163423. lajstromszámú szabadalom • Hűtőrendszer anyagminták fizikai jellemzőinek mérésére és a hűtőcellának előírt hőmérsékleten tartására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Szolgálati találmány Bejelentés napja: 1969. XI. 12. Kiállítási elsőbbsége: 1969. V. 16. Közzététel napja: 1973. III. 28. Megjelent: 1975. V. 31. (MA—2040) 163423 Nemzetközi osztályozás: G 12 b 15/04 '.•^ y Feltaláló: Ballá János gépészmérnök, Budapest Tulajdonos*. Magyar Tudományos Akadémia Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest Hűtőrendszer anyagminták fizikai jellemzőinek mérésére és a hűtőcellának előírt hőmérsékleten tartására í A találmány tárgya hűtőrendszer vákuumtechnikai berendezésekben a hűtőközeg áramoltatásával és elpárologtatásával működő nyitott zónával, a mintatartóik) befogadására alkalmas hűtőcellának — az 1—273 Kelvin-fok közé eső tartományon belül — meg- 5 választott hőmérsékleten tartására. Az e célra ismert hűtőrendszerek tartályrendszerrel és hűtőközegtárolóval rendelkeznek. A tartályrendszer külső köpeny által határolt, evakuálható edényből, és az edényben elrendezett a mintatartókat magában 10 foglaló hűtőcellából áll. A hűtőcella az említett hűtőrendszerhőcserélő tagjával termikusan csatolt a tartályrendszerben, vagy azon kívül, annak környezetében elrendezett elpárologtató fokozattal, mely fokozat közvetlen környezetében fűtőtest van elrendezve. A fűtőtest 15 —:

állítható munkapontú működtető szerve

— a hűtőcella hőmérsékletét közvetve vagy közvetlenül érzékelő szervvel csatolt. A hűtőrendszerben a hűtőközeg cseppfolyósított vagy saját forráspontja környezetében hűtött olyan gáz(keverék)-, mely gáz(keverék) forráspontja 20 a levegő forráspontjával azonos, vagy annál alacsonyabb, például nitrogén, neon, hélium vagy hidrogén. Ilyen hűtőrendszer alkalmazható például az 1 Kelvinfok környezetében vagy annál egy két nagyságrenddel magasabb hőfokon üzemeltethető mágneses mérlegnél, 25 vagy előnyösen 80—100 Kelvin-fok környezetében üzemeltetett röntgendiffraktómétereknél, de számos más fizikai-kémiai mérőrendszereknél is, melyek az 1—273 Kelvin-fok tartományon belüli hőmérsékleten üzemeltethetők. 30 Az ilyen, úgynevezett mélyhőmérsékletű elrendezéseknél a kívánatos üzemi viszonyok biztosításának nehézségei többek között abból fakadnak, hogy az előírt üzemi hőmérséklet igen alacsony, hogy a mérést evakuált térben kell végezni, hogy az ilyenformán vákuumzáróan és kellően hőszigetelten kialakítandó konstrukciónak viszonylag egyszerűen megbonthatónak, újra evakuálhatónak és összeszerelhetőnek kell lennie, esetleg — mint a röntgendiffraktómétereknél — forgathatónak is és az evakuált rendszernek mégis legalább az összeszerelés és evakuálás után közlekednie kell a hűtőrendszernek az evakuált munkatéren kívül eső elemeivel, forgatható rendszereknél a hűtőrendszer nem mozgó elemeivel stb. Az eddigi ismert megoldásoknál az összetett követelménynek úgy igyekeztek eleget tenni, hogy az evakuálható tartályrendszeren belül rendezték el a hűtőközeg teljes mennyiségének befogadására alkalmas hűtőközegtárolót, ezzel a hűtőközegtárolóval csatolták termikusan a hűtőcellát és összeszerelés és evakuálás után ezt töltötték fel a hűtőközeggel. Figyelembe véve, hogy ilyen alacsony hőmérsékleten a legkisebb mechanikai mozgások — például rezgések — is jelentős hőmérsékletváltozásokat idézhetnek elő, hogy a rendszerelemek hőkapacitása elég kicsi, a környezeti tér hőközlő hatása igen jelentékeny, továbbá, hogy egy e tartályrendszeren belül elrendezhető hűtőközegtároló érthetően csak korlátozott terjedelmű lehet, ennek az elrendezésnek egyik hátránya, hogy az előírt üzemi feltételek viszonylag csak 163423 1