DE2100585A1 - Vakuumisohertes Gefäß - Google Patents

Vakuumisohertes Gefäß

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DE2100585A1
DE2100585A1 DE19712100585 DE2100585A DE2100585A1 DE 2100585 A1 DE2100585 A1 DE 2100585A1 DE 19712100585 DE19712100585 DE 19712100585 DE 2100585 A DE2100585 A DE 2100585A DE 2100585 A1 DE2100585 A1 DE 2100585A1
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vessel
vacuum
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DE19712100585
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English (en)
Inventor
Simon Barnet Hertford shire Kugler (Großbritannien) A47j 42 60
Original Assignee
The British Oxygen Co Ltd , Lon don
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Publication date
Application filed by The British Oxygen Co Ltd , Lon don filed Critical The British Oxygen Co Ltd , Lon don
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    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J41/00Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars
    • A47J41/02Vacuum-jacket vessels, e.g. vacuum bottles
    • A47J41/022Constructional details of the elements forming vacuum space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00Vessels not under pressure
    • F17C3/02Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/08Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F17C2203/014Suspension means
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Description

»ATE
ing. E. HOLZEB 89 AUGSBURG
:.359
Augsburg, den 31. Dezember 1970
The British. Oxygen Company Limited, Hammersmith House,
London, W. 6, England.
Yakuumisoliertes Gefäß
Die Erfindung betrifft ein vakuumisoliertes Gefäß aus mindestens zwei Teilen aus Kunststoff, mit einer Innenwand und einer diese unter Bildung eines evakuierten Zwischenraumes umgebenden Außenwand, wobei die Innenwand einen vakuumisolierten Innenraum zur Aufnahme des betreffenden Stoffes bildet.
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Ferner betrifft die Erfindung besondere Ausbildungen dieses Gefäßes und die Anwendung desselben als Kryostat für flüssiges Helium oder flüssigen Wasserstoff oder dgl.
Zu den bekannten vakuumisolierten Gefäßen gehören auch jene aus Glas und aus rostfreiem Stahl. Diese beiden Materialien haben bestimmte Nachteile, wenn sie in vakuumisolierten Gefäßen verwendet werden. Vakuumisolierte Gefäße aus Glas sind zerbrechlich und müssen deshalb vorsichtig gehandhabt werden und sind außerdem bruchempfindlich, wenn sie plötzlich Temperaturextremen ausgesetzt werden. Gefäße aus rostfreiem Stahl sind schwer, verhältnismäßig teuer in der Herstellung und weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit auf.
Demgegenüber sind Künststoffe für die Herstellung von vakuumisolierten Gefäßen besonders geeignet. Sie sind leicht und weisen nur eine schlechte Wärmeleitfähigkeit auf, sind jedoch viel stabiler als Glasgefäße. Außerdem können aus Kunststoff bestehende vakuumisolierte Gefäße mit geringen Kosten hergestellt werden.
Bei der Herstellung ergeben sich jedoch Schwierig- ; keiten, wenn man den ganzen Körper eines vakuumisolierten
: - t I
Gefäßes aus Kunststoff einstückig herstellen möchte. Ein- j
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stückige vakuumisolierte Gefäße werden demzufolge aus mehreren Teilen hergestellt, die unter Bildung eines Gefäßkörpers miteinander verbunden werden. Wenn vakuumisolierte Gefäße als Behälter für kalte Flüssigkeiten verwendet werden, werden die zwischen den Gefäßeinzelteilen vorhandenen Verbindungen infolge von Expansionen und Kontraktionen dieser Teile mechanischen Spannungen ausgesetzt, welche zu Beschädigungen dieser Verbindungen ,
führen können. Im einzelnen hat sich gezeigt, daß einige Verbindungen reißen, wenn sie abwechselnd wiederholt Umgebungstemperatur und sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt werden.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei vakuumisolierten Gefäßen der genannten Art die an den Verbindungsstellen ihrer Einzelteile vorhandene Bruchgefahr zu verhindern bzw. zu verringern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Außenwand die vakuumdichte Verbindung bzw. vakuumdichten Verbindungen zwischen den einzelnen Kunststoff teilen jeweils an solchen Stellen aufweist, daß zwischen dieser bzw. diesen Verbindungen und dem Gefäßinnenraum ein langer Wärmeleitweg gebildet ist.
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Gemäß der Erfindung befinden sich also alle Verbindungen weit entfernt vom Gefäßinhalt, so daß die, die genannten Verbindungen beanspruchenden mechanischen Spannungen verkleinert werden.
Unter dem in diesen Unterlagen verwendeten Ausdruck "Kunststoff" ist jedes synthetische oder halbsynthetische Kondensations- oder Polymerisationsprodukt zu verstehen, welches normalerweise durch Anwendung von Wärme und Druck entsprechend formbar ist, ebenso wie unter diesem Ausdruck "Kunststoff" jegliche Materialzusammensetzung zu verstehen ist, welche ein oder mehrere der obengenannten Produktarten enthält und die Eigenschaften aufweist, z.B. Stärke und UndurchläsBigkeit, welche erforderlich sind, um den Einflüssen zu widerstehen, welchen das betreffende vakuumisolierte Gefäß bei seiner Benutzung ausgesetzt ist. Biese auf den Kunststoff einwirkenden Einflüsse sind je nach Verwendungsart des betreffenden vakuumisolierten Gefäßes verschieden, so daß der Kunststoff im Hinblick auf die spätere Verwendung dee betreffenden Gefäßee jeweils entsprechend auszuwählen ist.
Geeignete Kunststoffe für vakuumisolierte Gefäße sind Nylon, Folykarbonatharz, A ze talharz und Akrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer.
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Ein Nachteil vieler Kunststoffe ist, daß sie nicht so stark sind wie Metalle land schlechte Leiter sind sowie "bei Temperaturdifferenzen zur Rißbildung neigen. Jedoch kann Kunststoff durch Einschließen von Fasermaterial, z.B. von Glasfasern, verstärkt werden. Demzufolge sind auch mit Glasfasern verstärkte Polyesterharze . geeignete Materialien für vakuumisolierte Gefäße. Ein "besonders geeigneter Kunststoff mit einer verhältnismäßig a starken Undurchlässigkeit ist mit Glas gefülltes Nylon.
Vorzugsweise "befindet sich die zwischen den einzelnen Teilen vorhandene Verbindung in der Außenwand dort, von wo aus bis in das Gefäßinnere ein langer, über die Außen- und Innenwände führender Wärmeleitweg gebildet ist. Dies kann bei einem zweiteiligen Gefäß dadurch erreicht werden, daß z.B, der eine Teil eine Scheibe ist, welche den Boden der Außenwand bildet, während der andere Teil die gesamte
Innenwand und den. Best der Außenwand bildet. Die genannte * Scheibe kann bei Verwendung als Bodenteil so weit zurückgesetzt angeordnet sein, daß das Gefäß jeweils auf einem durch das betreffende andere Gefäßteil gebildeten Band steht.
Jedea Gefaßteil kann eine spiche For» aufweisen, daß z.B.,durch Scha·laen oder Pressen einer Kunststoffplatte
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hergestellt werden kann. Vorzugsweise wird jedes Teil bzw. Jede Platte im Spritzgußverfahren hergestellt. Bei einer solchen Konstruktion erhält man lediglich eine einzige Verbindungsstelle, welche vom Gefäßinhalt gut isoliert ist.
Die Verbindungen zwischen den einzelnen, das betreffende Gefäß bildenden Teilen können durch bekannte Verfahren hergestellt werden, zu welchen auch die Kleb- und Schweißtechniken gehören. Epoxyharze sind besonders geeignete Klebstoffe, da sie einen inhärenten Widerstand bezüglich Rissen haben, die entweder durch mechanische Erschütterungen oder durch Schrumpfen oder Ausdehnen der von diesem Klebstoff miteinander verbundenen Teile entstehen können. Eine Klebst off verbindung zwischen den einzelnen Gefäßteilen kann dadurch hergestellt werden, daß die miteinander zu verbindenden Flächen gereinigt, aufgerauht und mit Klebstoff versehen werden, worauf dann diese Teile zusammengesetzt werden. Bei Verwendung von Epoxyharz kann das Auehärten bei Umgebungstemperatur oder bei höheren Temperaturen erfolgen. Beim Verschweißen der Gefäßteile kann z.B. ein Heißluftbrenner verwendet werden.
Venn fi|r das betreffende Gefäß !Kunststoffteile ver-
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wendet werden, welche für den betreffenden Zweck nicht ausreichend undurchlässig sind, so können diese Teile mit Metall, z.B. Aluminium, überzogen werden, was z.B. durch Niederschlagen des Metalles mittels Vakuum erfolgen kann. Ein besonders geeignetes Verfahren zum Überziehen von Kunststoffen mit Metall ist das Ankleben von Metallfolien an einer der Flächen des Kunststoffes. Ein geeignetes Kunststoffmaterial erhält man hierbei durch Verwendung von
d mit Glas gefülltem Nylon, auf dessen eine Fläche eine Aluminiumfolie aufgebracht wird. Falls die mit einem überzug versehene Fläche die dem evakuierten Zwischenraum zugewandte Fläche ist, so kann dieses Beschichten zweckmäßigerweise nach dem Herstellen des Gefäßkörpers, jedoch vor dessen Evakuierung vorgenommen werden. Die Metallschicht hat außerdem den Vorteil, daß sie Wärme reflektiert. Abweichend hiervon *t*r\n der Belag bzw. Überzug auch durch Laminieren mit einem anderen Material hergestellt werden. Der Belag kann die Neigung des Kunststoffes, zu entgasen, a d.h. selbst Gas auszuscheiden, zu reduzieren helfen.
Das Gefäß kann zwischen seinen Wänden auch mit Supra-' isolationsmaterial versehen sein. Unter Supraisolationsmaterial sind Mehrfachschichten von reflektierendem Material gemeint, welches mit Abstandselementen versehen ist. Zum
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Beispiel können abwechselnd folgende Schichten von Metallfolie und Nylongeflecht oder Glasmatte verwendet werden, wobei die Metallfolie eine Abschirmung gegen Strahlenwärme und das Nylongeflecht bzw. die Glasmatte eine Isolation gegen Leitungswärme bildet.
Zur Evakuierung des zwischen der Doppelwand vorhandenen Zwischenraumes kann ein Rohr, z.B. ein Bleirohr, verwendet werden, welches in eine z.B. im Boden des Gefäßes gebildete öffnung eingesetzt ist und mit dem Zwischenraum in Verbindung steht. Nach dem Evakuieren des Zwischenraumes wird das Rohr verschlossen und es kann zu seinem Schütze mit einer Kappe versehen werden. Abweichend hiervon kann zur Evakuierung des Zwischenraumes auch ein Ventil verwendet werden, welches ebenfalls durch eine Kappe geschützt sein kann.
Der evakuierte Zwischenraum kann ein "Getter", z.B. Holzkohle, aufweisen, welches in den evakuierten Zwischenraum einfiltrierendes Gas adsorbiert. Das Getter kann in einer Entlüftungskappe enthalten sein, die an der Innenwand des Gefäßes befestigt ist.
Das Gefäß kann einen Verschluß aufweisen, durch welchen Wärmeverluste und eine Verdampfung von kalter
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Flüssigkeit in dem vakuumisolierten Gefäßinnenraum verringert werden. Dieser Verschluß kann ein Stöpsel oder Spund sein, der in die Innenwand des Gefäßes paßt, oder es kann eine Kappe-sein, welche auf die Außenseite der Gefäßaußenwand paßt, öder es kann ein Element sein, von welchem ein leil in das Innere der Innenwand und der betreffende andere Teil auf das Äußere der Außenwand des Gefäßes paßt. Zur "besseren Vakuumisolation kann der Verschluß ein Element sein, welches selbst einen \ evakuierten Zwischenraum aufweist.
Behälter zur Aufnahme von kryogenen Flüssigkeiten, z.B. flüssigem Stickstoff, weisen vorzugsweise einen Hals auf. Jedoch ergeben sich Schwierigkeiten, wenn das oben beschriebene Gefäß so geformt werden soll, daß es einen Hals aufweist. Insbesondere sind bei bekannten Konstruktionen komplizierte und teuere Werkzeuge zur Herstellung der Einzelteile des Gefäßes er- , forderlich.
Gemäß der Erfindung weist ein derartiger vakuumisolierter Behälter ein Gefäß der oben beschriebenen Art und ein weiteres vakuumisoliertes gefäßartiges Gehäuseteil auf, welch letzteres einen Behälterhals bildet und aue^ mindeetens zwei Kunststoffteilen besteht.
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Das gefäßartige, den Behälterhals bildende Gehäuseteil weist im wesentlichen ebenfalls die oben mit Bezug auf das erfindungsgemäße Gefäß beschriebenen Eigenschaften bzw. Vorteile auf.
Das gefäßartige Gehäuseteil kann dauerhaft an dem zur Aufnahme des betreffenden Stoffes dienenden Gefäß befestigt sein, wozu bekannte Verfahren Anwendung finden können, z.B. können Klebstoffe, O-Ringe und Gewinde verwendet werden, welch letztere etwas größer ausgebildet sind, so daß zwischen den einzelnen Gewindegängen Klebstoff als Gewindefüllmaterial vorgesehen werden kann.
Solche Behälter weisen einen vakuumisolierten Innenraum auf, welcher praktisch vollständig durch Vakuum isoliert ist. Außerdem ist ein langer Wärmeleitweg für die Wärmeausbreitung längs der Verbindung zwischen dem Gefäß und dem gefäßartigen Gehäuseteil von Vorteil.
Das gefäßartige Gehäuseteil kann zweiteilig ausgebildet sein, wobei gemäß der Erfindung der eine Teil einen bestimmten Bereich der Außenwand des Gehäuseteils bildet, während der betreffende andere Teil den Rest der Außenwand und die gesamte Innenwand bildet. Vorzugsweise bildet der eine Teil den Großteil der Außenwand oder die
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gesamte Außenwand, während der andere Teil den Rest der Wände bildet. Der den Behälterhals bildende gefäßartige Gehäuseteil kann eine Kappe oder ein anderes Verschlußelement aufweisen.
Gefäße und Behälter nach der Erfindung eignen sich insbesondere zur Aufbewahrung von Tieftemperaturmaterialien, z.B. von verflüssigtem Gas, beispielsweise also flüssigem Stickstoff. Im vakuumisolierten Gefäß- I
innenraum kann sorptives Material als Speichermedium für verflüssigtes Gas untergebracht sein.
Das erfindungsgemäße Gefäß ist billig herzustellen, zur Herstellung sind nur einfache Werkzeuge erforderlich und sein Gewicht ist klein. Außerdem ist es besonders leicht zu transportieren. Durch Verwendung der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Kunststoffe erhält man ein vakuumisoliertes Gefäß bzw. einen vakuumisolierten ±
Behälter nach der Erfindung, welcher mit Bezug auf bekannte Kunststoffbehälter äußerst undurchlässig ist.
Ferner ist gemäß der Erfindung ein Kryostat für flüssiges Helium oder für flüssigen Wasserstoff oder dgl. gegeben, welcher zwei vakuumisolierte Gefäße der
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oben beschriebenen Art aufweist, von welchen das eine mittels eines Tragelementes im vakuumisolierten Innenraum des betreffenden anderen Gefäßes in einer solchen Lage gehalten wird, daß zwischen der Außenwand des inneren Gefäßes und der Innenwand des äußeren Gefäßes ein Zwischenraum gebildet ist, welcher ein Isoliermittel für das im Innenraum des inneren Gefäßes vorhandene flüssige Helium bzw. für den im Innenraum des inneren Gefäßes vorhandenen flüssigen Wasserstoff oder dgl. beinhaltet. Das genannte Isoliermittel ist vorzugsweise kaltverflüssigtes Gas, z.B. flüssiger Stickstoff, oder hat die Form von ßupraisolationsschichten, so daß sich ein besonders wirksames Isolatik>nssystem ergibt.
Die den Kryostat bildenden Gefäße brauchen nicht größeren, durch das Gewicht oder niedrige Temperaturen bedingten mechanischen Spannungen widerstehen zu können, als die oben beschriebene Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gefäßes bzw. Behälters. Demzufolge sollten die Gefäße tief ausgebildet sein, so daß die Verbindung oder die Verbindungen so weit wie möglich vom kalten Behälterinhalt entfernt sind, und das bzw. die für die Konstruktion verwendeten Kunststoffmaterialien sollten bei sehr niedrigen Temperaturen gute zweckentsprechende Eigenschaften aufweisen.
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Das, das innere Gefäß haltende Tragelement kann mit dem Rand des inneren Gefäßes starr verbundene Stäbe aufweisen, d.h. mit jenem Teil der Außenwand des Gefäßes verbundene Stäbe, welcher unmittelbar an die Innenwand angrenzt und auf dem Rand des äußeren Gefäßes ruht. Abweichend hiervon kann das innere Gefäß mit einem solchen Rand versehen sein, daß dieser auf einem ringförmigen Bund ruht, welcher selbst auf dem Rand des äußeren Gefäßes sitzt. Der ringförmige Bund kann mit öffnungen versehen sein, über welche ein Zugang zu der im äußeren Gefäß vorhandenen Flüssigkeit möglich ist und welche außerdem zum Entlüften von Dampf dienen können. Zum Füllen des äußeren Gefäßes kann ein Füllrohr dienen.
Das innere Gefäß kann mit einem Zapfen oder einem ähnlichen, z.B. aus expandiertem Polystyrol bestehenden Element versehen sein. In ähnlicher Weise kann ein im wesentlichen ringförmiger Verschlußkörper zwischen dem |
inneren und dem äußeren Gefäß vorgesehen sein, welcher ein Entlüften gestattet.
Der erfindungsgemäße Kryostat ist ebenso wie für normale Anwendungen insbesondere auch dort geeignet, wo nichtmagnetische Materialien erforderlich sind, z.B.
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also magnetische Materialien die Durchführung von Versuchen stören würden. Dies kann der Fall sein, wenn ein im Kryostat untergebrachtes Gerät mit sich änderndem elektrischem Strom versorgt wird, in welchem Falle in dem magnetischen Material ein Strom induziert würde. Demgemäß ist der erfindungsgemäße Kryostat besonders in Verbindung mit supraleitenden Geräten von Bedeutung, wobei der erfindungsgemäße Kryostat insbesondere als horizontaler Kryostat für Strahlen beeinflussende supraleitende Magnete von Nutzen ist.
Mehrere Ausfürhungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt
einer Ausführungsform eines vakuumisolierten Behälters nach der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Schnittdar
stellung eines Teiles einer weiteren Ausführungsform eines vakuumisolierten Behälters nach der Erfindung,
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Fig. 3 eine schematische Schnittdar
stellung eines !Teiles einer nochmals weiteren Ausführungsform eines vakuumisolierten Behälters nach der Erfindung,
Fig. 4 einen schematischen Axial
schnitt eines erfindungsge- J
mäßen Eryostats,
Fig. 5 eine schematische Draufsicht
auf den in Fig. 4- dargestellten Kryostaten, und
Fig. 6 einen schematischen Axial
schnitt einer nochmals weiteren Ausführungsform eines vakuumisolierten Behälters nach der ™ Erfindung.
Der in Fig. 1 dargestellte vakuumisolierte Behälter nach der Erfindung weist ein doppelwandiges Gefäß 12 mit einem evakuierten Zwischenraum zwischen seinen "beiden Wänden auf. Ferner weist der Behälter ein gefäßartiges, doppelwandiges Gehäuseteil 16 auf, welches einen Behälter-
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hals bildet und zwischen seinen beiden Wänden ebenfalls einen evakuierten Zwischenraum besitzt. Ein einstückiger Wandteil 20 des Gehäuseteiles 16 bildet den Behälterhals, durch welchen eine öffnung 21 hindurchführt, die in einen erweiterten Gehäuseteilabschnitt übergeht, in welchen das Gefäß 12 eingefügt ist. Am Wandteil 20 ist stirnseitig ein ringförmiger Wandteil 22 mittels vakuumdichten Verbindungen 24 und 26 befestigt. Das Gefäß 12 enthält einen einstückigen Wandteil 28, welcher so geformt ist, daß er in das Gehäuseteil 16 paßt und einen vakuumisolierten Innenraum JO bildet. Am einen Ende des Wandteiles 28 ist mittels einer vakuumdichten Verbindung 32 ein Wandteil 34 befestigt, welcher den Boden des Gefäßes 12 bildet. Beide endseitigen Wandteile 22 und 34 sind mit abgedichteten Bleirohren 36 versehen, welche vor ihrem Verschließen zur Evakuierung des Gefäßes 12 und des Gehäuseteiles 16 dienen. Die Bleirohre 36 werden durch Kappen 38 geschützt. Das Gefäß 12 ist innerhalb des Gehäuseteiles 16 mittels einer stromungsmitteldichten Klebeverbindung 4-0 mit diesem Gehäuseteil verbunden. Zur besseren Wirksamkeit des Gefäßes 12 und des Gehäuseteiles 16 sind in den Doppelwänden jeweils Schichten 42 aus supraisolierendem Material untergebracht .
Andere Arten von stromungsmitteldichten Verbindungen
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können ebenfalls zur Verbindung des Gefäßes 12 mit dem Gehäuseteil 16 verwendet werden. Zum Beispiel zeigt !ig. 2, in welcher gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet sind, O-Ringdichtungen 44 und 46, die im Gefäß 12 untergebracht sind, wobei gleichzeitig eine das Gefäß 12 mit dem Gehäuseteil 16 verbindende Klebeverbindung 40 vorgesehen ist.
Eine weitere Ausführungsform einer strömungsmittel- Jj dichten Verbindung 40 ist in Fig. 3 dargestellt, in welcher gleiche bzw. ähnliche Teile wie in Fig. 1 jeweils wiederum mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind. Bei dieser in !"ig. 3 dargestellten Ausführungsform ist das Gefäß 12 mittels eines Grobgewindes 48 mit dem Gehäuseteil 16 verbunden, wobei außerdem wiederum ein Klebstoff eine dauerhafte und strömungsmitteldichte Verbindung 40 zwischen diesen beiden Teilen sicherstellt.
Die Form des in Fig. 6 dargestellten vakuumisolierten Behälters nach der Erfindung entspricht im wesentlichen derjenigen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, wobei in diesen beiden Zeichnungsfiguren gleiche oder ähnliche Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Jedoch besteht bei dieser weiteren Ausführungsform der Erfindung das einen Behälterhals bildende Gehäuse-
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teil 16 aus zwei Wandteilen 50 und 52 aus Kunststoff, von welchen der Wandteil 50 im wesentlichen zylindrische Form hat und die Außenwand des Gehäuseteiles 16 bildet, während der Wandteil 52-in ähnlicher Weise die Innenwand dieses Gehäuseteiles bildet. Die Wandteile 50 und 52 sind an den Verbindungsstellen 52J- und 56 mittels Klebstoff miteinander verbunden. Außerdem ist eine mit dem Boden des Teiles verbundene Entlüfterkappe 58 vorgesehen, welche ein aus aktivierter Holzkohle bestehendes Getter beinhaltet.
Die Kunststoffteile 28, 34, 50 und 52 sind aus mit Glas gefülltem Nylon hergestellt, welches unter dem Warenzeichen "Maranyl A 190" im Handel ist, und die Innenflächen dieser Teile sind mit Aluminiumfolie überzogen. Das Supraisolationsmaterxal 42 besteht aus aufeinanderfolgenden Schichten aus Aluminiumfolie und Glasmatte.
Der erfindungsgemäße Behälter kann wie folgt hergestellt werden:
Die Teile aus Maranyl A 190 werden im Spritzgußverfahren in der entsprechenden !Form hergestellt. An die Innenfläche eines jeden Teiles wird mittels eines geeigneten Klebstoffes Aluminiumfolie angeklebt und das Gefäß 12 wird mit dem Gehäuseteil 16 verbunden, wobei
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an den Verbindungsstellen 32, 54- und 56 als Klebstoff jeweils Epoxyharz verwendet wird. Das Supraisolationsmaterial 42 und die Getterkappe 58 werden angebracht, "bevor die genannten Verbindungen hergestellt werden. Das Gefäß 12 und das Gehäuseteil 16 werden in einem Ofen wärmebehandelt und die Zwischenräume 14 und 18 werden durch Anschließen von Vakuumpumpen an die Bleirohre evakuiert. Nach dem Evakuieren werden in die Bleirohre die Verschlußkappen 38 eingesetzt. Anschließend werden das Gefäß 12 und das Gehäuseteil 16 nach ihrem Abkühlen an der Verbindung 40 unter Verwendung von Epoxyharz als Klebstoff miteinander verbunden.
Der erfindungsgemäße Kryostat enthält ein doppelwandiges äußeres Gefäß 1 mit einem evakuierten Zwischenraum 3 zwischen seinen beiden Wänden und ein doppelwandiges Gefäß 5 mi'fc einem evakuierten Zwischenraum 7 zwischen seinen beiden Wänden.
Die Gefäße 1 und 5 weisen supraisolierende Schichten aus Aluminiumfolie und Glasfasern auf. In ihren evakuierten Zwischenräumen 3 und 7 angeordnete Entlüfterkappen 11 beinhalten jeweils ein Holzkohlen-Getter.
Das innere Gefäß 5 wird von einem Tragelement 13 ge-
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halten, dessen äußerer Abschnitt auf einem Hand des äußeren Gefäßes 1 ruht und dessen innerer Abschnitt an einem vorstehenden Kragen 15 des inneren Gefäßes 5 befestigt ist. Das Tragelement 13 ist mit öffnungen 17 versehen, welche einen Zugang zum Inhalt des äußeren Gefäßes 1 gestatten und zur Entlüftung dienen. Das innere Gefäß 5 ist mit einem Verschlußelement 14 aus geschäumtem Polystyrol versehen und das äußere Gefäß 1 ist mit einem ringförmigen Verschluß el ement 16 ebenfalls aus Polystyrol versehen, welch letzteres unmittelbar neben den öffnungen des Halteelementes 13 liegende öffnungen aufweist.
Sowohl das äußere Gefäß 1 als auch das innere Gefäß 5 besteht jeweils aus zwei Teilen. Der eine Teil des äußeren Gefäßes 1 bildet den Boden, während der andere Teil dieses äußeren Gefäßes den Rest der Außenwand und die gesamte Innenwand bildet. Die beiden Teile sind über eine Klebverbindung 19 miteinander verbunden. Das innere Gefäß 5 besteht aus zwei im wesentlichen becherförmigen Teilen, die an dem überstehenden Kragen 15 mittels einer Klebeverbindung 21 miteinander verbunden sind.
Im Betrieb beinhaltet das äußere Gefäß 1 flüssigen Stickstoff, welcher als Mantel für das innere Gefäß 5 dient, welch letzteres teilweise mit flüssigem Helium gefüllt ist.
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Claims (6)

  1. Patentansprüche:
    \ Vakuumisoliertes Gefäß aus mindestens zwei Teilen aus Kunststoff, mit einer Innenwand und einer diese unter Bildung eines evakuierten Zwischenraumes umgebenden Außenwand, wobei die Innenwand einen vakuumisolierten Innenraum zur Aufnahme des "betreffenden Stoffes bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand die vakuumdichte Verbindung bzw. vakuumdichten Verbindungen (24, 26, 32 bzw. 54, 56» 32) zwischen den einzelnen Kunststoffteilen jeweils an solchen Stellen aufweist, daß zwischen dieser bzw. diesen Verbindungen und dem Gefäßinnenraum ein langer Wärmeleitweg gebildet ist.
  2. 2. Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Wäimeleitvie g über die Außen- und Innenwände verlauft.,
  3. 3. Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Teilen besteht, von welchen eines den Bodenteil der Außenwand und das andere die genannte Innenwand und den Rest der Außenwand bildet.
  4. 4. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch
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    gekennzeichnet, daß der genannte Kunststoff entweder a) Nylon, Polykarbonatharz, Azetalharz oder Akrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer oder b) HyIon, Polykarbonatharz, Akrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer ist, welches mit Fasermaterial verstärkt ist und alternativ oder zusätzlich auf mindestens einer Seite einen metallischen Belag aufweist.
  5. 5. Vakuumisolierter Behälter, gekennzeichnet durch ein Gefäß (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und durch ein weiteres vakuumisoliertes gefäßartiges Gehäuseteil (16), welch letzteres einen Behälterhals "bildet und aus mindestens zwei Kunststoffteilen besteht.
  6. 6. Behälter nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß von der Behälteraußenseite zum vakuumisolierten Behälterinnenraum ein langer, über die Verbindung zwischen dem genannten Gefäß (12) und dem genannten gefäßartigen Gehäuseteil (16) führender Wärmeleitweg gebildet ist.
    7- Kryostat für flüssiges Helium oder flüssigen Wasserstoff oder dgl., gekennzeichnet durch zwei Gefäße (1, 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, von welchen das eine (5) mittels eines Tragelementea (13) iff- vakuum-
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    Z1DÖ58&
    isolierten Innenraum des betreffenden anderen Gefäßes (1) in einer solchen Lage gehalten wird, daß zwischen der
    Außenwand des inneren Gefäßes und der Innenwand des
    äußeren Gefäßes ein Zwischenraum gebildet ist, welcher ein Isoliermittel für das im Innenraum des inneren Gefäßes vorhandene flüssige Helium bzw. für den im Innenraum des inneren Gefäßes vorhandenen flüssigen Wasser-
    stoff oder dgl. beinhaltet. ^
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    Leerseite
DE19712100585 1970-01-09 1971-01-07 Vakuumisohertes Gefäß Pending DE2100585A1 (de)

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GB121670 1970-01-09

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