189815. lajstromszámú szabadalom • He-3 izotópos kriosztát
1 2 189.815 ve. A 26 sárgarézanyába — amely a 25 szigetelőszekrénybe szilárdan be van zömítve - a 24 sárgarézkijelző felett 27 sárgarézcsavar van becsavarva. A csavar oly módon van rögzítve, hogy közötte és a 24 sárgaréz kijelző között elektromos érintkezés jön létre, amikor az 1 tartályban levő '’He gázhalmazállapotban van. Az 1 tartályon belül a kúpos 2 átmenet felett 28 ütközőpersely van elhelyezve, amely felett a adszorbdós kiroszivattyú van elhelyezve. A krioszivattyú alakos külső felülettel ellátott 31 rézhengerből és perforált 29 réztárcsákból áll, amelyek közé 30 adszorben van elhelyezve. Az alakos külfelületre 32 fűtőelem van tekerve. A 29 réztárcsák a 31 henger belső felületre vannak rászorítva és magasság szerint szabályosan vannak elrendezve. Mindkét szélső 29 réztárcsa belső oldalán rézből levő finom 33 háló van elrendezve. A 30 adszorbens közepén 34 hőmérő van elhelyezve. Rozsdamentes acélból készült 1 mm-es belső átmérőjű és 50 mm-es hosszúságú külső 35 kapilláros (2. ábra) a vákuumkamra 14 peremén van átvezetve és 36 kemény forrasszal oly módon van megforrasztva, hogy felső része körülbelül tíz milliméterrel a 14 perem felett van elhelyezve. A külső 35 kapillárison rozsdamentes acélból álló belső 37 kapilláros van átvezetve, amelynek kisebb átmérője körülbelül 0,5 mm és nagyobb hossza körülbelül 70 mm. A 37 kapilláris felső vége 38 epoxigyantával van eltömve és azon keresztül a lakk- és selyemszigetelésű 18mérővezeték van elvezetve. A külső 35 kapilláris alsó vége 39 lágyforrasszal a 37 kapillárisra van forrasztva. A He-3 izotópos kriosztát következőképpen működik: A berendezés 4He számára kialakított kriosztátba helyezzük és folyékony 4He-mal leöntjük. A 32 fűtőelemet bekapcsoljuk és a 30 adszorbens hőmérsékletét figyeljük. A 31 rézhenger az 1 tartállyal csupán két gyűrű alakú,felületen érintkezik. Ezáltal a 30 adszorbensnek a ’He teljes deszorpciójának biztosítására az optimális hőmérsékletre 40—45 °K) való felmelegítésének során az adszorpciós íaroszivatytyú és a folyékony 4He között a szükséges hőellenállás biztosítva van. A 3He kondenzációja annak 3 °K hőmérsékletre való lehűtésénél, valamint normális nyomás mellett kezdődik. .. Az 1 tartályban zárt ’He gáz legnagyobb része. 1,5 °K hőmérsékletnél kondenzálódik. Ez a hőmérséklet következőképpen érhető el: A 9 rézkádnak a 11 szívó csövön keresztül történő ki szivattyúzása során a 10 fojtóelemen keresztül vákuum alatt 4He folyadék szívódik a 9 rézkádba. A vákuumot a 10 fojtóelem ellenállása határozza meg és az olyan hőmérsékletnek felel meg, amely a hélium normális forráspontja (4,2 °K) alatt van. A 9 rézkád hőmérséklete 13 hőmérővel figyelhető meg. A He zárt térben való kondenzálása következtében az 1 tartálybankeletkező nagy nyomáscsökkenés esetén 23 silfon lefelé-kiterjeszkedik és a 24 sárgarézkijelző a 27 sárgaréz csavartól elválik. A 27 sárgarézcsavar és az 1 tartály közötti elektro-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 mos érintkezés megszakítása a ^He kondenzálásának befejezését jelzi. A kondenzálási folyamat befejezése után a 32 fűtőelemet kikapcsoljuk & a 30 adszorbens 4,2°K-ra gyorsan lehűtjük, főleg a ’He nem kondenzált maradékának révén, amelyet az 1 tartály vékony falazata miatt a folyékony 4He közvetve lehűti. A folyékony '’He számára kialakított 4 rézkádban a hőmérséklet néhány percre 0,3 °K alá csökken (körülbelül 0,25 °Ki|). A folyékony 4He normális hőmérséklete esetén a folyékony ’lie számára kialakított kádban a 0,3 °K alatti hőmérséklet bizonyos ideig fennmarad. Ezt az időtartamot a 4 rézkád felé történő hőátadás és a 4 rézkádban levő ’’He mennyisége határozza meg. A ’lie ismételt kondenzálásának indítására csupán a 32 fűtőelemet kell bekapcsolni. Ily módon a He-3 izotópos kriosztát vezérlését csupán a fűtőelem távbe- és kikapcsolásával biztosítjuk. A He-3 izotópos kriosztát vákuumkamrájában levő vákuumot 17 adszorbens biztosítja, amely a 7 hősugárzásernyő fenékrészén van szabadon felrázva. Szabadalmi igénypontok 1. He-3 izotópos kriosztát, amelynek elektromos fűtőelemmel vezérelt, ’He-gázzal közös zárt térben elhelyezett adszorpciós kiroszivattyúja van, ahol a zárt tér alsó vége közös vákuumkanyában elrendezett ’lle-kondenzátorral és folyékony ■’He számára kialakított káddal van kapcsolatban, azzal jellemezve, hogy tartályban (1) ütköző persely (28) felett alakos külső felületű rézhenger (31) van elrendezve, amelyre elektromos fűtőelem (32) van tekercsleve, míg a rézhengeren (31) belül perforált réztárcsák (29) között adszorbens (30) és hőmérő (34)yan elhelyezve, a tartály (1) alsó része a folyékony •’He számára kialakított káddal (4) van kapcsolatba, amely levehető köpennyel (15) és peremmel (14) kialakított vákuumkamrában van elhelyezve, és a peremen (14) keresztül folyékony 4He-be anérővezetékek (18) vannak vezetve, míg a folyékony ■’He számára kialakított kád (4) és a perem (14) között folyékony ■’He kondenzátor van elhelyezve, amely rézkáddal (9), a rázkádra (9) forrasztott fojtóelemmel (10), valamint csövekkel van ellátva, továbbá a tartály (1) felső része fedéllel (12) van ellátva, továbbá a tartály (1) felső része fedéllel (12) van lezárva, amely szilfonra (23) forrasztott sárgarézkijelzővel (24) és sárgarézanyába (26) csavart sárgarézcsavarral (27) van kapcsolatban, valamint a sárgarézcsavar (27) a fedélhez (12) csatlakozó szigetelőszekrényben (25) szilárdan van rögzítve. 2. Az 1. igénypont szerinti kriosztát, azzal jellemezve, hogy mindegyik mérővezeték (18) a peremen (14) átmenettel van átvezetve, amely két, különböző hosszúságú, koncentrikus kapillárissal (35, 37) van kialakítva, ahol a külső kapilláris (35) rövidebb és a peremre (14) van forrasztva, míg a belső kapilláris (37) a külső kapilláris (35) alsó részéhez van forrasztva és felső részében mérővezeték (18) van rögzítve. 2 db ábra 3
