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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung einer Kryostatenanordnung
während eines Transports, wobei die Kryostatenanordnung
eine supraleitende Magnetspule in einem Heliumtank mit flüssigem
Helium umfasst, der von mindestens einem Strahlungsschild umgeben
ist, wobei die Kühlung innerhalb der Kryostatenanordnung
im stationären Betrieb vollständig ohne flüssigen
Stickstoff mittels eines Refrigerators erfolgt. Die Erfindung betrifft auch
eine Kryostatenanordnung mit einem Außenmantel, einem darin
eingebauten, eine supraleitende Magnetspule enthaltenden Heliumtank
für flüssiges Helium und mit mindestens einem
den Heliumtank umgebenden Strahlungsschild, wobei die Kryostatenanordnung
im stationären Betrieb mittels eines Refrigerators vollständig
ohne flüssigen Stickstoff gekühlt wird.
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Eine
solche Anordnung ist beispielsweise aus
US 7140190 B2 bekannt.
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Supraleitende
Magnete bestehen aus Wicklungen aus supraleitendem Draht, welche
mit flüssigem Helium auf Temperaturen von ca. 4,2 Kelvin
abgekühlt werden. Die wesentliche Aufgabe der Kryostatenanordnung
besteht darin, den supraleitenden Magneten mit flüssigem
Helium auf der vorgesehenen Betriebstemperatur zu halten und dabei
einen möglichst geringen Verbrauch an Kühlmittel
zu erreichen.
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Die
wesentlichen Bauelemente von bekannten Kryostatenanordnungen sind
der Heliumtank, der die supraleitende Magnetspule sowie flüssiges
Helium enthält, der Außenmantel, der einen äußerer
Vakuumbehälter darstellt, sowie ein Halsrohr, das den Heliumtank
mit dem Außenmantel verbinden. Der Heliumtank, ist von
einem Vakuumraum umgeben, der von dem Heliumtank selbst, dem Halsrohr
und dem Außenmantel begrenzt wird.
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Um
den Wärmeeintrag in den Heliumtank und somit in die supraleitende
Magnetspule zu reduzieren, war es früher üblich,
den Heliumtank nicht nur mit Strahlungsschilden, sondern auch mit
einem fest in den Kryostaten eingebauten Stickstofftank, in dem sich
flüssiger Stickstoff befindet, zu umgeben. Derartige Anordnungen
erfordern jedoch häufig Wartungseingriffe, da durch das
Verdampfen des Stickstoffs i. d. R. alle 2 Wochen flüssiger
Stickstoff in den Stickstofftank nachgefüllt werden muss.
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EP 0 468 425 A2 beschreibt
eine Kryostatenanordnung mit einem den Heliumtank umgebenden Stickstofftank,
der mittels eines Refrigerators gekühlt wird. Hierdurch
kann zwar der Stickstoffverbrauch und damit die Anzahl der Wartungseingriffe
reduziert werden, jedoch weisen alle Kryostatenanordnungen mit Stickstofftank
den Nachteil auf, dass die entsprechende Kryostatenanordnung aufgrund
des Stickstofftanks sehr groß ist und entsprechend viel
Platz im Labor benötigt.
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Moderne
Kryostaten von supraleitenden Magneten verwenden daher den Refrigerator
zur direkten Kühlung des Strahlungsschildes. Je nach Ausführung
ist der Refrigerator auch in der Lage das Abdampfen von Helium durch
Rekondensation des Heliumgases im Heliumtank zu verhindern. Eine
solche Kryostatenanordnung ist beispielsweise aus
US 7,140,190 B2 und
http://www.bruker-biospin.com/biospec.html,
http://www.bruker-biospin.com/mri_usr_technology.html bekannt.
Derartige Kryostatenanordnungen, die Refrigeratoren zur direkten
Kühlung von Strahlungsschilden einsetzen, können
vollständig stickstofffrei betrieben werden. Hierdurch
werden zum einen kompakterer Kryostatenanordnungen realisiert, zum
anderen können Wartungskosten eingespart werden, da Wartungseingriffe,
wie das Nachfüllen von Stickstoff und Vakuumtest des Stickstoffbehälters,
nicht mehr notwendig ist.
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Der
Transport solcher Kryostatenanordnungen zu ihre Bestimmungsort erfolgt
bevorzugt im kalten Zustand, da an viele Orten kein fachkundiges Servicepersonal
vor Ort ist und die Kühlzeit einer in einer oben beschriebenen
Kryostatenanordnung angeordneten supraleitenden Magnetanordnung
bis zu 3 Wochen in Anspruch nimmt, in denen fachkundiges Personal
vor Ort zur Verfügung gestellt werden muss.
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Das
Transportieren von Kryostatenanordnungen im kalten Zustand ist jedoch
eine zeitkritische und kostenintensive Angelegenheit. Der Transport per
Luftfracht ist zwar zeitlich weniger problematisch, jedoch sehr
teuer. Der Seetransport ist deutlich günstiger, benötigt
aber sehr viel Zeit. Da der Refrigerator sehr viel elektrische Energie
verbraucht ist es logistisch kaum möglich, diesen während
eines Transports der Kryostatenanordnung zu betreiben: Der Kompressor
des Kaltkopfs benötigt bis zu 15 KW elektrischer Leistung,
welche zum Großteil in Wärme umgewandelt und üblicherweise
durch Wasserkühlung abgeführt werden muss. Der
Wasserkreislauf muss dazu während des Transports an einen
Wasserkühler angeschlossen werden, welcher ca. die gleiche
el. Leistung verbraucht wie der Kompressor. Das gesamte System muss
von einer Kontrolleinheit überwacht werden, welche ebenfalls
elektrische Energie benötigt. Darüber hinaus muss
die große Abwärme aus dem Transportsystem entweichen
können, da sich dieses sonst aufwärmt. All diese
Randbedingungen würden den Transport mit einem laufenden
Refrigerator extrem kompliziert und damit auch teuer machen.
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Ohne
laufenden Refrigerator wird der Strahlungsschild jedoch solange
wärmer bis das abströmende Helium den Strahlungsschild
entsprechend der auf den Strahlungsschild einfallenden Energie kühlt
und sich eine Gleichgewichtstemperatur einstellt. Diese liegt üblicherweise
bei ca. 100–150 Kelvin. Die thermischen Verluste sind dann
erheblich und können bis zu Abdampfraten von 5 Litern LHe(flüssiges
Helium)/Stunde führen. Die Haltezeit (d. h. die Zeit bis
sich kein Helium mehr im Magneten befindet) sinkt auf deutlich unter
einen Monat und macht einen Transport in entlegene Regionen oder per
Schiff praktisch unmöglich, ohne dass der Magnet während
des Transports trocken läuft, d. h. kein flüssiges
Helium mehr im Heliumtank vorhanden ist, und sich aufwärmt.
In diesen Fällen ist nur ein teuer Transport per Luftfracht
möglich.
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Aufgabe
dieser Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, mit
dem der Verbrauch an flüssigen Helium während
des Transports erheblich gesenkt werden kann und somit die mögliche
Transportzeit einer gekühlten supraleitenden Magnetanordnung
verlängert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass während des Transports der Refrigerator abgeschaltet
ist und stattdessen flüssiger Stickstoff aus einem externen
Stickstoffbehälter mittels einer Zuleitung vom Stickstoffbehälter
zur Kryostatenanordnung geleitet und mittels eines thermischen Kontaktelements
in der Kryostatenanordnung in thermischen Kontakt mit dem Strahlungsschild
gebracht wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Strahlungsschild
beim Transport also nicht mittels des Refrigerators gekühlt,
sondern mittels flüssigen Stickstoffs, der jedoch nicht
in der Kryostatenanordnung selbst, sondern außerhalb in
einem oder mehreren externen Stickstoffbehältern aufbewahrt wird.
Hierdurch kann der Strahlungsschild auf Temperaturen von ca. 80
K gehalten werden. Während des Transports wird weder elektrische
Energie noch eine Wasserversorgung benötigt. Statt flüssigem Stickstoff
können auch andere verflüssigte Gase mit einer
Temperatur oberhalb der von flüssigem Helium zum Einsatz
kommen, z. B. Luft oder ein Edelgas. Auf diese Weise kann die Abdampfrate
des Heliums im Heliumtank um den Faktor 1,5–12, vorzugsweise 2,5–12,
verringert werden, ohne dass Abwärme entsteht, aufwändige
Vorkehrungen für den Betrieb eines Refrigerators getroffen
werden müssen oder auf die kompakte Bauweise der im stationären
Betrieb stickstofflos gekühlten Kryostatenanordnungen verzichtet
werden muss.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit eine
kostengünstige und einfache Transportkühlung realisiert
werden, ohne auf die Vorteile einer im stationären Betrieb
stickstofflos gekühlten Kryostatenanordnung (weniger Wartungseingriffe
und andererseits eine kompakte Kryostatenanordnung) zu verzichten.
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Vorzugsweise
wird zu Beginn des Transports eine Zufuhr von flüssigem
Stickstoff zum Kontaktelement eingeleitet und am Ende des Transports
abgeschaltet. Die Stickstoffkühlung des Strahlungsschildes
wird also nur während des Transports durchgeführt.
Die Stickstoffbehälter werden dementsprechend auch nur
während des Transports benötigt und können
nach dem Transport von der Kryostatenanordnung entfernt und zum
Lieferanten zurückgesandt werden. Die Stickstoffbehälter
sind dabei so dimensioniert, dass sie mit dem üblichen
Installationskitt zurückgeschickt werden können.
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Bei
einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird der Refrigerator vor Einleiten der Zufuhr von flüssigem
Stickstoff zum Kontaktelement aus der Kryostatenanordnung entfernt
und nach Abschalten der Stickstoffzufuhr wieder eingebaut.
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Die
erfindungsgemäße Kryostatenanordnung zur Durchführung
des oben beschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass
ein thermisches Kontaktelement vorgesehen ist, von dem zumindest
ein stationärer Abschnitt in permanentem thermischen Kontakt
mit dem Strahlungsschild steht, und dass eine Zuleitung zum Einleiten
von flüssigem Stickstoff von einem außerhalb der
Kryostatenanordnung angeordneten Stickstoffbehälter zum
Kontaktelement vorgesehen ist.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der
Stickstoffbehälter vor Beginn des stationären
Betriebs von der Kryostatenanordnung entfernt werden kann. Die erfindungsgemäße Kryostatenanordnung
unterscheidet sich bezüglich der Ausmaße im stationären
Betrieb somit nicht von bereits bekannten Kryostatenanordnungen.
Darüber hinaus können die Stickstoffbehälter
auf diese Weise bequem nachgefüllt und ev. anderweitig
weiterverwendet werden.
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Bei
dem stationäreren Abschnitt des Kontaktelements kann es
sich um einen in der Kryostatenanordnung integrierten massiven Festkörper
handeln oder auch um einen Hohlkörper, der mit dem Strahlungsschild
kontaktiert ist und in den Stickstoff über die Zuleitung
eingeleitet werden kann.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform ist zumindest ein Teil
der Zuleitung zum Einleiten von flüssigem Stickstoff fest
in der Kryostatenanordnung installiert. Der fest installierte Teil
der Zuleitung kann für den Transport der Kryostatenanordnung
mit einem externen Teil der Zuleitung, der zum Stickstoffbehälter
führt, verbunden werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Zuleitung zum Einleiten von
flüssigem Stickstoff vor Beginn des stationären
Betriebs aus der Kryostatenanordnung entfernt werden kann. Die für
die Transportkühlung notwendige Zuleitung beansprucht somit während
des stationären Betriebs kein Platz innerhalb der Kryostatenanordnung.
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Eine
Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass die
Zuleitung zum Einleiten von flüssigem Stickstoff an dem
stationären Abschnitt des Kontaktelements lösbar
befestigt ist. Eine solche Weiterbildung liegt z. B. dann vor, wenn
der stationäre Abschnitt einen Hohlraum umfasst und die
aus der Kryostatenanordnung entfernbare Zuleitung direkt an den
Hohlraum des stationären Abschnitts angeschlossen wird,
um für die Transportkühlung Stickstoff einzuleiten.
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Alternativ
hierzu ist bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kryostatenanordnung
die Zuleitung zum Einleiten von flüssigem Stickstoff an
einem beweglichen Abschnitt des Kontaktelements befestigt und kann
zusammen mit diesem vor Beginn des stationären Betriebs
aus der Kryostatenanordnung entfernt werden. Bei dem beweglichen
Abschnitt des Kontaktele ments kann es sich, genauso wie bei dem
stationären Abschnitt, um einen mit Stickstoff befüllten
Hohlraum oder um einen massiven Festkörper handeln, der
in thermischem Kontakt mit dem Stickstoff aus dem externen Stickstoffbehälter
steht.
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Besonders
vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Kryostatenanordnung,
wenn ein Halsrohr zur Aufnahme eines Kaltkopfs des Refrigerators
vorgesehen ist, wobei ein Ende des Halsrohrs mit dem Außenmantel
und dessen anderes Ende mit dem Heliumtank verbunden ist, wobei
das Kontaktelement im Halsrohr angeordnet ist, und der stationäre
Abschnitt des Kontaktelements im stationären Betrieb mit
einer Kaltstufe des Kaltkopfes und im Transportbetrieb mit dem über
die Zuleitung transportierten flüssigen Stickstoff thermisch
leitend verbunden ist. Der thermische Kontakt zwischen Strahlungsschild
und Stickstoff wird also im Halsrohr hergestellt, das normalerweise
zur Aufnahme des Kaltkopfs dient. In diesem Fall sind keine zusätzlichen
Modifikationen am Magneten (Kühlrohre etc.) notwendig,
welche im Normalbetrieb zusätzliche Verluste verursachen
würden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kryostatenanordnung umfasst der stationäre Abschnitt des
Kontaktelements mindestens zwei Kontaktflächen, zwischen denen
ein Gasspalt besteht, über den Wärme vom Strahlungsschild
abgeleitet wird. Die beiden Kontaktflächen liegen möglichst
formschlüssig aneinander an, wobei der Gasspalt vorzugsweise
mit Heliumgas gefüllt ist. Hierdurch wird ein sehr guter
thermischer Kontakt hergestellt ohne mechanische Kraft (z. B. durch
Schrauben) aufbringen zu müssen.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass an der Außenseite
des Außenmantels mindestens eine Befestigungsvorrichtung
zur Befestigung mindestens eines Stickstoffbehälters vorgesehen
ist. Der Stickstofftank kann dann an der Außenseite des Außenmantels
lösbar befestigt werden.
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Vorzugsweise
ist der Refrigerator ein Pulsrohrkühler oder ein Gifford-Mc
Mahon-Kühler.
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Vorzugsweise
weist der Kaltkopf des Refrigerators zwei Kaltstufen auf, die auf
unterschiedlichen kryogenen Temperaturen betrieben werden. Die erste
Kaltstufe kann im stationären Betrieb der Kryostatenanordnung
zur Kühlung des Strahlungsschilds verwendet werden, während
mit der zweiten (kälteren) Kaltstufe Helium aus dem Heliumtank
rückverflüssigt werden kann.
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Die
Vorteile der Erfindung kommen besonders gut zur Geltung, wenn die
supraleitende Magnetspule Teil eines MR-Magneten, insbesondere Teil einer
NMR, MRI- oder FTMS-Anordnung ist.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Transportcontainer zum Transportieren
einer erfindungsgemäßen Kryostatenanordnung mit
einem eingebauten Stickstoffbehälter mit flüssigem
Stickstoff und einer Zuleitung, die vom Stickstoffbehälter
zu einer Anschlusseinrichtung zum Anschließen an eine Kryostatenanordnung
führt.
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Um
das Verladen und Befördern des Transportcontainers zu vereinfachen
und zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, wenn der Transportcontainers Normmaße
aufweist, insbesondere nach ISO 668. Die erfindungsgemäße
Kryostatenanordnung kann mittels eines solchen Transportcontainers
mit den verschiedensten Transportmitteln (Seeschiffe, Binnenschiffe,
Eisenbahn, Lkw) befördert und schnell umgeschlagen werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der
Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die
weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder
zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten
und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende
Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften
Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäße Kryostatenanordnung
mit einem externen Stickstofftank, der über ein im Halsrohr
der Kryostatenanordnung angeordnetes Kontaktelement mit dem Strahlungsschild
verbunden ist;
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2a einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Kryostatenanordnung
aus 1 mit befestigtem Stickstoffbehälter
und kontaktiertem beweglichen Abschnitt des Kontaktelements;
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2b einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Kryostatenanordnung
aus 1, bei der der Stickstoffbehälter und
der bewegliche Abschnitts des Kontaktelements entfernt wurden; und
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3 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäße Kryostatenanordnung
mit einer thermischen Kontaktierung außerhalb des Halsrohrs über
einen stationären Zuleitungsabschnitt.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Kryostatenanordnung 1,
die für einen langen Transport mit gekühlter supraleitender
Magnetspule 2 geeignet ist ohne dass die supraleitende
Magnetspule 2 trocken läuft. Die Kryostatenanordnung 1 weist
einen Außenmantel 3 auf, an dessen Außenseite
ein Stickstoffbehälter 4 mittels Befestigungsvorrichtungen
lösbar angebracht ist. Die Befestigungsvorrichtung umfasst
im vorliegenden Beispiel Befestigungsbügel 5 und
weitere am Außenmantel angebrachte Verbindungselemente,
wie z. B. Gewindebohrungen, Bolzen o. ä., mit denen die
Befestigungsbügel 5 vorzugsweise lösbar
am Außenmantel angebracht werden können. Von dem
Stickstoffbehälter 4 kann flüssiger Stickstoff 6 über
eine Zuleitung 7 in das Innere der Kryostatenanordnung 1 geleitet
werden.
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Die
zu kühlende supraleitende Magnetspule 2 befindet
sich in einem Heliumtank 8 mit flüssigem Helium 9,
der von einem Strahlungsschild 10 umgeben ist. Zwischen
dem Strahlungsschild 10 und dem Heliumtank 8,
sowie zwischen dem Strahlungsschild 10 und dem Außenmantel 3 befindet
sich jeweils ein Vakuumraum. Um den Verlust an flüssigem
Helium zu reduzieren, wird bei der erfindungsgemäßen
Kryostatenanordnung 1 eine Wärme leitende Verbindung
zwischen dem flüssigen Stickstoff 6 aus den externen
Stickstoffbehältern 4 und dem Strahlungsschild 10 hergestellt:
Der Strahlungsschild 10 befindet sich dazu mittels eines
flexiblen Ankoppelelements 11c in einem permanenten thermischen
Kontakt mit einem statio nären Abschnitt 11a eines
Kontaktelements, wobei der stationären Abschnitt 11a wiederum
mit einem nicht stationären, beweglichen Abschnitt 11b des
Kontaktelements thermisch leitend verbunden werden kann. Der bewegliche
Abschnitt 11b ist hier als Hohlraum ausgeführt
und mit der Zuleitung 7 derart mechanisch verbunden, dass
der flüssige Stickstoff 6 aus dem externen Stickstoffbehälter 4 in
den Hohlraum des beweglichen Abschnitts 11b des Kontaktelements
gelangen kann.
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Durch
die thermische Kontaktierung des beweglichen Abschnitts 11b und
des stationären Abschnitts 11a wird ein Wärmeübertrag
vom Strahlungsschild 10 zum flüssigen Stickstoff 6 realisiert. Um
einen durch den Wärmeeintrag auf den Stickstoff entstehenden Überdruck
im Stickstoffbehälter 4 zu vermeiden, ist am Stickstoffbehälter 4 ein
Abströmventil 17 vorgesehen. Stattdessen oder
zusätzlich kann auch an der Zuleitung 7 ein Ventil
zum Abströmen des Stickstoffgases angeordnet sein.
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In
der in 1, 2a, 2b, gezeigten Ausführungsform
erfolgt die Stickstoffzufuhr über ein Halsrohr 12,
dessen eines Ende mit dem Außenmantel 3 und dessen
anderes Ende mit dem Heliumtank 8 verbunden ist und somit
einen Zugang zum Heliumtank 8 ermöglicht (1).
Im stationären Betrieb dient das Halsrohr 12 zur
Aufnahme eines Kaltkopfs eines Refrigerators. Dabei ist eine Kaltstufe
des Kaltkopfes mit dem stationären Abschnitt 11a thermisch leitend
verbunden. Während des Transports wird der Refrigerator
ausgebaut. Stattdessen wird die Zuleitung 7 zusammen mit
dem beweglichen Abschnitt 11b des Kontaktelements in das
Halsrohr 12 eingeführt, über die aus
dem externen Stickstoffbehälter 4 flüssiger
Stickstoff 6 zu dem beweglichen Abschnitt 11b geleitet
werden kann. Der stationäre Abschnitt 11a des
Kontaktelements wird in der gezeigten Ausführungsform somit
sowohl während des stationären Betriebs als auch
während des Transports zur Kontaktierung des Strahlungsschilds 10 mit
dem jeweiligen Kühlmedium (Stickstoff 6 bzw. Kaltstufe
des Refrigerators) verwendet.
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In
den 2a und 2b ist
eine Kontaktfläche 13 aus einem Material mit hoher
Wärmeleitfähigkeit, z. B. eine Kupferplatte, dargestellt,
die zur Verbesserung der Wärmeleitung zwischen dem beweglichen
Abschnitt 11b und dem stationären Abschnitt 11a dient
und die Teil des beweglichen Abschnitts 11b ist (in 1 aufgrund
der Auflösung nicht dargestellt). Die thermische Kontaktierung
des bewegliche Abschnitts 11b mit dem stationären
Abschnitt 11a erfolgt entweder durch einen mechanischen
Kontakt der beiden Abschnitte 11a, 11b miteinander
aufgrund einer Krafteinwirkung (z. B. durch Verschraubung) oder über
einen Gasspalt zwischen dem beweglichen Abschnitt 11b und
dem stationären Abschnitt 11a. Die einander zugewandten
Flächen des beweglichen Abschnitts 11b und des
stationären Abschnitts 11a des Kontaktelements
liegen dabei nahezu formschlüssig aneinander an und bilden
den Gasspalt, der mit Heliumgas 15 gefüllt ist
(2a). Die Übertragung mittels Gasspalt
ist vorzuziehen, da dann keine mechanischen Kräfte auf
das Halsrohr einwirken und die De-/Montage wesentlich vereinfacht
wird. In 2b ist der Stickstoffbehälter 4 und die
Zuleitung 7 im ausgebauten Zustand dargestellt. Darüber
hinaus ist eine Deckplatte 18 des Halsrohrs 12 gezeigt.
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3 zeigt
eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kryostatenanordnung 1'. Die Zuführung des flüssigen
Stickstoffs 6 erfolgt hier nicht über ein Halsrohr,
sondern über einen separaten Zugang 16 durch den
Außenmantel 3 zum Strahlungsschild 10.
Auch hier steht der Strahlungsschild 10 über ein
Kontaktelement 11' in thermischen Kontakt mit dem flüssigen
Stickstoff 6 aus dem externen Stickstoffbehälter 4.
Das Kontaktelement 11' der in 3 gezeigten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kryostatenanordnung 1' umfasst jedoch keinen beweglichen
Abschnitt. Vom Kontaktelement 11' erstreckt sich ein fest
in der Kryostatenanordnung 1' installierter stationärer
Zuleitungsabschnitt 7a bis zum Außenmantel 3.
Dieser stationäre Zuleitungsabschnitt 7a kann
mit einem beweglichen Zuleitungsabschnitt 7b verbunden
werden, der wiederum in den externen Stickstoffbehälter 4 führt.
Die Stickstoffzufuhr erfolgt in diesem Fall also teilweise über
den fest in der Kryostatenanordnung 1' installierten Zuleitungsabschnitt 7a,
an den der beweglichen Zuleitungsabschnitt 7b angeflanscht
werden kann. Das Kontaktelement 11' kann punktuell oder über
eine größere Fläche mit dem Strahlungsschild 10 kontaktiert
sein. So kann z. B. ein Teil des stationären Zuleitungsabschnitts 7a direkt
um den Strahlungsschild 10 gewickelt angeordnet sein und
so selbst als Kontaktelement 11' dienen. Bei einer Stickstoffzufuhr über
einen solchen separaten Zugang 16 kann der Stickstoffbehälter 4 unterhalb
des Halsrohrs 12 angebracht werden. Eine Stickstoffzufuhr über
einen stationären Leitungsabschnitt ist jedoch prinzipiell
auch in Zusammenhang mit der Zuleitung über das Halsrohr 12 einer
Kryostatenanordnung 1 denkbar.
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Wie
in 2b gezeigt, können der Stickstoffbehälter 4,
die Zuleitung 7, sowie der bewegliche Abschnitt 11b des
Kontaktelements 11 nach dem Transport aus bzw. von der
Kryostatenanordnung 1 entfernt werden. Selbiges gilt für
den Stickstoffbehälter 4 und den beweglichen Zuleitungsabschnitt 7b bei
der in 3 gezeigten Kryostatenanordnung 1'. Hierdurch
wird eine hohe Flexibilität erreicht, da die Kryostatenanordnung 1, 1' einerseits
im stationären Betrieb eine kompakte Bauweise aufweist,
die durch den Verzicht auf in der Kryostatenanordnung 1, 1' integrierte
Stickstofftanks erreicht wird, und andererseits der Strahlungsschild 10 der
erfindungsgemäße Kryostatenanordnung 1, 1' während
des Transports auf einfache und effektive Weise mittels flüssigen Stickstoffs 6 gekühlt
werden kann, so dass ohne großen Aufwand, Personal- und
Materialeinsatz eine lange Transportzeit realisiert werden kann.
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- 1,
1'
- Kryostatenanordnung
- 2
- Magnetspule
- 3
- Außenmantel
- 4
- externer
Stickstoffbehälter
- 5
- Befestigungsbügel
- 6
- flüssiger
Stickstoff
- 7
- Zuleitung
- 7a
- stationärer
Abschnitt der Zuleitung
- 7b
- beweglicher
Abschnitt der Zuleitung
- 8
- Heliumtank
- 9
- flüssiges
Helium
- 10
- Strahlungsschild
- 11'
- Kontaktelement
- 11a
- stationärer
Abschnitt des thermischen Kontaktelements
- 11b
- beweglicher
Abschnitt des thermischen Kontaktelements
- 11c
- Ankoppelelement
- 12
- Halsrohr
- 13
- Kontaktfläche
- 15
- Heliumgas
- 16
- separater
Zugang
- 17
- Abströmventil
- 18
- Deckplatte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 7140190
B2 [0002, 0007]
- - EP 0468425 A2 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - http://www.bruker-biospin.com/biospec.html [0007]
- - http://www.bruker-biospin.com/mri_usr_technology.html [0007]
- - ISO 668 [0031]