія їх рідким азотом.
Внутрішній екран складається з столика з азотним і гелієвим теплообмінниками і пасивного кріоекрана, охолоджується до 20 К за допомогою контакту зі столиком. Внутрішні поверхні екрану зачорнені зі ступенем чорноти не гірше 0,9. Столик внутрішнього екрану оснащений нагрівачем, що дозволяє регулювати температуру внутрішнього кріоекрана в діапазоні 20-300 К.
Зовнішній і внутрішній екрани забезпечені багатошарової екранно-вакуумно й теплоізоляцією для зниження споживання кріоагента.
Система має можливість працювати на накопиченому в зріджувач рідкому гелії (до 500 л) при меншій температурі внутрішнього екрану (5-10 К) до 80 діб.
Основні характеристики системи:
- Діапазон робочих температур внутрішнього екрану:
- 20-300 К в режимі 24/7
- 5-20 До до 80 діб
- Розміри і маса зовнішнього екрана: 600х600х600 мм, 56 кг
- Розміри і маса внутрішнього екрану: 400х400х300 мм, 21 кг
- Споживання рідкого азоту на попереднє захолажіваніе без встановленого об'єкта випробування: не більше 40 л
- Споживання рідкого гелію на захолажіваніе від температури 80 К без встановленого об'єкта випробування: не більше 7 л
- Споживання рідкого гелію для підтримки температури внутрішнього екрану 20 К (при нульових тепловиділеннях об'єкта випробувань): не більше 55 л / сут
- Точність підтримки температури:
- ± 5 К - заявлена
- ± 1 К - отримана
Для уточнення вартості виготовлення кріовакуумной камери і її параметрів звертайтеся до менеджерів компанії.