180839. lajstromszámú szabadalom • Hűtőberendezés anyagminták fizikai jelemzőinek mérésére vákuum technikai berendezésekben
5 180839 6 hogy a nagy tömegű mintára készített knogen fojtócsövet tartalmazó hűtőberendezésben a tűszelep megfelelő mértékű zárása esetén a néhány gramm tömegű minták is gazdaságos hűtőközeg felhasználással, túlhűtés nélkül a kívánt hőmérsékletre hűthetők, a mérési hőmérséklet a megengedett szabályozási eltérésen belül hosszú időn át fenntartható. A találmány további előnyös — Hali-effektus, Mössbauer-effektus, optikai- és mágneses mérésekre alkalmas — kiviteli alakjánál a hűtőcellát, az elpárologtató hőcserélőt, a mintatartót és a kriogén fojtócsövet magában foglaló vákuumtartály-rendszer alsó nyúlványa közvetlenül a hűtőközegtárolóba nyúlik, a mintatartó és az elpárologtató hőcserélő külön szerkezeti egységet képeznek, a tartályrendszernek a mintatartó környezetében a mérési módnak megfelelő anyagokból készített ablakai vannak. A hűtőcellában a minta és az elpárologtató hőcserélő közötti hőcsatolást redukált nyomású héliumgáz hozza létre. A találmány további előnyös — Mössbauer-effektus mérésére hűtött sugárforrás — változtatható hőmérsékletű „minta” vagy „változtatható hőmérsékletű sugárforrás (a sugárforrás hőmérséklete kisebb a minta azonos időben mért hőmérsékleténél) — változtatható hőmérsékletű sugárforrás” befogadására alkalmas — kiviteli alakjánál a vákuumtartály-rendszerben a sugárforrás és a minta hűtésére egyegy, egymástól különböző elpárologtató hőcserélő és egyegy, egymástól ugyancsak különböző kriogén fojtócső különálló szerkezeti egységként van elrendezve. A minta elpárologtató hőcserélőjének a bemeneti része elosztókamra, amelybe a minta kriogén fojtócsöve és a sugárforrás elpárologtató hőcserélőjének összekötő csöve van bekötve. A találmány további előnyös kiviteli alakját a megismert kiviteli alakokban lévő kriogén fojtócsöveknek miniatűr fűtőtesttel való kiegészítése képezi. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti hűtőberendezés néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti hűtőberendezés egy példakénti kiviteli alakja; a 2. ábra a találmány szerinti berendezés egy további példakénti kiviteli alakja; a 3. ábra a találmány szerinti berendezés egy újabb példakénti kiviteli alakja; a 4. ábra a találmány szerinti berendezés egy további példakénti kiviteli alakja. A rajzon azonos hivatkozási számok azonos részleteket jelölnek. A hűtőberendezés működését az 1. ábra szemlélteti. A folyékony 15 hűtőközeg a hőszigetelő 14 vákuumtérrel körülvett, atmoszferikus vagy gázharang nyomású 31 hűtőközegtárolóból a hőszigetelő 14 vákuumtérrel körülvett 19 töltöcsövön keresztüljut a 16 hűtőcellába. A 19 töltőcsőnek a 31 hűtőközegtárolóba és a 16 hütőcellába való szobahőmérsékletű bemenetelénél 18 tömítést — előnyösen perbunán, viton vagy szilikon gumizsinórgyűrűt — alkalmazunk, a közlekedő rendszernek a 16 hűtőcellában lévő szakaszába van beiktatva a hűtőközeg alapértékének automatikus szabályozását végző kriogén 37 fojtócső. A közlekedő rendszernek a 16 hűtőcellából való kimenetelén a gázelvezetö 25 csőhöz kapcsolt összekötő 28 csővel — előnyösen vastagfalú paragumi vagy fém membráncső — a 29 szívásszabályozót kötjük, amely a 30 vákuumrendszerhez csatlakozik. A 29 szivásszabályozó és 30 vákuumrendszer kettős feladatot lát el: biztosítja a folyamatos hűtőközeg-áramlást, továbbá a mérési hőmérséklethez tartozó vákuum — a mérési hőmérséklet gőznyomásgörbe szerinti egyensúlyi nyomásértékének — a i beállítását. Az alkalmazott folyékony 15 hűtőközeg normál forráspontjánál kisebb mérési hőmérsékleteknél ugyanis a kívánt mérési hőmérsékleteknek megfelelő egyensúlyi nyomásig vákuumozzák a 16 hűtőcellában lévő 17 folyadékcsövön és kriogén 37 fojtócsövön keresztül az elpárologtató 33 hőcserélőbejutó — a kriogén 37 fojtócső által automatikusan beszabályozott — optimális folyékony 15 hűtőközeg mennyiséget. Ebben a hőmérsékleti tartományban az elektronikus 22 hőmérsékletszabályozó — amely hermetikus 20 átvezetésen keresztül elektromos 21 vezetékkel csatolódik az elpárologtató 33 hőcserélővel jó hőkontaktusban lévő 12 hőmérsékletérzékelőhöz és a beavatkozó szervét képező elektromos 36 fűtőtesthez (előnyösen ellenálláshuzalból tekercselve) — általában nem működik. Az alkalmazott folyékony 15 hűtőközeg normál forráspontja feletti mérési hőmérséklet előállításánál a 29 szívásszabályozó és 30 vákuumrendszer atmoszferikusnál kisebb nyomástartományban elszívják az elektronikus 22 hőmérsékletszabályozó által pontos értéken tartott hőmérsékletnél az elpárologtató 33 hőcserélőben elpárolgott és felmelegedett gázállapotú hűtőközeget. A laboratóriumi méréseknél általánosan előforduló 35 minta tömege néhány gramm, ezek hűtésénél úgy a normál forráspont alatti, mint a normál forráspont feletti hőmérsékletekhez tartozó optimális folyékony 15 hűtőközeg mennyiség beszabályozását a kriogén 37 fojtócső a 29 szívásszabályozóval és a 30 vákuumrendszerrel fenntartott — a mérési hőmérsékletnek megfelelően beállított — nyomás mellett automatikusan elvégzi. Az elektronikus 22 hőmérsékletszabályozó elektromos hálózati 23 kimenettel és 24 mérőkimenettel is rendelkezik, az utóbbihoz a hőmérsékletmérő és hőmérsékletregisztráló műszerek csatlakoznak. Az alacsony hőmérsékleti tartományok előállítására alkalmas hűtőberendezésben alacsony forráspontú tiszta folyékony hűtőközeget(ket) alkalmaznak. Azokban az esetekben, amikor nem áll rendelkezésre szennyezéstől mentes folyékony 15 hűtőközeg — a zavartalan beáramlás fenntartására, továbbá a 19 töltőcső, a 17 folyadékcső és a kriogén 37 fojtócső eldugulásának megakadályozása érdekében — a hőszigetelő 14 vákuumtérrel körülvett 31 hűtőközegtárolóban a hűtőközeg közlekedő rendszer bemeneténél 38 szűrőszervet alkalmazunk, amelynek előnyösen többrétegű finom fém szitaszövet vagy szinterezett fém (réz, bronz) betétje van. Ha laboratóriumi méréseknél a 35 minta hűtésére szolgáló folyékony 15 hűtőközeg a mérőhely lehetséges elrendezése vagy más méréstechnikai ok — pl. szupravezető szolenoid hűtése folyékony héliummal — miatt a 16 hűtőcella közvetlen környezetéből nem vehető, a folyékony 15 hűtőközeget külön egységet képező 31 hütőközegtárolóból a hőszigetelő 14 vákuummal körülvett 19 töltőcsövön keresztül vezetjük a 16 hűtőcellába. Ha a hűtőberendezést a laboratóriumi méréseknél általános néhány gramm tömegű minta helyett lényegesen — nagyságrenddel vagy nagyságrendekkel — nagyobb tömegű 35 minta hűtésére és hőmérsékletének szabályozására használjuk, a nagyobb hűtőközegfogyasztás miatt a folyékony 15 hűtőközeget külön egységet képező, nagyobb űrtartalmú 31 hűtőközegtárolóból a 39 tűszelepet is magába foglaló, hőszigetelő 14 vákuumtérrel körülvett 19 töltőcsövön keresztül vezetjük a 16 hűtőcellába. A folyékony 15 hűtőközeg közlekedő rendszerében a kriogén 37 fojtócső és a 17 folyadékcső előtt elrendezett 39 tűszelepet mennyiségi szabályozó szervként működtetve a 29 szívásszabályozó megfelelő beállítása mellett a szobahőmérséklet és 150 K közötti — a kriogén 37 fojtócső alapértékétől távol eső — hőmérsékleti tartományban is optimális hűtőközeg felhasz-5 10 15 20 25 30 35 '40 45 50 55 60 65 3
