189815. lajstromszámú szabadalom • He-3 izotópos kriosztát
1 2 189.815 A találmány tárgya He-3 izotópos kriosztát, amely kis hómérséklet mellett végezett fizikai kísérletek és munkálatok, valamint erős mágneses mezőben folytatott tevékenységek során alkalmazható. Ismert olyan He-3 izotópos kriosztát, amely adszorpciós szivattyúval van ellátva, amelyet villamos fűtő elem vezérei, és amely ^He-gázzal közös zárt térben van elrendezve. A közös zárt tér alsó része JHe-kondenzátorral és folyékony ’lie számára kialakított káddal van kapcsolatban, amely vákuumkamrában van elhelyezve. Az adszorpciós krioszszivattyú a folyékony '’He számára kialakított káddal Dewar-edény segítségével van elszigetelve, ahol a Dewar-edény az adszorpciós szivattyú köré hegesztett két koncentrikus csövei és szilfónnal van ellátva, és a két cső közötti térben vákuum van kiképezve. Ennek a kriósztátnak az a hátránya, hogy az adszorpciós szivattyú körül Deward-edény van elrendezve, ami miatt a szerkezet és szerelése bonyolulttá válik és a kriosztát átmérője növekszik. Az utóbbinak olyan esetben van lényeges jelentősége, amikor a kriosztátot erős mágneses mezőben alkalmazzák. A találmány feladata, hogy olyan He-3 izotópos kriosztátot hozzunk létre, amellyel extrém alacsony hőmérsékletet állítható elő, és amely kriosztát erős mágneses mezőben végzett tevékenységek folytatására akalmas, és szerkezeti felépítése, kivitelezése és üzembehelyezése egyszerű. A feladat megoldására olyan He-3 izotópos kriosztátot hoztunk létre, amely elektromos fűtőelemmel vezérelt adszorpciós szivattyúval van ellátva, amely héliumgázzal közös térben van elrendezve és,a közös tér alsó része közös vákuumkamrába zárt JHe-kondenzátorral és folyékony '’He számára kialakított káddal végződik. A tartályban továbbá ütköző persely felett alakos külső felületű rézhenger van elrendezve, amelyre elektromos fűtőelem van tekercselve és a rézhengeren belül perforált réztárcsák között adszorbens valamint hőmérő van elhelyezve. A tartály alsó részei folyékony ’He számára kialakított káddal van kapcsolatban, amely kád levehető köpenyből és peremből álló vákuumkamrába van zárva, ahol a folyékony 4He-be mérővezeiékek vannak vezetve. A folyékony ■’He számára kialakított kád és a perem között ’ He -kondenzátor van elrendezve, amely rézkáddal, a rézkádra forrasztott fojtóelemmel, valamint csövekkel van ellátva, és a tartály felső része fedéllel van lezárva. A fedélre szilfonra forrasztott sárgarézkijelző és rézcsavar van szerelve, amely rézanyába van becsavarva és a fedélen elhelyezett szigetelőszekrényben van rögzítve. Mindegyik mérővezeték a pemeren átmenettel van átvezetve, amely átmenet két koncentrikus kapillárissal van ellátva, amelyek rozsdamentes acélból és különböző hosszúsággal vannak kialakítva, ahol a külső kapilláris rövidebb és a belső kapilláris alsó részére van forrasztva és a belső kapilláris felső részében mérővezeték van rögzítve. A találmány szerinti kriosztát előnye, hogy az adszorpciós szivattyú tartalmazó szerkezeti rész mérete kisebb, a berendezés szerelése egyszerűbb és megbízhatósága nagyobb. A találmányt részletesen előnyös kiviteli példa kapcsán rajz segítségével ismertetjük, ahol a rajzon az 1. ábra erős mágnesmezőben folytatott munká-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 65 60 latokhoz, izotópos extrém alacsony kőmérséklet előállítására alkalmas He-3 kriosztátot, míg a 2. ábra vákuumátmenetet ismertet, amelyen a vákuumtérből a folyékony 4He számára kialakított kádba mérővezeték van vezetve.- Az 1. ábra szerinti kriosztát gázhalmazállapotú -íHe számára kialakított 1 tartállyal van ellátva, amely acélból készült vékony cső és alsó része kúpalakú 2 átmenettel végződik. A 2 átmenet rozsdamentes acélból kialakított 3 csövön keresztül folyékony ’He számára kialakított 4 rézkáddal van kapcsolatban. A 4 rézkád fenéklapja menetes hengerben folytatódik, amelyre nem adiabatikus mérések esetén csavarkötés segítségével 5 mintatest és adiabatikus kísérletek elvégzése esetén hőzár van rögzítve. A 4 rézkád fenéklapjára kalibrált (Hiőmérő van ragasztva. A sugárzás,következtében az 5 mintatest felé történő hőátadás csökkentésére a 4 rézkádra rézből kialakított tömítetlen 7 hősugárzó ernyő van rögzítve. A ’He számára kialakított kondenzátor 9 rézkádjára rézből kialakított második 8 hősugárzó ernyő van rögzítve. A 9 rézkád a 3 cső körül a 4 rézkád fölött alkalmas távolságban van szerelve és 10 fojtóelemmel van összekötve. A 1Ö fojtóelem fejsőrésze nyúlik a kriosztátot körüláramló folyékony 4He-ba, míg alsórésze a ’He számára kialakított kondenzátor 9 rézkádjának fenék részét közelíti meg. A rézkád 12 fedéllel 11 szívócső által van összekötve. A ’He számára kialakított kondenzátor 9 rézkádjának fenékrészén kívülről 13 hőmérő van elrendezve. A 4 kád, a 7, 8 hősugárzó ernyőn a 9 rézkád és a 3 cső egy része vákuumkamrába van zárva, amely a 3 csővel összehegesztett 14 peremből és levehető 15 köpenyből van kialakítva, ahol a 15 köpeny és a 14 perem 16 csavarkötéssel egymással össze van kötve. A 15 köpeny peremében csiszolt horony van kiképezve, amelyben légzáró Mailarbói (Lavsan) kialakított tömítés van elhelyezve. A tömítést a 14 perem profilja préseli a horonyba. A 7 hősugárzó ernyő alapjára 17 abszorbens szabadon van ráhelyezve. A krosztát kis hőmérsékletű részéből, amely a vákuumkamrában van elhelyezve, 18 mérővezetékek a kriosztátot körülvevő folyékony 4H-be van elvezetve. A 18 mérővezetékek vákuumátmeneteken keresztül vannak vezetve, amelyek kishőmérséklet esetén is hermetikusan zárnak. A 18 mérővezetékek a kriosztát folyékony 4He-t tartalmazó teréből a 12 fedélen elrendezett 19 kapillárison keresztül vannak elvezetve. A 12 fedélen azon kívül 20 kapilláris van elrendezva, amelyeken keresztül szobahőmérséklet esetén a fűtőelem és az adszorbciós krioszivattyú vezetékei vannak elvezetve. A 12 fedélen továbbá a 9 rézkád kiszivattyúzására szolgáló 11 szívócső, a vákuumkamra előzetes kiszivattyúzására szolgáló 21 cső, a kirosztát kiszivatytyúzására és annak ’He gázzal való egyszeri töltésére szolgáló 22 cső vannak elhelyezve (amelyet akkor forrasztunk meg). A 12 fedél belső oldalára 23 szilfon van hegesztve, amelynek fenékrészéből a 12 fedélen kialakított nyíláson keresztül 24 sárgaréz kijelző nyúlik ki. A 12 fedélben elrendezett szerkezeti elemek teflonból kialakított 25 szigetelő szekrényben vannak elhelyezve, amelyen a 21, 22 csövek á( vannak vezet-2
