DE2130008A1 - Kryogene Kuehlvorrichtung - Google Patents

Description

Case No. HY 80
GB-PA 29475/70
AT 17o Juni 1970

The Hymatic Engineering Company Limited,

Glorer Street, Redditoh, Worcestershire,England

Kryogene Kühlvorrichtung₀

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kryogene Kühlvorrichtung zur Speisung aus einem Vorrat eines bei Raumtemperatur flüssigen Kühlmittels, mit einem Kühlmitteleinlaß, der über ein den Kühlmittelfluß steuerndes Ventil mit einem Ver- f dampferraum verbunden ist₀

Es sind kleine, kompakte und von einer äusseren Versorgung unabhängige kryogene Kühlvorrichtungen bekannt, die keine aussere leistungsquelle benötigen und für die Kühlung kleiner Kälteverbraucher, wie Infrarot-Strahlungsdetektoren, auf sehr tiefe Temperaturen, ZoB. die Temperatur des flüssigen Stickstoffs bestimmt sind. Bei diesen bekannten Kühlvorrichtungen muß als Kühlmittel ein permanentes Gas, z.B. Stickstoff, verwendet werden, dessen kritische Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur liegt, so daß es auch bei noch so starker Verdichtung bei der normalen Raumtemperatur gasförmig bleibt· Λ Im wesentlichen bestanden solche Kühlvorrichtungen aus einem Gasvorrat, der ZoB. Stickstoff in einem Vorratszylinder unter hohem Druck, wie ZoB. 420 kp/em enthält, einem Wärmetauscher und einer Expansionsdüse durch die das im Wärmetauscher vorgekühlte Gas expandiert wird und sich dabei durch den Joule-Thomson-Effekt weiter abkühlt,bis υ schließlich ein Teil des Gases flüssig wird. Das übrige Gas und das Gas, das in Folge der Wärmeabgabe vom zu kühlenden Verbraucher verdampft, strömt durch den Wärmetauscher zurück und kühlt dabei das zuströmende Gas.

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Die einer solchen Kühlvorrichtung abverlangte Kälteleistung ist erheblichen zeitlichen Schwankungen unterworfen und hängt von der Wärmeabgabe des Verbrauchers sowie von den Umgebungsbedingungen ab und ist selbstverständlich während der anfänglichen Abkühlungsperiode grosser als nach Erreichen eines Gleichgewichtszustandes« Eine direkte Temperatursteuerung ist jedoch nicht möglich, da die Temperatur im wesentlichen konstant bleibt, so-lange sich flüssiges und gasförmiges Kühlmittel bei gleichbleibendem Druck im Gleichgewicht befindet»

Aus der DT-OS 2014 502 ist eine sehr klein bauende kryogene Kühlvorrichtung bekannt, die auf dem Prinzip des Joule-Thomson-Effekts arbeitet und bei der die Künlmittelströmung durch einen Temperaturfühler automatisch gesteuert wird, so daß die Temperatur vom Gleichgewicht zwischen der Erwärmung und der Kühlung abhängte Der Wärmefühler wird durch die von der Atmosphäre durch andere Teile der Kühlvorrichtung eindringende Wärme erwärmt und durch das Kühlmittel im Verdampferraum gekühlt ο Kommt der Wärmefühler in Berührung mit flüssigem Kühlmittel, so nimmt die Wärmeabfuhr plötzlich zu, so daß der Wärmefühler praktisch auf die Mengedes Kühlmittels im Verdampferraum anspricht und die Kühlmi"Ct el strömung entsprechend steuert«, Auf diese Weise ist ein sehr sparsamer Kühlmittelverbrauch gewährleistete

Die jdefindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine entsprechend wirtschaftliche Ausnützung des Kühlmittels bei Kühlvorrichtungen möglich ist, die zur Kühlung von Verbrauchern (wie gewissen₉ in jüngerer Zeit entwickelten Infrarot-Strahlungsdetektoren), die keine so tiefen Temperaturen erfordern, bestimmt sind und mit Kühlmitteln» z.B. aliphatischen Ghlorf luor-Kohlenwasserstof f en (3?reon), die bei Raumtemperatur in flüssiger Form speicherbar sind, betrieben werden können_e Bei solchen Kühlvorrichtungen kann auf die Kühlwirkung des

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Joule-'i'homson-Exf elcts verziehtet werden, da die Kühlung durch die Verdampfungswärme des ja schon in flüssiger Form gespeicherten Künlmittels erfolgte

Kühlvorrichtungen der letzten Art einschließlich des zugehörigen KühlmittelVorrats können wesentlich gedrängter aufgebaut werden als die oben als erstes erwähnten Kühlvorrichtungen, da erstens der Druck kleiner und damit der Kühlmittelbehälter schwächer sein können und da eine Kühlmittelmenge vorgegebenen ü-ewiehts in flüssiger Form weniger Raum einnimmt» und aufgrund ihrer latenten Wärme ein höheres Kühlvermögen hat | als in Grasform. Ausserdem ist in manchen Fallen auch der Wärmetauscher überflüssig, so daß die Kühlvorrichtung selbst noch kompakter aufgebaut werden kanne

Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine einfache, kleine, kompakte und das vorhandene Kühlmittel wirtschaftlich ausnutzende Kühlvorrichtung anzugeben.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine kryogene Kühlvorrichtung zur Speisung aus einem Vorrat eines bei Raumtemperatur flüssigen Kühlmittels gelöst, die einen Kühlmitteleinlaß aufweist, der über ein den Kühlmittelfluß steuerndes , Ventil mit einem Verdampferraum verbunden ist, in dem sich ein " Wärmefühler befindet, dessen Temperatur vom Vorhandensein flüssigen Kühlmittels im Verdampferraum abhängt und der eine Anordnung zur Betätigung des Ventils steuert.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Verdampferraum für die Aufnahme einer gewissen Menge flüssigen Kühlmittels ausgebildet und der Wärmefühler ist so angeordnet, daß er mit dem flüssigen Kühlmittel nur dann in Berührung kommt, wenn der Spiegel des flüssigen Kühlmittels eine vorgegebene Höhe übersteigt.

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TJm Kühlmittelverluste zu vermeiden, wird der Verdampferraum normalerweise mit einer Wärmeisolation versehen sein, er kann sich z.B. im kalten Ende einer kleinen Dewar-Flasche befinden«, Der Y/ärmefühler enthält vorzugsweise einen Kolben, in dem sich eine Meßflüssigkeit im G-Ieichgewicht mit ihrem Dampf befindet. Der Kolben ist im Verdampferraum angeordnet und steht mit einem Raum in Verbindung, der weniger gekühlt oder schwächer isoliert ist₀ Der letztgenannte Raum kann sich ZoB. innerhalboder ausserhalb eines Balgens befinden, der beim warmen Ende der Dewar-Flasche oder ausserhalb von dieser angeordnet und zur Betätigung des Ventils mit diesem verbunden ist«,

Im Prinzip kann die Kühlvorrichtung so aufgebaut sein, wie es in der GB-PS 1230079 beschrieben ist·

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden, in deren Figuren I₉ 2 und 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt dargestellt isto

Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung haben eine längliche Form und werden normalerweise mit senkrecht stehender Achse von dem kalten Ende unten betriebene

Die Kühlvorrichtung gemäß Figur 1 enthält einen rohrförmigen Körper 10, der in einer koaxialen äusseren Röhre 12 angeordnet ist, die durch die Innenwand einer Dewar-Flasche 11 gebildet werden kann. Der Zwischenraum zwischen dem oberen Teil des Körpers 10 und der äusseren Röhre 12 ist mit einem geeigneten Packungsmaterial 15 gefüllt, während das untere Ende der äusseren Röhre 12 geschlossen ist₉ so daß sich ein Verdampferraum oder Behälter ergibt, in dem sich flüssiges Kühlmittel ansammeln kann» Auf der äusseren (unteren ) Seite, also am Boden der die Röhre 12 bildenden Innenwand der Dewar-

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Flasche 11 ist ein Kälteverbraucher 16, Z₀B. ein Infrarot-Detektor gebildet oder angebracht.

An das untereEnde des inneren, rohrförmigen Körpers 10 ist ein Verstärkungsring 19 angeschweisst, von dem an einer Stelle ein Wärmefühler 20 parallel zur Achse vorspringt} während von einem diametral gegenüberliegenden Punkt ein Schraubenbolzen 21 zur Befestigung eines Sitzteiles 23 vorsteht₀

Das Sitzteil 23 enthält eine kräftige Scheibe 24, von deren einer Seite ein Ansatz 25»der die Form eines Teiles eines j Kreises hat, vorspringt, von dem aus ein weiterer, kleinerer und kreisförmiger Ansatz 26 noch weiter vorsteht«. Die Scheibe 24 hat ein Loch, das den Gewindebolzen 21 aufnimmt, und ist durch eine Mutter 22 befestigte Der kleine kreisförmige Ansatz

26 reicht koaxial nach oben in das kalte Ende des inneren Körpers, während der Ansatz 25$ der etwa halbkreisförmig sein kann, ebenfalls koaxial zum inneren Körper ist und satt in den Yerstärkungsring 19 paßte Das Sitzteil 23 hat eine koaxiale Bohrung} die von seinem oberen Ende bis zu einer Regelventilöffnung 28 am unteren Ende reicht, ferner weist das Sitzteil eine Querbohrung 29 auf, die in die axiale Bohrung

27 mündet, ein Filter 30 enthält und am äusseren Ende durch

einen Schraubstopfen 31 yerschlossen isto |

In die Querbohrung mündet noch eine weitere Bohrung 32, die mit dem unteren Ende einer Kühlmitteleinlaßröhre 35 dicht Terbunden isto Die Kühlmitteleinlaßröhre führt gerade durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Körper 10 und der Innenwand 12 der Dewar-Flasohe 11 nach oben und steht am oberen Ende mit einer Mittelbohrung 36 des Körpers in Verbindung, der unter Druck stehendes flüssiges Kühlmittel mit normaler Raumtemperatur zugeführt wird.

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Es wird also ein Kühlmittel verwendet, dessen kritische Temperatur oberhalb der normalen Umgebungstemperatur liegt, so daß es bei normaler Raumtemperatur unter Druck in flüssigem Zustand gespeichert werden kann. Hierfür eignet sich eine ganze Reihe von Kühlmitteln, insbesondere halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie OClF,, CHClF₂₉ CClgFg, CCl₂F₅, oder bestimmte Kohlenwasserstoffe wie Athan, Propan und Butan.

Der wirksame Querschnitt der Ventilöffnung 28 wird durch eine Ventilnadel 39 und diese wiederum durch einen Balgen 40 gesteuerte

Der Balgen 40 ist mit seinem unteren Ende am Verstärkungsring 19 befestigt, während sein geschlossenes, bewegliches oberes Ende mit dem oberen Ende einer nach unten führenden Röhre 41 verbunden ist₉ die als Verbindungs— oder Bestätigungsstange bezeichnet werden kann, öie reicht bis unter das Sitzteil 23 und ihr unterer Teil ist auf der Hälfte des Umfangs weggeschnitten, und die verbleibene Hälfte ist mit einem rohrförmigen Ventilträger 42 verbunden und durch diesen verstärkt. Der Ventilträger 42 ist ebenfalls mit Ausnahme von seinen Enden auf der Hälfte seines Umfangs weggeschnittene Das Sitzteil 23 kann dementsprechend von der Seite die offene Hälfte des Ventilträgers 42 hineinreichen und der kleine zylindrische Ansatz 26 des Sitzteils 23 reicht und paßt in das obere Ende des Ventilträgers 42,um dieses zu führen₀ Das untere Ende des Ventilträgers 42 hat ein Innengewinde, in das eine Justierschraube 43 eingeschraubt ist, deren oberer Teil eine axiale Bohrung aufweistj die einen unteren zylindrischen Teil der Ventilnadel 39 lose so aufnimmt, daß der sich verjüngende Teil der V'entilnadel in die Ventilöffnung 28 des Sitzteils 23 hineinreicht«

Es war bereits erwähnt worden, daß der Verstärkungsring 19 im unteren Ende des rohrförmigen Körpers₉ der eine Art Wärmetauscher bilden kann, einen Wärmefühler 20 trägt. Dieser, hat die Form einer Metallröhre, die in ein den Verstärkungsring

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parallel zur Ach.se durchsetzendes Loch, dicht eingesetzt ist, und ein platt gedrücktes unteres Ende aufweist, das eine wärmeleitende Verlängerung "bildet. Der rohrförmige Wärmefühler 20 und der Raum ausserhalb des Balgens 40 innerhalb des rohrförmigen Körpers 10 sind mit einer Flüssigkeit gefüllt, die mit ihrem Dampf im Gleichgewicht steht und aus dem gleichen Material wie das Kühlmittel bestehen kann, aber nicht musso

Im Betrieb der beschriebenen Kühlvorrichtung strömt das sich anfänglich, auf normaler Raumtemperatur befindende flüssige Kühlmittel durch die Einlaßröhre 35 nach unten und tritt durch die öffnung 28 in den Verdampfungsraum im unteren Teil der Dewar-Flasche 11 aus. Der Druck ei es Kühlmittels sinkt dabei stark ab, da der Verdampferraum sich im wesentlichen auf Atmosphärendruck befindet und es rerdampft daher ein Teil des flüssigen Kühlmittels, wodurch die Temperatur des Restes schnell bis auf den Kochpunkt bei Atmosphärendruck abgesenkt wirdo Es sammelt sich dann abgekühltes flüssiges Kühlmittel im unteren Teil der Dewar-Flasche 11 an, wobei der Flüssigkeitsspiegel allmählich steigt und die Verlängerung des Wärmefühlers 20 mehr und mehr in das flüssige Kühlmittel eintaucht. Die Temperatur des Wärmefühlers 20 sinkt dadurch fortlaufend und damit auch der auf die Aussenseite des Balgens 40 einwirkende Druck, der Balgen dehn* sich aus, hebt die Verbindungsstange 40 und bewirkt, daß die Ventilnadel 29 die Ventilöffnung 28 mehr und mehr schließt ₉ wodurch die Kühlmittelströmung drosselt.

Es hat sich gezeigt, daß das Ventil unter gewissen Umständen zu störenden Schwingungen neigt, die ihre Ursache in der Elastizität und Masse der Balgenanordnung haben und durch die aus der Ventilöffnung austretende Strömung angeregt werden. Um solche Schwingungen zu verhindern, kann die Verbindungsstange im wesentlichen mit einem losen, teilchenförmigen Materials wie kleinen Phosphorbronzekugeln oder Wolframkarbidpulver gefüllt sein, wie es aus der DT-OS 20 14536 bekannt iste

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ORiQiNAL INSPECTED

Der Hohlraum in der Verbindungsstange wird möglichst weitgehend gefüllt, um die maximal mögliche Masse einzubringen, die Füllung muß sich jedoch trotzdem noch in sich frei bewegen können. Wenn Schwingungen auftreten, schwingt die teilchenförmige Masse im Inneren der Verbindungsstange mit anderer Phase als letztere und dämpft dadurch die Schwingungen» Für die Dämpfungsanordnung wird ein sonst nicht benötigter Raum ausgenutzt, sie erhöht dadurch die Abmessungen der Fühlvorrichtung nicht.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist für Anwendungen bestimmt, bei denen eine etwas grössere Kühlleistung benötigt wird und daher ein Wärmetauscher angezeigt ist, und ausserdem gegebenenfalls ein noch gedrängterer Aufbau erforderlich ist. Wenn der Wärmetauscher den das Ventil betätigenden Balgen umgibt, ist es praktisch möglich, den Aussendurchmesser des Wärmetauschers und damit den Innendurchmesser der Dewar-Flasche auf etwa 7» 5 mm zu verringern, für manche Anwendungen ist dies jedoch immer noch zu viele

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 gleicht in gewisser Hinsicht dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, dass der Körper 51 einen kleineren Durchmesser als der Körper des Ausführungsbeispieis gemäß Figo 1 hat und daß der Zwischenraum zwischen diesem Körper und der äusseren Röhre 52 durch eine wedeiförmige, gerippte Einlaßröhre 53 eingenommen wird« Ferner ist der Balgen 56 nicht innerhalb des Körpers j sondern bei dessen warmem Ende und koaxial zu diesem angeordnet, wie es aus der DT-OS 20 14 461 bekannt ist. Die gerade Kühlmitteleinlaßröhre der Kühlvorrichtung gemäß Fig. 1$. die rom oberen Ende des Körpers durch den im Querschnitt ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Körper und der Aussenröhre zuT Ventilöffnung führt, ist also durch die zu einer Wendel gewickelte, gerippte Röhre 53 ersetzt, die den Einlaßteil des Wärmetauschers bildet. Der Zwischenraum zwischen dem inneren Körper 51 und der äusseren Röhre 52 bildet den Abströmungs- oder Auslaßteil des Wärmetauschers, durch den das Gas an den

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OftfQtNAL JNSPECTEB

Rippen vorbei abströmt und das 25ustromen.de, unter hohem Druck stellende Kühlmittel in der den Einlaßteil bildenden wendeiförmigen Röhre kühlt» Die Anordnung des Ventils 61 ist ähnlich wie beim ersten AusfuJarungsbeispiel mit der Ausnahme, daß der >erstärkungsring fehlt und der im Querschnitt die form eines Teiles eines Kreises aufweisende Ansatz 63 desSitzteiles 62 direkt hin das Ende des inneren rohrförmigen Körpers 52 des Wärmetauschers geschweißt ist.

Durch den Wärmetauscher erstreckt sich in seiner ganzen Länge eine Verbindungsstange 57? die mit dem geschlossenen oberen Ende eines Balgens 56 verbunden ist, der einen wesentlich grösseren Aussendurchmesser als der Wärmetauscher hat. Das untere Ende des Balgens 56 ist mit einem Verstärkungsflansch 58 verbunden, welcher seinerseits am oberen Ende des rohrförmigen Körpers 51 des Wärmetauschers befestigt ist₉ Der Flansch 58 trägt ausserdem eine den Balgen enthaltende Kammer 59· Das obere Ende 54 der gewendelten Röhre 53 des Wärmetauschers erstreckt sich längs der Aussenseite der Balgenkammer 59 in einen über ihr befindlichen Körper 55,an dem ein Behälter für ein unter Druck stehendes und bei normaler Umgebungstemperatur flüssiges Kühlmittel anschließbar ist. Zwischen dem inneren rohrförmigen Körper 51 des Wärmetauschers und der Verbindungsstange 57 verläuft über die ganze Lange des Wärmetauschers eine Wärmefühlerröhre 68, die einen wurstförmigen, gekrümmten Querschnitt haben kann_B um in den Zwischenraum zu passen. Am oberen Ende geht die Wärmetauscherröhre 68 durch den Plansch 58 und mündet in dem den Balgen 56 umgebenden Raum.

Die Verbindungsstange 57 trägt eine Kammer 74t ι sich teilohenförmiges Material 75 befindet, das zur Dämpfung

von etwaigen Schwingungen des Ventils dient.

Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat der Ventilträger eine der Wärmefühlerröhre diametral abgewandte öffnung,

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-■JUSO dass letztere von dem aus der Ventilöffnung austretenden Kühlmittel nicht direkt getroffen werden kann. (xewünschtenf alls kann das Ventil auch von einer trichterförmigen Abschirmung umgeben sein, die einen grösseren zylindrischen Teil aufweist, der das Ventil umgibt, und die sich nach unten für einen kleineren zylinderförmigen Teil verjüngt, durch die Flüssigkeit zum Boden der Jlüssigkeits- oder Kühlkammer abströmen kann. Dabei kann dann die Wärmefühlerröhre nach inrem Austreten aus dem Wärmetauscher von der Achse weg und hinter der üxpansionsdüse wieder zur Achse hin gebogen sein, damit der untere Teil der Abschirmung in einem unteren Teil kleineren Durchmessers des umgebenden Gefässes paßt.

Die mit einem Nadelventil arbeitenden Kühlvorrichtungen gemäß Figur 1 und 2 wurden in erster Linie für einen Betrieb mit einem Kühlmittel, wie Luft oder Stickstoff, entwickelt, das bei Räumtemeperatur nicht verflüssigbar ist« Y/enn ein bei Raumtemperatur verflüssiger es Kühlmittel verwendet wird, ist für eine vorgegebene Kühlleistung ein wesentlich geringerer Durchsatz als bei Verwendung eines permanenten Gases als Kühlmittel erforderlich und in manchen Fällen ist die bei Verwendung von luft oder Stickstoff tragbare Undichtigkeit eines Nadelventils für ein solches Kühlmittel nicht mehr tragbar» Dieser Nachteil wird bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 vermieden, die ein sehr dicht schliessendes Ventil enthält.

Die Kühlvorrichtung gemäß Figo 3 enthält einen ausseren Körper 80, in dessen unterem, kegelstumpfförmigen Teil ein Ventilkörper 81 montiert ist. Der Ventilkörper hat einen zylindrischen Hohlraum, der von zwei zylindrischen Blöcken 82 und 83 aus einem*federnden elastomeren Material, wie Polytetrafluorethylen eingenommen wird. Die zylindrischen Blöcke 82 und 83 haben jeweils eine koaxiale Bohrung und werden durch einen in das obere Ende des Ventilkörpers eingebohraubten Schraubstop,-fen 84 in ihrer Lage gehalten. Im Ventilkörper 81 ist ferner ein ringförmiger Verteiler 85 gebildet, in dem eine Einlaßröhre

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54 ähnlich, wie die in Figo 1, mündete" Vom Verteiler 85 führen mehrere radiale Kanäle 86 nach innen zu einer eine ringförmige Kammer 87 "bildenden Erweiterung der Bohrung im unteren Blook 82c Durch die Bohrung in den Blöcken 82 und 83 führt eine genau in sie passende Ventilstange 88 koaxial nach unten. Die Ventilstange führt auch durch die Kammer 87 und hat eine Abflachung 89» deren Ende eine schräge Fläche 90 bildet. In der dargestellten geöffneten Stellung des Ventils reicht die Abflachung von der Kammer 87 "bis zu einem Punkt unterhalb der Unterseite des unteren Blocks 82, so daß ein Kanal vorhanden ist, durch den das Kühlmittel aus der Kammer 87 durch einen ringförmigen Zwischenraum 91 im Boden des Ventilkörpers in den darunter be- j findlichen Raum ausströmen kann. Wenn andererseits die Ventilstange 88 nach oben bewegt wird, so daß die schräge Fläche 90 der Abflachung allmählich in den Block 82 eintritt, wird die Strömung zunehmend gedrosselt und schließlich ganz gesperrt, wenn das zylindrische untere Ende der Ventilstange in den Block 82 eintritt«

Die Anordnung zur Betätigung des Ventils entspricht im Prinzip denen gemäß Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß der Dampf des Wärmefühlers im vorliegenden Falle in das Innere des Balgens eingeleitet wirdo

Der Wärmefühler 92 ist hierfür über Kanäle 93 im Ventil- | körper und eine Röhre 94 sowie eine Mittelbohrung 95 mit dem Inneren des Balgens 96 verbunden, dessen oberes Ende am oberen Körper 55 befestigt ist_e Das untere Ende des Balgens ist mit einem sattelförmigen Teil 97 verbunden, das einen Bolzen 98 aufweist, der die Ventilstange 88 trägt. Das sattelförmige Teil 97 wird durch eine Schraubenfeder 99 nach oben gedrückt.

Wenn der Wärmefühler durch Berührung mit flüssigem Kühlmittel gekühlt wird, sinkt der Druck im Balgen und das sattelförmige Teil 97 wird durch die Feder 99 gehoben und dabei j bewegt sich die Ventilstange 88 nach, oben und drosselt oder ι unterbricht die Kühlmittelströmung in der bereits erwähnten Weise.

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ORfQlNAL

Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 kann ähnlich wie die gemäß Figo 2 in einer Dewar-Flasehe angeordnet werden oder sie kann, wie dargestellt, mit einem Polyurethanschaumblock 99 versehen sein, der mit dem äusseren Körper 98 einen als Abströmkanal dienenden Zwischenraum "bilden. Der Block 90 hat eine Mittel "bohrung, deren unterer Teil einen Verbraucher, ZoB. einen Infrarot-Detektor 101 enthält, während der mittlere Teil einen Verdampfungsraum 100 bildet, in den der Wärmefühler 92 reichte

Die Anordnung gemäß Fig. 3 enthält wie die Anordnung gemäß Fig. 1 keinen Wärmetauscher₀ Die Frage, ob ein Wärmetauscher zweckmässig ist oder nicht, hängt von der jeweiligen Anwendung ab.

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Claims (1)

1. Ansprücheo

   Kryogene Kühlvorrichtung zur Speisung aus einem Vorrat eines bei Raumtemperatur flüssigen Kühlmittels, mit einem Külumitteleinlaß, der über ein den Kühlmittelfluß steuerndes Ventil mit einem Verdampferraum verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Verdampferraum (100) ein Wärmefühler (20,68,92) angeordnet ist, dessen Temperatur vom Vorhandensein flüssigen Kühlmittels im Verdampferraum abhängt, und daß der Wärmefühler eine Anordnung (40,56,96) zur Betätigung des Ventils (28,39; 61;82,87₉88,89,90) steuert.

   2ο Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferraum zur Aufnahme einer gewissen Menge flüssigen Kühlmittels ausgebildet ist und daß der Wärmefühler so angeordnet ist, daß er nur dann in Berührung mit dem flüssigen Kühlmittel kommt, wenn der Spiegel des Künlmittels eine gewisse Höhe überschreitete

   3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferraum mit einer Wärmeisolierung (11,99) versehen ist.

   4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolation aus dem kalten Ende einer kleinen Dewar-i'lasche besteht.

   5_β Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefühler einen Kolben enthält, in der sich eine Flüssigkeit im Gleichgewicht mit ihrem Dampf befindet, und daß der Kolben im Verdampferraum angeordnet ist und mit einem Raum in Verbindung steht, der weniger wirksam gekühlt oder isoliert ist.

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   -H-

   6o Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net , daß der letztgenannte Raum sich innerhalb oder ausserhalb eines Balgens (40,56,96) befindet, der beimwarmen Ende der Dewar-Flasche angeordnet und zur Betätigung des Ventils mit diesem gekoppelt ist«,

   7ο Kühlvorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen (56) ausserhalb des warmen Endes der Dewar -Flasche angeordnet ist.

   8. Künlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Block (82) auf einem federnden, elastomeren Material "besteht, der eine Bohrung aufweist, durch den sich eine Ventilstange (88) erstreckt, die einen Teil, der bei geschlossenem Ventil in die Bohrung paßt, und diese verschließt, sowie einen Teil mit einer Ausnehmung (89) aufweist, die bei geöffnetem Ventil zuläßt, daß bei geöffnetem Ventil an ihr vorbei Kühlmittel durch die Bohrung strömt.

   9ο Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material Polytetrafluoräthylen ist»

   10o Kühlvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferraum durch einen Schaumstoffblock (99) gebildet und isoliert iste

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