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

3 163423 4 rövid ideig biztosíthatók. További hátránya, hogy bármiféle beavatkozás a rendszerbe nemcsak a vákuumnyomás megszüntetését, majd ismételt előállítását igényli — ez a fázis elkerülhetetlen — hanem a hűtőközeg kiszivattyúzását, majd visszaáramoltatását is. Ugyanakkor az ilyen elrendezések eltérően alakítandók ki cseppfolyós, illetve hideg gáz hűtőközeg alkalmazása esetén. A találmány szerinti hűtőrendszer részben megszünteti, részben csökkenti az említett hátrányokat. A találmány alapja az a felismerés, hogy a hűtőközegtárolót, melyet eddig szerkezeti és rendszertechnikai egység érdekében, az evakuált rendszeren belül helyezték el, éppen azon kívül kell elhelyezni. Ez a kialakítás azonban csak úgy lehetséges, ha a találmány szerint említett tartályrendszeren kívül elhelyezett hűtőközegtároló felől elpárologtatón át az említett vákuumtérbe irányuló hűtőközegáramlást segédenergiatároló útján befolyásoljuk, célszerűen a közlekedő rendszer valamelyik paraméterének függvényében. E gondolat alapján a találmány szerinti hűtőrendszernél végeredményben két önmagában zárthurkú szabályozórendszert alakítottunk ki, nevezetesen a hűtőcella hőmérsékletét szabályozó kört, melyet a hűtőcella hőmérsékletét közvetve vagy közvetlenül érzékelő szerv és annak kimenőjele függvényében vezérelt fűtőtest alkot, valamint a közlekedő rendszer nyomásviszonyait szabályozó kört, melynek beavatkozó eleme a segédenergiatárolóban elhelyezett állítható taggal rendelkező nyomásszabályozó szerkezet. Ismeretes, hogy adott hőmérsékleten adott gázkeverék) térfogatának és nyomásának szorzata állandó. Ha tehát az egyébként önmagában zárt hőmérsékletszabályozó kör alapjelét és a nyomásszabályozó kör alapjelét meghatározott összefüggés szerint —• mely a fenti törvényszerűségből adódik — beállítjuk, akkor olyan csatolt szabályozórendszert kapunk, mellyel biztosítható, hogy az általunk kívánt hőmérséklet biztosításához szükséges mennyiségű hűtőközeg áramoljon az elpárologtatóba, ahol a szükséges hűtőteljesítményt szolgáltatja. Minthogy, a hűtőközegtároló az evakuált tartályrendszerből ki van iktatva anélkül, hogy a belső tér hőmérséklete és nyomásviszonyai megváltoztak volna — sőt azok így sokkal jobban kézben tarthatók —, egyfelől lehetővé vált a hűtőközegtartó térfogatának akár több nagyságrenddel való megnövelése. Ugyanakkor a hűtőcella térfogatát nem kell megnövelni, sőt ellenkezőleg az csökkenthető (ami különösen a mozgatandó rendszereknél lényeges, ahol ezáltal jelentősen csökken a mozgó elemek tömege), másfelől a hűtőközegből mindenkor csak a szükséges — elpárologtatandó mennyiség kerül a hőcserélő(k) környezetébe, így a hűtőközeg döntő tömege hidegen tartható. Jelentős előny, hogy a hűtőközegtartályt a vákuumrendszermegbontása, a vákuumnyomás megszüntetése nem érinti. További előnye a megoldásnak, hogy a hűtőközegtartálytól függetlenül alakítható ki a hűtőcella és így azon belül az elpárologtató elemektől kezdve az elrendezés azonos akár cseppfolyós, akár hideg gáz a hűtőközeg. A találmány hűtőrendszer hűtőközeg áramoltatásával és elpárologtatásával működő nyitott hűtőzónával anyagminták fizikai jellemzőinek mérésére szolgáló vákuumtechnikai berendezésekben, mintatartó(k) befogadására alkalmas hűtőcellának — az 1—273 Kelvin-fok közé eső tartományon belül — megválasztott hőmérsék>ten tartására, amely hűtőrendszer tartályrendszert, hűtőközeg- és segédenergiatárolót tartalmaz. A tartályrendszer külső köpenye által határolt, evakuálható 5 edényből és ebben elrendezett, a mintatartó(ka)t befogadó hűtőcellából áll. A hűtőcella a hűtőrendszer hőcserélő tagjával van termikusan csatolva, és a hűtőrendszer a tartályrendszeren belül vagy annak környezetében, kívül fűtőtesttel ellátott elpárologtató fokozatot tartal-10 maz. A fűtőtest állítható működtető szerve, a hűtőcella hőmérsékletét érzékelő szervvel van csatolva. A hűtőrendszerben alkalmazott hűtőközeg cseppfolyósított vagy saját forráspontja környezetében hűtött olyan gáz(keverék) amely(ek)nek forráspontja a levegő forrás-15 pontjával azonos, vagy annál alacsonyabb például nitrogén, neon, hélium vagy hidrogén. A találmány abban van, hogy a hűtőközegtároló a hűtőcellát is magában foglaló tartályrendszeren kívül 20 van elrendezve és egyfelől a hűtőközegként alkalmazott gáz(oka)t tartalmazó, a tartályrendszeren kívül elrendezett segédenergiatárolóval, másfelől az elpárologtató fokozattal és a tartályrendszerrel közlekedik, míg a segédenergiatárolónak állítható nyomásszabályozó 25 szerkezete van. A találmány előnyös kiviteli alakjánál mágneses mérleghez való alkalmazás céljára, a mintatartót bordás hőcserélő veszi körül és a bordás hőcserélővel 30 a hűtőcellán belül elrendezett elpárologtató fokozat érintkezik közvetlenül, míg a hűtőközegtároló hőszigetelt csővezetéken át közlekedik a hűtőcellával. A találmány további előnyös kiviteli alakja mágneses 35 mérleghez való alkalmazás céljára amikor is a hőszigetelt összekötő csővezeték tűszelepet is tartalmaz. A találmány egy másik kiviteli alakjánál röntgendiffraktóméterekben a tartályrendszer a röntgendiffraktóméter tengelye körül forgatható. Az elpárolog-40 tató fokozat a tartályrendszerén kívül helyezkedik el, míg a hűtőközegtároló hőszigetelt összekötő csővezetéken át — közvetve vagy közvetlenül — közlekedik az elpárologtató fokozattal, továbbá az elpárologtató fokozatnak hőszigetelt kiömlő csöve, amely a hűtő-45 cellának a forgástengely mentén kialakított mélyedésbe nyúlik be, míg ezen mélyedéssel és a hozzá csatlakozó — célszerűen hornyolt — felülettel ellátott hűtőcella falrész képezi a hűtőcella és a hűtőközeg között a hőcserélő tagot. 50 A találmány további előnyös kiviteli alakja szerint ugyancsak röntgendiffraktómétereknél a hűtőközegtároló és a külső elpárologtató közötti hőszigetelt összekötő csővezetékbe egy kettős hőcserélő egyik 55 rendszere van kapcsolva, míg a kettős hőcserélő bemenete a gázadagolóra, kimenete pedig a hűtőközegtároló szintszabályozójának vezérlőbemenetére van kötve. A találmány szerinti megoldásokat és azok működését 60 az ábrák szemléltetik. 1. ábra a mágneses mérlegnél alkalmazott hűtőrendszer 2. ábra blokkvázlat a hűtőrendszer működéséhez 65 3. ábra blokkvázlat hőmérséklet szabályozóval 2