DE2111779A1

DE2111779A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Helium

Info

Publication number: DE2111779A1
Application number: DE19712111779
Authority: DE
Inventors: Collins Samuel Cornette
Original assignee: Cryogenic Technology Inc
Current assignee: Cryogenic Technology Inc
Priority date: 1970-03-24
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1971-10-14
Also published as: US3792591A; GB1340133A; JPS524517B1

Description

DR. L. WESSELY 911177Q

M υ U ÜH :;:v 19
MONTENSTRASSE 9/1

Cryogenic Technology, Inc., ■ Waldham, Mass., TISA

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Helium

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Verunreinigungen aus Heliumgas und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche zusammen mit einer Heliumtieftemperatur-Eältemaschine/Heliumverflüssiger oder mit einer Quelle für flüssiges Helium automatisch arbeitet. Die Erfindung ist auch bei der Reinigung der leichter kondensierbaren Gase anwendbar.

Bei der Verwendung von gasförmigem Helium zur Kälteerzeugung bei Tieftemperaturen, und zwar unabhängig davon, ob das Helium flüssig ist oder nicht, ist es erforderlich, das gasförmige Helium durch verschiedene Wärmeaustauschersysteme zu führen, die fortschreitend tiefere Temperaturen haben, wobei diese Temperaturen im Bereich einiger Zehntel Grad K liegen können. Dies erfordert, dass das Heliumgas so frei als praktisch möglich von irgendwelchen gasförmigen Verunreinigungen ist. Das Vorhandensein irgendwelcher Verunreinigungen führt sehr rasch durch ein Ausfrieren als Feststoffe bei diesen tiefen Temperaturen zum Verstopfen der Wärme aus'G aus cherkanäle. Dadurch fällt aie Tieftemperaturkärfcema3chine aus. Auch beim Umlauf durch ein gesohlossenes Systβ©"nimmt das Heliumgas diese gasförmigen Verun reinigungen auf, die Kohlendioxyd, Luft (und damit Sauerstoff,

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Stickstoff und Argon), Wasserstoff und Wasserdampf umfassen können. Wenn das Helium aus dem Kryostaten abgezogen wird und zum Kühlen von äusseren Lasten verwendet wird, so kann die Menge dieser Verunreinigungen, die vom Helium aufgenommen werden, ganz erheblich erhöht werden.

Derartige gasförmige "Verunreinigungen v/erden üblicherweise dadurch entfernt, dass das zu reinigende Gas durch ein oder mehrere -kalte Holzkohlenbecken hindurchgeführt wird, oder dadurch, dass die Verunreinigungen in einem Wärmeaustauscher ausgefroren

ψ werden. Wenn die Holzkohle einer derartigen Kohlenfalle frisch ist, werden die gasförmigen Verunreinigungen mit einem verhältnismässig hohen Wirkungsgrad absorbiert. Wenn man lediglich derartige Holzkohlenfallen verwendet, führt dies dazu, dass diese sehr oft erneuert werden müssen. ]?erner existiert kein einfaches, billiges Verfahren zur Prüfung des gereinigten Heliums auf den Gehalt an Verunreinigungen. In der US-Patentschrift 2 895 303 wird eine Vorrichtung beschrieben, mit der eine Helium-Reinigung so durchgeführt v/ird, dass die Verunreinigungen in einem Wärmeaustauschersystem ausgefroren werden. .Obwohl diese Vorrichtung für die Entfernung von gasförmigen — Verunreinigungen zuverlässig ist und mit gutem Wirkungsgrad , arbeitet, wurde gefunden, dass die ITotwendigkeit, ein von aussen zugeführtes, warmes Gas in den Wärmeaustauscher einzuführen, um die kondensierten Verunreinigungen zu verdampfen, einen beträchtlichen Zeitaufwand erforderlich macht. Weiterhin ist es bei der Vorrichtung nach der US-Patentschrift 2 895 303 erforderlich, dass eine Bedienungsperson die Temperaturanzeige eines Heliumgasthermometers überprüft, um die Reinheit des gereinigten Gases zu überwachen, welches abgegeben wird, damit der Zeitpunkt festgestellt werden kann, zu dem die Zuführung von unreinem Helium abgeschaltet werden muss und die kondensierten Verunreinigungen verdampft werden müssen, damit sie entfernt werden. Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Heliumgas, die sich selbst steuern und bei denen es nicht erforderlich ist, von aussen ein warmes Gas ■zuzuführen. Ferner sind das erfindungagemässe Verfahren und

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die Vorrichtung vollständig automatisch.

Es ist ein Hauptziel der Erfinduns, eine verbesserte Vorrichtung für eine Tief terfiperaturkält craaschine oder eine Quelle für flüssiges Helium zu schaffen, mit der gasförmiges Helium gereinigt werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der "beschriebenen Art zu schaffen, die in allen Betriebsstufen •vollständig automatisch arbeitet und mit der eine grössere Heliujmaenge über einen vorgegebenen Zeitraum hin gereinigt werden kann als es bisher möglich war. ferner ist es Ziel der Erfindung, eine solche Vorrichtung zu schaffen, bei der es nicht erforderlich ist, von aus sen ein warmes Gas zuzuführen, wobei bei der erflndungsgemässen Vorrichtung die Verunreinigungen statt in Gasform in Form von Flüssigkeiten abgeführt werden.

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung ist es, ein kontinuierliches, automatisch gesteuertes Verfahren zur Reinigung von Heliumgas zu schaffen«

Die Erfindung "betrifft somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von kondensierbaren gasförmigen Verunreinigungen aus Heliumgas. Das verunreinigte Helium wird durch einen indirekten Wärmeaustausch mit kaltem reinem Helium derart gekühlt, dass die Verunreinigungen kondensieren.~ Die Strömung innerhalb des Reinigungswärmeaustauschers wird automatisch gesteuert, und die Kühlung des unreinen Stromes erfolgt periodisch, wobei die Kühlung während derjenigen Perioden durchgeführt wird, in denen der Wärmeaustauscher eine Semperatxir innerhalb eines vorbestimmten Bereiches im kältesten Abschnitt auf v/eist. Warmes reines Helium wird verwendet, um periodisch die kondensierten Verunreinigungen zu erwärmen und zu entfernen. Das Reinigungssystem ist üblicherweise; in einen Eryo&taten eingebaut, wie er in den HS-Patentschriften 2 453 894 oder 3 250 079 dargestellt und beschrieben wird*

Die Erfindung umfasst die verschiedenen Stufen und die Beziehung einer oder mehrerer solcher Stufen zu jeder anderen, und die Konstruktionsmerkmale der Vorrichtung, die Kombination von

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Elementen und Anordnungen von Teilen.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert v/erden. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Reinigungssystems, welches mit einer Heliumtieftemperatur-Kältemaschine/Heliumverflüssiger verbunden ist,

Pig. 2 die Strömung im System während des Abkühlens,

.Pig. 3 die Strömung im System während der Reinigung und

Pig. 4 die Strömung im System während der Regeneration und der Ableitung der Verunreinigungen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung v/eist einen Reinigungs-Gegenstromwärmeaustauscher auf, in welchem ein Strom von unreinem Helium durch einen ersten Kanal hindurchgeführt wird, um fortschreitend von Zimmertemperatur auf diejenige Temperatur abgekühlt zu v/erden, bei der die flüchtigste Verunreinigung einen vernachlässigbaren Dampfdruck aufweist".- Pur Stickstoff handelt · es sich dabei um eine Temperatur in der Grössenordnung von 3O⁰K und für Wasserstoff um eine Temperatur von etwa 6⁰K. Das Kühlen erfolgt in der ¥eise, dass ein Strom kaltes reines Helium, welches aus einem arbeitenden Heliumverflüssiger oder aus einer arbeitenden Heliumtieftemperaturkältemaschine, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 2 458 894 oder 3 250 079 beschrieben werden, oder aus einem G-efäss stammt, welches gespeichertes, flüssiges Helium.enthält, durch einen zweiten Kanal des Reinigungswärmeaustauschera hindurch geführt wird. Dieser reine Heliumstrom wird ganz erheblich dadurch verstärkt, dass diesem der gereinigte Rest des ursprünglich unreinen Stromes zugeführt wird. Die Strömung" der beiden Ströme durch den Reinigungswärmeaustauscher wird automatisch durch eine Reihe von Druckschaltern gesteuert, die ihrerseits durch Temperaturen und Drucke an bestimmten StrömuiTgbstellen gesteuert werden. Es sind Fallen vorgesehen," um flüssige Verunreinigungen zu sammeln, Sie periodisch aus dew Raliiimin^aWurmeauotauocher abgeführt

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werden. Das in den Figuren der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemässe Reinigungssystem kann, mit einem Kryostaten verbunden v/erden, wie er in den US-Patentschriften 2 458 894 oder 3 250 079 beschrieben ist. Das Hauptwärmeaustauschersystem dieses Kryostaten wird "im allgemeinen mit 10 und das Warmeaust.auschersystem des Eeinigungssystems mit 11 bezeichnet. Diese Wärmeaustauschersysteme "befinden sich zusammen mit bestimmten zugeordneten Bauteilen innerhalb eines isolierten normalerweise evakuierten -Gehäuses· 13, welches strichpunktiert dargestellt ist. Der-Hauptwärmeaustauscher 15 der iieftemperaturkältemaschine ermöglicht es, dass unter hohem Druck eintretendes warmes Heliumgas in einem Kanal 16 in einer Richtung im Gegenstrom zur-Strömung des kalten Heliumniederdruckrüekflusses im Kanal 17 strömt, und zwar im. indirekten Wärmeaustausch mit der Hochdruckströmung. Beispielsweise kann der Wärmeaustauscher 15 aus einer gerippten Rohrleitung bestehen, die in einem Kanal mit kreisförmigem Querschnitt in Windungen gelegt ist. Der Kanal innerhalb des Rohres führt äas Hochdruckhelium, und der Kanal, der um die Rippen herum verlauft, führt das Niederdruckhelium. In bekannter Weise wird aus Hochdruckhelium nach teilweiser Kühlung durch eine kalte Holzkohlenfalle 18 geführt, und zwar mittels einer Leitung 19» und nach Durchgang durch die Falle wird die Heliumströmung in zwei Ströme aufgeteilt. Einer der Ströme wird mittels einer Leitung 20 in die Hochdruckseite des Wärmeaustauschers zurückgeführt, und der andere Strom, der von einer Leitung 21 aufgenommen wird, wird in eine Expansionsmaschine 22 eingeführt, in der dieser Strom durch eine Expansion gekühlt wird. Aus der Expansionsmaschine 22 wird das kalte Helium mit vermindertem Druck in eine Leitung 23 abgegeben, die mit dem Hiederdruckkanal 17 des-Wärmeaustauschers sowie mit einer Leitung 24 in Verbindung steht. Diese Leitung 24 bildet eine erste Verbindung mit dem Reinigungswärmeaustauschersystem

Nach einer weiteren Kühlung wird das Hochdruckhelium wieder über eine Leitung 25 in eine zweite kältere Holzkohlenfalle· 26 abgeleitet, aus der ein Seil über die Leitung 28 in die Hochdruckseite- des Wärmeaustauschers zurückgeführt wird. Der Rest wird

« Λ ft ö / Λ J 4 1 «* 4

über eine Leitung 29 in eine zweite .Expansionsmaschine 30 geführt . Das expandierte und v/eiter gekühlte Gas wird in die Niederdruckseite des Wärmeaustauschers 15 zurückgeführt. Die-Leitungen 32 und 33 stellen eine Verbindung zwischen der Hochdruckseite des Wärmeaustauschers 15 der Tieftemperaturkältemaschine und dem Reinigungswärmeaustausehersystem 11 her. Die Leitung 33 ist mit der Leitung 24 verbunden, um eine einzelne Leitung 34 zu bilden.

Ein Joule-Thomson-Wärmeaustauscher 40 ist an den Wärmeaustau- ^ scher 15 angeschlossen und die Hochdruckleitung 16 mündet in einem Joule-Thomson-Expänsionsventil 41. Das verflüssigte Helium kann aus einem nicht dargestellten Behälter über die Leitung abgezogen werden, wobei die Strömung des flüssigen Heliums mittels eines Schiebers 43 gesteuert wird. In Fig. 1 ist eine Niederdruckhelium-Rückleitung 44 gezeigt. Die Strömung durch diese Leitung v/ird durch einen Schieber 45 gesteuert. Diese Anordnung entspricht der in der US-Patentschrift 3 250 079 dargestellten, in welcher verflüssigtes Helium oder kaltes Heliumgas einer Last' zugeführt und dann in die lieftemperaturkältenaschine zurückgeführt werden kann. Alternativ können aber auch der Joule-Thomson-Wärmeaustauscher und das Joule-l'honson-Expansionsventil 41 fortgelassen werden, uiiä die Leitung 42 kann direkt mit der Hochdruckseite des Wärmeaustauschers 15 verbunden sein. In diesem Pail sind die Leitungen 42 und 44 Förderle itungen, die als Joule-Thomson-Wärmeaustauscher v/irken, wie es in der US-Patentschrift 3 201 947 beschrieben ist. Das Joule-Thomson-Expansionsventil kann dann am Ende der Förderleitung angeordnet sein, damit eine Verflüssigung direkt in einem Vorratsbehälter durchgeführt werden kann.

Das Reinigungswärme aust aus eher syst em 11 v/eist einen Wärmeaustauscher 50 auf, der derart aufgebaut ist, dass zwei Ströinungskanäle 51 und 52 vorgesehen 3ind, mit denen ein indirekter Wärmeaustausch zwischen den Medien erfolgen kann, die durch diese Kanäle hindurchströmen. Der erste Kanal 51 steht mit der Leitung 34 in Verbindung, und diese Leitung steht sowohl mit der

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liederdruckseite 17 des Wäriaeaustauschei^s 15 der Tieftemperaturkältemas chine über die leitung 24 in Verbindiing, wobei eine " Strömung in dieser Leitung mittels eines Schiebers 53 gesteuert wird, als auch mit der Ilochdruckseite 16 des Wärmeaustauschers 15, und zwar über die Leitung 33, in der die Strömung durch den Schieber 54 gesteuert wird. Der'zweite Kanal 52 des V/armeaustauschers. 50 ist über eine Leitung 32, die mittels eines Schiebers 55 gesteuert wird, mit der Hochdruckseite des Yiärmeaustauschers 15 der iiefteniperaturkältemaschine verbunden. Die Ströme in den Leitungen 32 und 34 gehen durch einen Eeinigungsfilter hindurch, der ein auf iOemperatur ansprechendes Element 61 aufweist, wie beispielsweise ein Tvasserst off dampfdruckgefäss, welches mit einem Anzeigegerät 62 verbunden ist., wie beispielsweise einem geeichten Drueknessgerät. Auf diese V/eise wird die !Temperatur der Medien überwacht, die in den Leitungen 32 und 34 strömen.

Die Schieber 53, 54 und 55 sind innerhalb des isolierten Gehäuses 13 angeordnet und "werden mechanisch betätigt. Es handelt sich hierbei um Schieber mit einem verlängerten Schaft. Der Schaft 65 des Schiebers 53 ist n:i"u eines gasbetätigten Arbeitskolben 66 verbunden. Der Schaft 67 cles Schiebers 54 ist mit einem gasbetriebenen Arbeit slcolben 68 verbunden, und der Schaft des Schiebers 55 i'st mit einem gasbexätigten Arbeitskolben 70 verbunden. Eine Gasabgleiclisieituiag 71 verbindet die Arbeitskolben 68 und 70. Die Strömung des Druckgases zur pneumatischen Betätigung der Arbeitskolbeii und damit zur Betätigung der Schieber 53, 54 und 55 wird durch einen Soleiioidschieber 75 gesteuert. Diesem Schieber wird dauernd Hochdruckarbeitsmittel über eine Leitung 76 zugeführt, die mit der Haupthochdruckleitung 77 der lieftemperaturkältemaschine in Verbindung steht. In der Hochdruckabsweigungsleitung 76 ist ferner ein automatisches Drucksteuerventil 78 angeordnet, welches dauernd den Druck begrenzt, der dem Schieber 75.. zugeführt wird. Beispielsweise ist dieser Druck auf etwa 10,5 l:g/cni begrenzt. Die Abzweigungsleitung 80 verbindet den Schieber 75 mit; den Arbeitskolben 66, 63 und 70 und dient dazu, entweder'Gas den Arbeitskolben zuzuführen oder aus diesen abzuleiten. Der Schieber 75 ist ferner über

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eine Leitung 81. mit der Hauptniederdruckleitung 82 der Tieftemperaturkältemaschine verbunden. Ein Kompressor oder mehrere Kompressoren 83 verbinden die Niederdruck- und Hochdruckleitungen 82 und 77 der Tieftemperaturkältemaschine miteinander.

Innerhalb des Reinigungswäremaustauschers 50 ist im kältesten Bereich ein Wasserstoffdampfdruckgefäss 85 angeordnet. Mit diesem Wasserstoff dampf druckgefäss ist ein Druckschalter 86 verbunden und ferner ein Druckschalter 87 und ein Temperaturanzeigegerät 88. Der Druckschalter 86 ist derart aufgebaut, daß er entsprechend einer Funktion der temperatur arbeitet, nieser Schalter ist normalerweise offen und schliesst bei abnehmender Temperatur bei einem vorfc bestimmten Temperaturwert, beispielsweise bei etwa 120⁰K, und öffnet bei zunehmender temperatur bei einem voreingestellten Temperaturwert, beispielsweise bei etwa 130⁰K. Der Druckschalter 87 ist ein Druckdoppelschalter j der mit· dem Gefäss 8-5 verbunden ist, und dieser Schalter kann gemäss einer Funktion der Temperatur arbeiten. 3ei seiner ersten Arbeitsweise ist er normalerweise offen und derart eingestellt, dass sich dieser-bei abnehmender temperatur bei einer ersten eingestellten Temperatur schliesst, beispielsweise bei 29°K, während er in seiner zweiten Arbeitsweise bei der ersten eingestellten Temperatur geschlossen ist und sich bei zunehmender Temperatur bei einer zweiten eingestellten Temperatur von beispielsweise 31⁰K öffnet.

^ Zwei Abführungsleitungen 93 und 94 für Verunreinigungen sind . vorgesehen und führen periodisch die Verunreinigungen als Flüssigkeiten oder Gase aus den Fallen 95 und 96 ab. über die Lei- -■ tung 93 wird flüssige Luft abgeführt, während über die Leitung 94 beim Erwärmen flüssiges Wasser und CO₂ abgeführt werden. Die Flüssigkeitsströmung in den Leitungen 93 und 9^ wird durch Solenoidschieber 97 und 98 gesteuert. Die ^entile 99 und 100 sind als Überströmventile ausgebildet. Die Schieber 97 und 98 werden durch einen Druckschalter 86 und einen Zeitverzögerungsschalter 101 Besteuert und durch einen Druckschalter 1^6 und einen Zeitverzögerungsschalter 101, wie es im folgenden noch erläutert werden soll. Rs ist ersichtlich, dass der Druckschalter 86' den Schieber 7,5.· betätigt. In. den Figuren der Zeichnung.

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werden gestrichelte Linien verwendet, um die Verbindungen zwischen den ."verschiedenen Schaltern und den Schiebern, mit: denen sie verbunden sind, zu zeigen.

Wie sich aus der Beschreibung des Arbeitszyklus, die noch erfolgen soll, ergibt, werden die Strömungsrichtungen in den Kanälen 51 und 52^: des Reinigungswärmeaustauschers 50 automatisch umgekehrt, und die fluiden Medien müssen in einen der beiden alternativen Strömungskkanäle eingeführt werden, und zwar entsprechend ihrer Strömungsrichtung« In dem Fall, in dem reines Helium innerhalb des Kanals 51 des Reinigungswärmeaustauschers 50 strömt, wird diese Strömung entv/eder in die Niederdruckseite der Tieftemperaturkältemaschine eingeführt oder aus der Hochdruckseite abgezogen. Die leitung 105, die mit dem Kanal 51 verbunden ist, in dem reines Helium strömt, weist die Abzweigung 106 auf, die mit der ITiederdruckseite in Verbindung steht, und die Abzweigung 107·, die mit der Hochdruckseite der Tieftemperaturkältemaschine verbunden ist. Die leitung 108 verbindet die leitung 106 und die Hochdruckleitung 77 der Tieftemperaturkältemas chine .Zwischen der Abzweigungsstelle und der Verbindung mit der Leitung 51 des Wärmeaustauschers 50 steht die Leitung 105 in einer indirekten Vlärmeaustauschbe Ziehung mit einer Heizvorrichtung 110. Diese Heizvorrichtung wird von eir.om ^r,.'oTr_ipei*at^sa'rs ehalt er 111 gesteuert, der die Temperatur des Medium j in de^{f^;· Leitung 105 fühlt.

]?ig. 1 zeigt die: Einrichtungen, mit denen die Strömung des fluiden Mediums innerhalb der Tieftemperaturkältemaschine gesteuert wird. Obwohl ein Teil dieser Strömungssteuereinrichtungen nicht direkt mit der erfindungsgemässen Reinigungsvorrichtung verbunden ist, sind diese schematisch dargestellt, damit eine vollständige Beschreibung der Vorrichtung erfolgen kann. Der Solenoidschieber 115,: das Druckanzeigegerät 116, die Steuerschieber 117 und 118, der Heliumbehalter 119, die Leitung 120, die diesen Behälter mit der Zuführung für reines Helium verbindet, und der Steuerschieber 121- sind keine inte-" gralen Bestandteile des Reinißungssystems, jedoch Bestandteile der Siefteinperaturkält.emaachinQ, in die die Reinigungavorrich-

1 D fl β Λ 2 / 1 1 2 1

turig selbst eingebaut ist. Diese Bestandteile bilden die automatische Steuerung für die Nachlieferung an reinem Helium, welches in die Tiefteniperaturkältenaschine eingeführt werden muss, um eine Heliummenge zuzuführen, die derjenigen entspricht, die als flüssiges Helium entnommen wurde oder die auf andere Weise verlorenging.

Es ist zu erkennen, dass die Abzweigungsleitung 106 mit einer Leitung 125 verbunden ist, welche ihrerseits die Nachfüllleitung 120 für reines Helium und die Haupt nie der druckleitung 82 der Tieftemperaturkälxemaschine verbindet. In der Leitung 125 ist ein Solenoidschieber 126 angeordnet, der die Strömung des Nachfüllheliums aus einer nichtdargestellten Quelle für reines Helium zur Tieftemperaturkärfcemasehine steuert. Es handelt sich hierbei um einen handbetätigten Schieber. In der Leitung 125 sind ferner die Ventile 127 und 128 angeordnet. Das Ventil 127 ist ein automatisch betätigtes Gasregelventil, welches den Druck des Mediums in der Niederdruckleitung bestimmt, und das Ventil 128 ist; ein Schutzventil für das Ventil 127. Ein automatisches Strömungsregelventil 129 ist in der Leitung 108 angeordnet, un gewünschte Zusatzgasniengen dem llachfüllregelventil 127 zuzuführen. Ein Begrenzungsventil 130 und ein Rückschlagventil 131 in der Leitung 106 stellen die maximale Strömung in dieser Leixung ein.

Die Strömung in der Abzweigtmgsleitung 107» welche den Kanal des Reinigungsv/ärmeaustauschers mit der Hochdruckleitung der Tieft einperaturkält emas chine verbindet, wird durch einen SoIenoidschieber 133 gesteuert, der seinerseits durch den Drucksehalter 86 geschlossen wird. Ein automatisch gesteuerter Schieber 134 ist in der Leitung 107 angeordnet. Der Zweck dieses Schiebers ist es, die Strömung des Aufheizheliums zu regeln, welches in die Seite für reinss Helium des Wärmeaustauschers über den Schieber 133 eintritt, wenn dieser offen ist.

Das verunreinigte Heliuu, welches gereinigt werden soll, wird in einen Gasbehälter 135 geführt. Von dort wird dieses Helium

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über die leitung 136 mittels eines -Kompressors 137 entnommen und in Gas zylindern 133 gespeichert. Sine Verbindung zwischen den Speicherzylindern 138 für aas unreine Helium und dem Kanal 52 des Seinigungswärmeaustauschers 50 erfolgt über eine Leitimg 139» welche zur Hauptleitung 14O für unreines Helium führt; In dieser Hauptleitung für unreines Helium ist ein Druckanzeigegerät 145 angeordnet, ein Druckschalter 146, ein Solenoidschieber 147 und ein Überströmventil 148,, In der Leitung 139 ist ein automatisches Ströinungsregelventil 150 angeordnet, ein manuell betätigbarer Schieber 151 und ein Solenoidschieber 152, der durch die Druckschalter 86, 87 und 146 "betätigt wird« Von der Leitung 149 zweigt eine Überströmleitung 153 ab, in der ein ■Überströmventil 154 angeordnet ist. Es ist nunmehr möglich, die noch verbleibenden Verbindungen zwischen den einzelnen Bauelementen zu zeigen, ehe ein Betriebszyklus des Seinigungsverfahrens beschrieben wird. Die Solencidscliieber 75 und 133 werden durch die Druckschalter 86 und 146 betätigt. Der Solenoidschieber 152 wird durch die Druckschalter 86, 87 und 146 betätigt und der Solenoidschieber 97 durch den Druckschalter 86 und den Zeitverzögerungsschalter 101. Die Solenoidschieber 98 und 147 werden durch den Druckschalter 146 und den Zeitverzögerungsschalter 101 betätigt.

Bei der folgenden Beschreibung 3ir.es Beti-iebsayklus werden bestimmte Betriehsparaiseter lediglich als Beispiel verwendet. Es sei bemerkt, dass diese Parameter abgeänderi; werden können und dass die Erfindung nicht auf diese Parameter beschränkt ist.

Das Wasserstoffdruekgefäss 85 ist im kältesten Abschnitt des Iteinigungswärmeaustauschers angeordnet, und die Druckänderungen des V/asserstoffs innerhalb des Gefässes mit den Temperaturen, denen das Gefäss ausgesetzt ist,, werden als eines der Hauptmittel zur Sehieterbetätigung und damit-zur 8trömungssteuerung verwendet. Wie bereits dargelegt, sind die Druckschalter 86 und 87 mit diesem Dampfdruckgefass verbunden. Der Druckschalter 86 ist.derart eingestellt, dass sich dieser bei steigenden Temperaturen-: b,ei, etwa Bö°JC öffnet, um-die solenoidbetätigten Schieber 53, 133 und 97 zu erregen und zu ochliessen und um die

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öolenoidbetät igt en Schieber 54 und 55 zu öffnen. Der Druckschalter 87 ist ein Druckdoppelschalter, der in seiner ersten Arbeitsweise derart eingestellt ist, dass sich dieser bei etwa 29⁰K beim hier dargestellten Beispiel schliesst und in seiner zweiten Arbeitsweise bei etwa 31⁰K öffnet, um den Solenoidschieber 152 zu steuern. Der Druckschalter 146, der den Druck in der Hauptleitung 140 für unreines Helium fühlt, ist derart eingestellt, dass die zugeordneten Solenoide der Schieber 98* 147 und 152 erregt werden, um die Schieber 98 und 147 zu öffnen und den Schieber 152 zu schliessen, wenn der Druck in der Le-itung 140 einen Wert von etwa 24,6 kg/cm erreicht hat. Dieser Wert zeigt die Bildung von kondensierten Verunreinigungen im Wärmeaustauscher an und zeigt ferner *ψι, dass die Verunreinigungen entfernt werden müssen. Der Schieber 98 wird durch den Zeitverzögerungsschalter 101 etwa 60 Sekunden nach der Öffnung ' geschlossen, und gleichzeitig wird der Schieber 97 durch die Zeitverzögerungsschaltung 101 gaöffnet. Die Aufgabe des Schiebers 75 ist es, mechanisch die Schieber 53, 54 und 55 über die zugeordneten pneumatischen Arbeitskolben 66, 68 und 70 mechanisch zu öffnen und zu schliessen. Hochdruekhelium aus der Haupthochdruckleitung'der Sieftemperaturkältemaschine wird

dauernd über die Leitung 76 mit einem Druck von etwa 10,5 kg/cm (gesteuert vom Schieber 78) dem Schieber 75 zugeführt, der nor-P malerweise zur Niederdruckleitung 82 hin entlüftet ist. In diesem ITormalbetriebszustand sind die Schieber 54 und 55 geschlossen, und der Schieber 53 ist offen. Der Betrieb des Schiebers v/ird seinerseits durch die Druckschalter 86 und 146 gesteuert. Der Schalter 146 dient dazu, den Schieber 75 zu betätigen, und zwar derart, dass dieser in seinem normalen entlüfteten Betriebszustand verbleibt, in dem die Schieber 54 und 55 geschlossen und der Schieber 53 geöffnet ist. Der Schalter 86 • dient dazu, Hochdruckgas in den Schieber 75 einzuführen, um die Schieber 54 und 55 zu öffnen und um den Schieber .53 zu Dchiiessen.

Zur BeDchreibuiig der Vorrichtung und deo Arbeitszyklus sollen flic Leitungen.·als ernte, zweite ucv. bezeichnet v/erden, und in

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der folgenden Tabelle sind diese Leitungen und deren Bezugszeichen in den'Zeichnungen angegeben, sowie die Schieber und ■Ventile und die Druckschalter, durch die die Strömung in der Leitung gesteuert wird.

Leitung	Zeichnung Bezugs- nummer	■Zeichnung Schieber-öder Ventil-Bezugs- nummer.	Zeichnung Schalter- Bezugs nummer
erst e	33 + 34	54	75 (86 + 146)
zweite	23 + 34	- 53	7.5 (86 + 146)
dritte „	- 32 .-'	55	75 (86 + 146)
■vierte	105 + 106	129+130+131
fünfte	105+ 107	133 + 154	86 + 146
sechste	1.39 + 140	152	86 + 87 + 146
siebente	: 140	; 147	146 + 101
achte	/93 /94	./97+ 99 /98 + 100	Γ 86 + 101 /146 + 101

Bei' der folgenden Beschreibung der Betriebsweise der Vorrichtung und des Verfahrens sei angenommen, dass kaltes Hochdruckheliumgas Ton einer Tieftemperaturkältemaschine zugeführt wird. Es ist jedoch ersichtlich, dass dieses kalte Heliumgas auch aus einer Quelle für flüssiges Helium stammen kann, aus der das kalte Gas verdampft wird.

Der Reinigungsarbeitszyklus beginnt durch ein manuelles Schliessen des Schiebers 126, der die Strömung des reinen Nachfüllheliums in die Tieftemperaturkältemaschine steuert, wenn eine Heliumverflüssigung durchgeführt wird. Das Absperren der Strömung von reinem Heliumgas aus einer Vorratsquelle für reines Helium-.bewirkt, dass ein; ΐeil des kalten Heliums von der Hochdruckseite der !ieftemperaturkältemaschine durch die erste Leitung hindurch und durch den Kanal 51 für reines Helium des BeinigungswärmeaustauBchers 50 strömt * Dadurch wird der Reini-.gang0wärniöaustausoheri:ab:gekühlt, und die Strömung des reinen Hpchdruolcheliuma ist in Fig. 2 durch eine stark auagezo-

gene Linie veranschaulicht. Der Schieber 54 ist offen, und das Ventil 127 dient dazu, den Druck in der Niederdruckleitung 82 der l'ieftemperaturkaltemaschine zu regeln. Wenn das reine . Helium den Re inigungsv/ärme aust aus eher verlässt, wird es über die vierte Leitung der Hie&erdruckleitung 82 der Tieftemperaturkälteiaaschine zugeführt." Der Schieber 55 wird geöffnet, um den Reinigungsfilter 60 zu spülen und um den Kanal 51 des Reinigungswärmeaustauschers mittels .reinem Helium unter Druck zu setzen. Der Schieber 53 ist geschlossen, wie diejenigen Schieber, die die Strömung von unreinem Helium in den Reinigungsk wärmeaustauscher steuern. Der Erhitzer 110 ist eingeschaltet.

Wenn bei diesem dargestellten und beschriebenen Beispiel eines Arbeitszyklus das kalte Ende des Reinigungswärmeaustauschers eine Temperatur von 29°K erreicht, so beginnt der Reinigungszyklus. Bei dieser Temperatur erregt der Druckschalter 87 das Solenoid des Schiebers 152, um diesen zu öffnen, damit verunreinigtes Helium durch die Leitung 139 in die Hauptleitung strömen kann, d.h. über die sechste Leitung und durch den Reinigungswärmeaustauscher 50 hindurch, und zwar im Kanal 52. Die Strömung während der- eigentlichen Reinigung ist in Pig. 3 durch stark ausgezogene Linien veranschaulicht. Wenn das verunreinigte Helium im Kanal 52 kälter und kälter wird, so kondensieren die Verunreinigungen als Flüssigkeiten aiis, die sich dann verfestigen. Das Helium, welches den Rsinigungswärmeaustauscher über die Leitung 32 vex-lässt (dritte Leitung), ist ausreichend rein, um in die Hochdruckseite 16 des Hauptwärmeaustauschers der Tieftemperaturkältemaschine eingeführt zu v/erden, und zwar im wesentlichen auf dem gleichen Temperaturniveau, auf welchem das kalte reine Helium aus dem Reinigungswärmeaustauscher abgezogen wird.

Wenn das verunreinigte Helium weiter durch den Reinigungswärmeaustauscher strömt, so ist dessen thermische Belastung derart, dass der Wärmeaustauscher beginnt, sich zu erwärmen. Wenn, bei diesem Ausführungsbeispiel eines Arbeitszyklus die !Temperatur des Wärmeaustauschers einen Wert von 31⁰K erreicht, was vom Wasserstoffdampfgefäss festgestellt wird, öffnet sich der Druck-

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sehalter 87, der seinerseits* bewirkt, dass der Schieber 152 geschlossen wird. 'Dadurch wird die Strömung des verunreinigten Heliums durch den Re inigungswäriaeaust aus eher abgesperrt. Die ■Strömung ist wiederum diejenige, die in I¹Ig./ 2 veranschaulicht ist, und es beginnt wieder eine Abkühlung, und zwar dadurch, dass kaltes, reines Helium durch den Reinigungswärmeaustauscher 50 hindurchströmt. Sobald die Temperatur'wiederum auf 29⁰K abgefallen ist, öffnet der Druckschalter 87 den Schieber 152, und die Reinigung wird fortgesetzt. Da bei diesem Ausf ühruiißsbe i spie 1 der Re ii-iigungswärmo auat aus eher niemal s · ve run- !•einigtes Helium-aufnehmen kann, wenn er sich auf einer Temperatur oberhalb 5T⁰K befindet, wird die Zuführung von verunrei- · nigtem Helium automatisch eingeschaltet und ausgeschaltet, und die Strömung wechselt zwischen den in Fig. 2 und 3 veranschaulichten Strömungsmustern ab. Der Heizer 110 bleibt während dieser Stufen eingeschaltet.

Während der Reinigungsperioden wird die Abscheidung von Verunreinigungen im Reinigungswärmeaustauscher fortgesetzt.-Der Aufbau von festen Verunreinigungen macht sich durch eine Zunahme des Druckabfalles an Reinigungswärmeaustauscher bemerkbar. Dieser Druck wird vom Druckschalter 146 abgefühlt. Wenn der Gasdruck in der Hauptleitung .14-0 für verunreinigtes Helium einen Wert von etwa 24,6 kg/cm annimmt (oder irgendeinen anderen voreingestellten Wert), schliesst der Druckschalter 146 den Schieber 1-52, und der- Schieber 75 wird abgeschaltet, wodurch die Schieber 54 und 55 geschlossen werden und der Schieber 53 geöffnet wird, und ferner v/erden die Schieber 133, 147 und 98 geöffnet Die Schieber 147 und 98 werden automatisch nach 60 Sekunden* durch die■Zeitverzögerungsschaltung 101 geschlossen. Das Strömungsmuster während der Periode der Erwärmungsregeneration ist dasjenige, welches stark ausgezogen in Pig. 4 veranschaulicht ist. Es ist zu erkennen, dass die StröEiungsrichtungen umgekehrt sind. Warmes, reines Kachdruckhelium strömt durch die fünfte Leitung, durch die reine Heliumseite des Rei.nigungsaustauschers und zur iliederdruGkaeito des Wäri;;c caist aus eher s der Tieftemperaturkältomaschino über !leitungen 34 vcid 24 (zweite Tjeitunc) und

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den Schieber 53. Das erwärmte, restliche verunreinigte Helium im Re inigungswärme austauscher wird ausgespült und in den Gasbehälter 135 geführt, und zwar als Fiederdruckgas über die Leitung 140 (siebte Leitung). Gleichzeitig werden die Verunreinigungen, die in der Falle 95 verflüssigt und gesammelt sind (flüssige Luft) und in der Falle 36 (Wasser), abgelassen. Die Schieber 97 und 98 sind diejenigen, die eine Strömung in den Leitungen 93 und 94 (achte und neunte Leitung) steuern, durch welche diese Verunreinigungen abgelassen werden. Der Schieber wird durch die Zeitverzögerungsschaltung 101 geöffnet und durch _k den Druckschalter 86 (bei 80⁰K) geschlossen. Der Schieber 98 wird durch den Druckschalter 146 geöffnet und durch den Zeit-' verzögerungsschalter 101 geschlossen. Der Druckschalter 86 ist derart eingestellt, dass die Schieber 53* 97 und 133 geschlossen werden, wenn die Temperatur im.Reinigungswärmeaustauscher, einen Wert von 80⁰K bei diesem Ausführungsbeispiel erreicht, wobei die Schieber 54 und 55 durch eine Erregung des Schiebers 75 geöffnet werden. Die Strömung der Verunreinigungen aus den Fallen 95 und 96 ist durch stark ausgezogene Linien in Fig. 4 dargestellt. Es sei bemerkt, dass bei Beendigung dieser Arbeitsstufe, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, der Zyklus wiederum mit der in Fig. 2 dargestellten Abkühlungsstufe beginnen kann.

Wenn eine Quelle für flüssiges Helium anstelle der Tieftemperaturkältemaschine verwendet wird, beispielsweise ein Dewar-Gefäss, welches unter Druck befindliches flüssiges Helium enthält, dann '· stehen die Leitungen 32 und 33 mit dem Innenraum des Vorratsgefässes in Verbindung, und die Leitung 24 steht direkt mit einer Kiederdruckleitung für reines Helium in Verbindung. Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung können auch für die Reinigung der höher siedenden Gase, wie beispielsweise Wasserstoff, Deuterium und Neon, verwendet werden. Im vorstehenden wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf die Reinigung von Helium beschrieben, wobei es sich um ein Gas mit dem niedrigsten Siedepunkt handelt. Hierbei werden nämlich die strengsten Anforderungen an eine derartige Reinigungsvorrichtung gestellt.

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Au-S der vorstehenden Beschreibung der erfindungsgemässen Vorrichtung und des Arbeitszyklus, gemäss welchem diese Vorrichtung arbeitet, ist ersichtlich, dass eine vollständig automatisch arbeitende, zuverlässige und hochwirksame Vorrichtung zur Entfernung von Verunreinigungen aus Helium geschaffen wurde. Das gereinigte Helium kann wieder in einer Tieftemperaturvorrichtung verwendet werden« Eine derartige Vorrichtung kann in eine Tieftemperaturkältemaschine oder einen Kryostaten integriert werden und bietet einen wirtschaftlichen Weg; zur Wiedergewinnung' von wertvollem Heliumgas. '

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Claims

Patentansprüche : Vorrichtung zur Reinigung von gasförmigem Helium, gekennzeichnet durch a) eine erste Quelle für reines, kaltes Hochdruckhelium, b) einen ersten Vorrat an reinem kaltem Hiederdruckhelium, c) eine zweite Quelle für reines Hochdruckhelium·von im wesentlichen Zimmertemperatur, d) einen zweiten Vorrat an reinem Niederdruckhelium"von im wesentliehen Zimmertemperatur, e) eine dritte Quelle für unreinas Hochdruckhelium, f) einen dritten Vorrat an unreinem ITiederdruckhelium, g) einen Reinigungswärmeaustauscher, der einen ersten Strömungskanal für reines Helium aufweist und einen zweiten Heliumströmungskanal, wobei die Kanäle derart angeordnet sind, dass ein indirekter Wärmeaustausch zwischen den Heliumströmen erfolgt, die in diesen Kanälen strömen, h) Einrichtungen, um das reine, kalte Hochdruckhelium aus der ersten Quelle durch den ersten Kanal zum zweiten Vorrat zu leiten und das unreine Hochdruckhelium aus der dritten Quelle durch den zweiten Kanal zur ersten Quelle, und zwar während Perioden, in denen die tiefste temperatur innerhalb des Wärmeaustauschers zwischen vorbestimmten leiaperaturwerten liegt, und so lange, bis eine vor be stimmte Menge von Verunreinigungen im zweiten Kanal kondensiert ist,

1) Einrichtungen, um Hochdruckhelium aus der zweiten Quelle durch den ersten Kanal zum ersten Vorrat zu führen und um erwärmtes Helium aus dem zweiten Kanal in den dritten Vorrat abzugeben, und ........

2) Einrichtungen,¹ um- die kondensierten Verunreinigungen aus *' 'demWä:me austauscher abzuführen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Quelle und der erste Vorrat die Hochdruck- und die Mederdruckseite des Hauptwäi-meaustauschers einer Heliumtieftemperaturkältemaschine sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,' dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Quelle und der zweite Vorrat die Hochdruck- und die.Biederdruckleitungen einer Heliumtiefteraperaturkälternaschine sind. - '.

4. Vorrichtung zur Reinigung von gasförmigem Helium, gekennzeichnet durch

a) eine Quelle für reines, kaltes Hochdruckhelium,

b) einen Vorrat an reinem kaltem Hiederdruckhelium,

c) eine Quelle für reines Hochdrucklielium von im wesentlichen Zimmertemperatur,

d) einen Vorrat an-reinem Hiederdruekhelium von im wesentlichen Zimmertemperatur,

e) eine Quelle für'unreines Hochdruckhelium,

f) einen Vorrat an -unreinem: I7iederdruckhelium,

g) einen Eeiniguiigsv/ärmeaustauscher, der einen ersten Strömungskaiial für reines Helium und einen; zweiten Heliumströmungskanal.' auf v/ei st, wobei diese Kanäle derart angeordnet und ausgebildet sind, dass ein indirekter ¥ärmeaustausch zwischen den Heliumströmen in diesen Kanälen stattfindet,

Ii-) eine Falle für flüssige Verunreinigungen innerhalb des ./"---·'" Reinigungsv/ärmeausuauschers,

i) ein Wasserst of f dampf druckgefäss, v/elches im kältesten

Abschnitt des /aeinigungswäiTaeaustauschers angeordnet ist, 3) erste und zweite durch Druck betätigte Schalter, die mit dem Wasserstoffdampfdruekgefäss verbunden sind und von .

diesem "Drucksignale empfaiigen,
k) eine erste Leitung, welche die Quelle für reines, kaltes Hcchäruckhelrttm mit dem kalten Ende'des ersten Strömungs-

kanals in dem Ίΐς: inigungsvrärne austausch er verbindet, 1) eine awoiüe "Leioun^, v/eicias die Quelle für reines, kaltec

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Hochdruckhelium mit dem kalten Ende des zweiten St römungskanales in dem Reinigungswärmeaustauscher verbindet, m) eine dritte Leitung, welche den Vorrat an reinem, kalten Niederdruckhelium mit dem kalten Ende des ersteh Strömung skanals in dem Reinigungswärmeaustauscher verbindet, n) eine vierte Leitung, die das warme Ende des ersten Strömungskanals in dem Reinigungswärmeaustauscher mit der Quelle für reines Hochdruckhelium, welches sich im we-, sentlichen auf Zimmertemperatur befindet, verbindet, o) eine fünfte Leitung, die das warme Ende des ersten Strömungskanals des Reinigungswärmeaustauschers mit dem Vorrat an reinem ITiederdruckhelium, das sich im wesent-" liehen auf Zimmertemperatur befindet, verbindet,

p) eine sechste Leitung, die das warme Ende des zweiten Strömungskanales im Reinigungswärmeaustauseher mit der Quelle für unreines Hochdruckhelium verbindet, q.) einen dritten durch Druck betätigten Schalter, der der

sechsten Leitung zugeordnet* ist,
r) eine siebte Leitung, die das warme Ende des zweiten Strömungskanals mit dem Vorrat. an unreinem Niederdruckhelium verbindet,

s) eine achte Leitung, die mit den Fallen für flüssige Verunreinigungen in Verbindung steht, t) ZeitverzögerungsSchaltungen und

^ u) Schieber, die jeder der acht Leitungen zugeordnet sind, um die Strömung innerhalb dieser Leitungszweige und durch den Reinigungswärmeaustauscher zu steuern, wobei diese Schieber durch die Druckschalter betätigt werden, damit ■

1) Helium von der Quelle für kaltes, reines Hochdruckhelium durch den Reinigungswärmeaustauscher in den . Vorrat für reines ITiederdruckhelium .strömen kann, das sich im wesentlichen bei Zimmertemperatur befindet, bis der Druck in der sechsten Leitung einen ersten vorbestimmten Wert erreicht, der das Vorhandenoein einer vorbestimmten Menge an kondenoierten Verunroinigun^en in dem zweiten Gtrömungskanal des Rein i; gung β wä r m θ au r; t au s c h e r c an ζ e i gt,

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2) Helium von der Quelle für unreines Hochdruckhelium durch den Reinigungswärmeaustauscher zur Quelle für reines kaltes Hochdruckhelium strömen kann, wobei

•Verunreinigungen durch Kondensation abgeschieden wer-' den, und zwar während derjenigen Zeitperioden der -Heliumströmung (1), in denen die Wärmeaustauschertemperatur, die von, dem Wasserstoffdampfgefäss angefühlt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches : liegt,-

3) Helium aus der Quelle für reines Hochdruckhelium, das sich im wesentlichen auf Zimmertemperatur befindet,

■' durch den Reinigungswärmeaustauscher in den Vorrat an reinem kaltem Niederdruekhelium von der Zeit an strömen kann, zu der der Druck in der sechsten Leitung den vorbestimmten Wert erreicht, und zwar über eine vor-■■-.·. bestimmte Zeitdauer hinweg, die durch die Zeitverzögerungsschaltung gesteuert wird,

4) erwärmtes, unreines Helium aus dem zweiten Kanal im Reinigungswärmeaustauscher zu dem Vorrat von unreinem Niederdruckhelium strömen kann, und zwar während der Zeit der Heliumströmung (3) und

5") verflüsHigte, kondensierte Verunreinigungen aus den Fallen für eine vorbestimmte Zeitdauer abgezogen werden können, die durch die Zeitverzögerungsschaltung gesteuert wird, wobei dann die Heliumströmung(1) - wieder beginnt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle für reines, kaltes Hochdruckhelium die Hochdruck-

.-^SBXte des Hauptwärmeaustauschers einer Heliumtieftemperaturkältemaschine ist und dass der Vorrat für reines, kaltes Niederdruckhelium die Niederdruckseite dieses Hauptwärmeaustausehers ist.. _vi'-^u-: ; : ■ .

6. Vorriohtung nach .Anspructi:;4, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle für reines "Hoahdruakhelium von,-im weise nt lichen Zimmertemperatur ' . die Hochdruckleitung einer Tieftemperaturkältemanchine ist und dass de£ Vorrat an reinem Nieder-■'.,/ TQ98U/1 121

druckhelium von im wesentlichen Zimmertemperatur die Niederdruckseite einer Tieftemperaturkältemaschine ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber in der ersten, zweiten und dritten Leitung

. durch Arbeitskolben betätigt v/erden, die pneumatisch durch Heliumgas betätigt werden, welches aus der Hochdruckleitung •der lieftemperaturkäitemaschine zugeführt wird und in die ITiederdruckleitung .dieser,Maschine abgegeben wird, und dass die Strömung des· Heliums in die Kolben und aus diesen

- heraus durch einen Solenoidschieber gesteuert wird, der durch den ersten und dritten Druckschalter gesteuert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4-, .dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber in der ersten bis fünften Leitung durch den ersten und dritten Druckschalter betätigt werden, dass die Schieber in der sechsten Leitung durch den ersten, zweiten und dritten Druckschalter betätigt werden, dass die Schieber in der siebten Leitung durch den dritten Druckschalter und die Zeitverzögerungsschaltung betätigt werden und dass die Schieber in der achten Leitung durch den ersten Druckschalter, die Zeitverzögerungsschaltung und den dritten*■> Druckschalter betätigt werden.

9. Verfahren zum Reinigen von Helium, dadurch gekennzeichnet, dass

a) ein erster periodisch fliessendqr Strom von Hochdruckhelium,, welches Verunreinigungen enthält, die entfernt werden sollen, durch einen indirekten Wärmeaustausch im Gegenstrom mittels eines zweiten Stromes von kaltem reinem Helium gekühlt wird, wobei der erste Strom derart gesteuert wird, dass der Wärmeaustausch zwischen den Strömen innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches erfolgt,

b) der Wärmeaustausch zwischen diesen "beiden Strömen wie in Stufe (a) fortgesetzt wird, bis der Druckabfall, der im ersten Strom auftritt, auf einen vorbestimmten Wert ansteigt, und zwar durch- die Kondensation der Verun-

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re inigungen¹ "innerhalb des ersten Stromes,

c) die Strömung des ersten Stromes abgesperrt wird, während das restliche Helium im ersten Strom dadurch erwärmt wird, dass ein "indirekter Wärmeaustausch mit warmem reinem Helium stattfindet, das in einer dichtung entgegengesetzt zur -Richtung des zweiten Stromes in der Stufe (a) strömt, wodurch "bewirkt wird, dass das restliche Helium im ersten Strom in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung des ersten Stroms in der Stufe (a) strömt und die Verunreinigungen verflüssigt werden, und

d) die verflüssigten Verunreinigungen für eine vorbestimmte Zeitperiode abgegeben werden, während die kontinuier- ' liehe Strömung des zweiten Stromes wie in Stufe (a) beginnt«

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass der vörbestimmte Temperaturbereich in Stufe (a) zwischen etwa 29⁰K und etwa 51⁰K liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Druckwert in Stufe (b) etwa bei 24,5 kg/cm liegt.

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