DE2423301C2 - Vorrichtung zur erschütterungsfreien Übertragung von Kälte - Google Patents

Vorrichtung zur erschütterungsfreien Übertragung von Kälte

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur erschütterungsfreien Übertragung von in einer Kälteanlage erzeugten Kälte auf ein zu kühlendes, auf einer Objekthalterung befindliches Objekt mit Hilfe eines in der Kälteanlage gekühlten und im Kreislauf geführten gasförmigen Fluids, wobei die kälteste Stufe der Kälteanlage «:nd die Objekthalterung innerhalb eines gasdichten Mantels angeordnet sind.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, Kälte von einer Kältequelle auf ein zu kühlendes Objekt zu übertragen, ohne dabei gleichzeitig auch Vibrationskräfte von der Kältequelle auf das zu kühlende Objekt zu übertragen. Die Notwendigkeit einer solchen erschütterungsfreien Übertragung von Kälte ergibt sich beispielsweise bei der Kühlung von Proben, die mit Hilfe der Emissions- und Absorptionsspektroskopie untersucht werden sollen. Ein Zweig der Spektroskopie, für den diese Art der Kälteübertragung absolut entscheidend ist, ist der, der als »Mössbauerspektroskopie« bekannt ist Ende der fünfziger Jahre entdeckte Rudolf Mössbauer, daß in Festkörpern eingebettete Atomkerne Gammastrahlen niedriger Energie emittieren und absorbieren können, die die natürliche Linienbreite zeigen und die volle Übergangsenergie besitzen. Dabei wird auf die Gitterschwingung keine Rückstoßenergie übertragen. Diese Entdeckung ist als »Mössbauereffekt« bekannt. In diesen Kernen mit niedrigen Debye-Temperaturen ist es erforderlich, den Gammastrahlenemitter und -absorber auf kryogene Temperaturen in der Größenordnung von 100K zu kühlen. Um solche Temperaturen zu erreichen, muß als Kältequelle flüssiges Helium
und/oder flüssiger Stickstoff verwendet werden. Bei
Studien im Anschluß an eine Coulomb-Anregung oder
eine Kernreaktion kann sich die Zeit für einen einzigen
Versuch bis über mehrere Tage erstrecken. Infolgedes-
sen sind die Kosten des flüssigen Heliums und der mit der Aufrechterhaltung eines bestimmten Niveaus von flüssigem Helium erforderliche Laboraufwand für einen einzigen Versuch bedeutend.
In neuerer Zeit ist es bekanntgeworden, zur Kühlung
ίο von Proben für Mössbauerstudien einen geschlossenen Heiiumkreislauf zu verwenden (vgL Y. W. Chow, E. S. Greenbaum, R. H. Howes, F. H. H. Hsu, P. H. Swerdlow und C. S. Wu: »The Use of a Helium Refrigerator for Mössbauer Studies« in »Nuclear Instruments and Me thods« 66 (1968), Seiten 177 bis 180, North-Holland Pu blishing Company). In diesem Artikel ist eine Helium-KDhleinrichtung beschrieben, die mechanisch mit einem Objekthalter gekoppelt ist, der von einem geschlossenen Heliumkreislauf gekühlt wird. Zur Verminderung der Übertragung von Erschütterungen von der Helium-Kühleinrichtung auf den Objekthalter wird dort eine Baigenanordnung verwendet
Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie einen mechanischen Kontakt zwischen der Kühleinrichtung und dem zu kühlenden Objekt benötigt, auch wenn ein solcher Kontakt mit Hilfe von flexiblen geflochtenen Kupferstreifen hergestellt wird, um die Übertragung von Vibrationen von der Kühleinrichtung f. if das zu kühlende Objekt weiter zu vermindern.
Es liegt auf der Hand, daß eine mechanische Verbindung, die zum Zv-'ecke einer guten Wärmeleitung einen genügend großen Querschnitt hat, auch Vibrationen überträgt Aus diesem Grunde stellt die bekannte Vorrichtung einen Kompromiß dar zwischen dem Wunsch, einen möglichst großen Querschnitt für einen guten Wärmeübergang und einen möglichst kleinen Querschnitt zur Verminderung der übertragenen Vibrationen zu haben. Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, eine Vorrichtung zu schaffet, die von den Nach teilen der Vorrichtung des Standes der Technik frei ist und die es gestattet, Kälte von einer Kälteanlage auf ein zu kühlendes Objekt erschütterungsfrei zu übertragen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ende der kältesten Stufe der Kälteanlage einen Wärmeaustauscher zur Kühlung eines weiteren gasförmigen, innerhalb des gasdichten Mantels umgewälzten Fluids aufweist, der in einem räumlichen Abstand ohne mechanische Verhindung zur Objekthalterung angeord net ist.
Bei der Erfindung wird also eine bestimmte Menge eines weiteren fluiden Übertragungsmediums innerhalb des gasdichten Mantels in einer begrenzten Strombahn umgewälzt, die mit der kältesten Stufe der Kälteanlage,
d. h. mit dem kalten Ende des geschlossenen Helium-Kältekreislaufes, in Verbindung steht Erfindungsgemäß wird dieses fluide Übertragungsmedium weiterhin mit dem Objekthalter in Kontakt gebracht, wodurch das Objekt wirksam gekühlt werden kann. Auf diese Weise kann der Objekthalter unabhängig von der Kälteanlage montiert werden, wodurch jeder mechanische Kontakt zwischen der Kältequelle und dem zu kühlenden Objekt vermieden wird.
Die Erfindung ist insbesondere dann mit Vorteil ein-
setzbar, wenn es wie bei der Mössbauer-Soektroskopie darauf ankommt, einen Objekthalter weitgehend erschütterungsfrei zu halten. Die Erfindung sei nunmehr anhand einiger schema-
tisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Dabei zeigt
Fig. 1 einen teilweise angeschnittenen Aufriß des Apparates der Erfindung;
F i g. 2 einen vergrößert dargestellten Abschnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1;
Fig.3 einen Teil des Apparates der Fig. 1, der aus Gründen der Klarheit vergrößert wurde und eine andere Ausführungsfonn der Erfindung darstellt;
F i g. 4 einen teilweise angeschnittenen Aufriß, der eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt
Die Erfindung sei nunmehr am Beispiel eines Probenhalters für die Mössbauer-Spektroskopie erläutert
Der Teil der erfindungsgemäßeii Vorrichtung, in dem der Probenhalter für die Mössbauer-Spektroskopie dargestellt ist ist in den F i g. 1 und 2 gezeigt und beinhaltet eine Kälteanlage mit einem in der Kälteanlage gekühlten und im Kreislauf geführten gasförmigen Fluid, im Ausführungsbeispiel Helium, die allgemein mit 10 bezeichnet ist Die Kälteanlage 10 ist zweistufig ausgebildet mit einer ersten Stufe 12 und einer zweiten Stufe 14. Eine derartige Kälteanlage gestattet es, am untren Ende der zweiten Stufe (kälteste Stufe der Kälteanlage) und am Verlängerungsstück 16 Temperaturen von 10° K zu erzeugen. Das Verlängerungsstück 16 besteht üblicherweise aus einem gut wärmeleitenden Material, wie z. B. Kupfer.
Die Kälteanlage 10 ist in einem Haltering 18 befestigt, der seinerseits an einem starren Untergrund, r/ie z. B. dem Laboratoriumsboden, mit Hilfe des Haltelements 20 angebracht ist Die Vorrichtung enthält außerdem einen Probenhalter, der allgemein mit 22 bezeichnet ist und der von einer Halterung 24 getragen ist die ihrerseits mit Hilfe eines Halteelementes 26 an einer optischen Bank befestigt ist. Die zwei Stufen 12 und 14 der Kälteanlage 10 befinden sich innerhalb des Probenhalters 22. Um ein geschlossenes System zu erhalten, ist zwischen der Kälteanlage 10 und dem Probenhalter 22 mit Schlauchklemmen eine flexible, Erschütterungen nicht übertragende Isoliermanschette 28, wie z. B. eine dünnwandige gefaltete Gummimuffe, angebracht.
Der Probenhalter 22 enthält einen äußeren Vakuummante! 30 mit einer geeigneten Absaugöffnung 32, die es gestattet, den vom Vakuummantel 30 und den inneren Systemkomponenten umgrenzten Raum zu evakuieren, wie es nachstehend im einzelnen beschrieben ist Innerhalb des Vakuummantels 30 befindet sich ein inneres Vakuummantelrohr 34 aus rostfreiem Stahl, das die erste Stufe 12 der Kälteanlage umgibt. Am unteren Ende des Mantelrohrs 34 ist ein Strahlungsschirmhalter-Adapter 36 angebracht. Unterhalb des Halteradapters 36 und daran mit Hilfe einer verschraub'.en Verbindung befestigt ist ein Strahlungsschirm 38 für die zweite Stufe. Der Strahlungsschirm 38 kann ein fester Kupferzylinder sein, er kann aber auch, wie heutzutage in kryogenen Einrichtungen allgemein üblich, mit einer aluminierten Kunststoffschicht versehen sein. Innerhalb des Strahlungsschirms 38 und gasdicht am Mantelrohr 34 angebracht befindet sich ein innerer Vakuummantel 40, der die zweite Stufe 14 der Kälteanlage 10 umgibt. Am Boden des inneren Vakuummantels 40 ist ein Objekthalteradapter 42 befestigt, der seinerseits den Objekthalter 44 trägt. Der Objekthalteradapter 42 enthält eine Reihe von vertikalen Passagen 43, deren Funktion im nachfolgenden näliT erläutert wird.
Rund um die erste Stufe 12 der Kälteanlage 10 ist ein Wärmeaustauscher 46 unei rund um das kupferne Verlängerungsstück 16 ein Wärmeaustauscher 48 angeordnet Die Wärmeaustauscher sind in Fig.2 im Querschnitt gezeigt und können beispielsweise aus dünnem Kupferblech angefertigt sein, das mit Hilfe einer Mehrzahl von senkrecht angeordneten Abstandshaltern 49 etwa zylindrisch gewickelt ist, und eine Reihe von senkrecht angeordneten Strombahnen durch die Wärmeaustauscher 46 und 48 bilden. Die Wärmeaustauscher 46 und 48 sind zwar in der Größe verschieden, aber im Aufbau gleich. Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, sorgen die Wärmeaustauscher für eine konvektive Zirkulation des weiteren fluiden Übertragungsmediums durch die senkrechten Passagen.
Das System wird durch eine Instrumenteneinführungsöffnung 50 vervollständigt durch die Instrumente zur Temperaturmessung oder dergleichen eingeführt werden können. Außerdem gibt es eine Armatur 52 für die Einführung des weiteren fluiden Übertragungsmediums in den Raum zwischen die Kühlstufen 12 und 14 und die Mantel 34 und 40. Die Armatur 52 enthält unter anderem ein Druckminderventil, um '-r- den nichtevakuierien Räumen einen Druck von einer Atmosphäre des weiteren fluiden Übertragungsmediums aufrechtzuerhalten, öffnungen 54 und 56 gestatten die Zufuhr von Helium zu und die Entfernung von Helium von der Kälteanlage 10. Die Einlaß- und Auslaßleitungen sind mit Hilfe flexibler Leitungen (nicht dargestellt) mit einem Kompressor (nicht dargestellt) verbunden, so daß der Kompressor von der Kälteanlage isoliert sein kann, wodurch die Gefahr, daß Vibrationskräfte, die vom Kompressor ausgehen, auf die Kälteanlage 10 und damit auf den Objekthalter 44 übertragen werden, vermindert wird.
Die Vorrichtung ist nunmehr wie dargestellt zusammengesetzt wobei die flexible Manschette 28 eine gasdichte Verbindung zwischen der Kälteanlage 10 und dem Probenhalter 22 darstellt. Nun wird ein fluides Übertragungsmedium, vorzugsweise Helium, durch die Armatur 52 eingeführt und füllt den Raum zv/ische^ den Stufen 12 und 14 der Kälteanlage 10 und den inneren Mänteln 34, 40 und 42 des Probenhaiters. Die Öffnung 52 iti mit einer Quelle des fluiden Übertragungsmediums verbunden, die einen Druck von einer Atmosphäre aufrechterhält Nun wird die Kälteanlage angeschaltet und erzeugt am unteren Ende der ersten Stufe 12 und der zweiten Stufe 14 Kühlung. Die Kühlung bewirkt, daß das fluide Übertragungsmedium durch Konvektion im wesentlichen senkrecht durch die Wärmeaustauscher 46 und 48 zirkuliert. Am unteren Ende der zweiten Stufe 14 verlängern die Passagen 43 im Objekthalteradapter 42 den Zirkulationsweg des weiteren fluiden Übertragungsmediums und bewirken dabei einen guten Kälteaustausch zwischen der zweiten Stufe 14 der Kältea-iage 10 und dem Objekthalter44.
Nachdem zwischen den Wärmeaustauschern und dem Probenhalter Leine mechanischen Verbindungen existieren, ist es auch nicht möglich, daß irgendwelche Vibrationen von dir Kälteanlage auf den Probenhalter übertragen werden. Weiterhin wird die Möglichkeit, daß von anderen Teilen der Kälteanlage auf den Probenhalter 22 Vibrationen oder andere Bewegungskräfte übertragen werden, von der Manschette 28, die Vibrationen nicht überträgt, unterbunden. Solange das System bei einem Druck von einer Atmosphäre arbeitet, kann die Isoliermanschette 28 aus sehr dünnem flexiblen Material bestehen, da adf diese Weise die Drücke innerhalb und außerhalb der Manschette gleich dem Umgebungsdruck sind. Solange also keine Druckdifferenz zwischen innen und außen besteht, gibt die flexible Iso-
liermanschette keine Vibrationen weiter und verhindert damit die Übertragung von Vibrationskräften auf den Objekthalter 44. Wie sich aus der in F i g. I dargestellten Ausführungsform ergibt, lassen sich durch die konvektive Zirkulation die Kriterien einer maximalen Übertra- gung von Kälte mit einem gleichzeitig minimalen Volumen des fluiden Übertragungsmediums erfüllen. Die treibende Kraft für die Zirkulation ist der Dichteunterschied zwischen dem warmen und dem kalten Gas und die Länge der begrenzten Zirkulationsbahn, die gegeben ist durch die Länge des Wärmeaustauschers 48 in Relation zu dem extrem kalten Ende der Kältequelle. Zwar wird die Zirkulation durch die Passagen 43 im Objekthalteradapter 42 etwas verstärkt, doch ist in F i g. 3 eine weitere Einrichtung gezeigt, die es gestattet, die Zirkulation noch weiter zu verstärken.
Wie in Fig.3 dargestellt, ist zwischen dem Wärmeaustauscher 48 und dem Objekthalteradapter 42 ein im allgemeinen zylindrischer Kamin 100 angeordnet. Auf diese Weise wird eine lange Strombahn definiert, die durch den Wärmeaustauscher hinab bis zum Objekthalter 44, um diesen herum, dann durch die Passagen 43 zurück bis zum oberen Ende des Wärmeaustauschers 48 führt. Ein derartiger Kamin wird vorzugsweise aus einem nichtleitenden Material, wie z. B. Bakelit oder ei- nem anderen Kunststoff, hergestellt. Der Kamin stellt keine mechanische Verbindung zwischen der Kälteanlage 10 und dem Objekthalter 44 dar, so daß auf den letzteren keine Vibrationskräfte übertragen werden können. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für Studien des Mössbauereffektes hervorragend geeignet.
Durch die Verwendung anderer Übertragungsfluide in Verbindung mit der ersten Kühlstufe 12 und dem Probenhalter 22 ist es außerdem möglich, verschiedene Temperaturniveaus einzuhalten und Temperaturregelungen durchzuführen. So kann z. B. bei höheren Temperaturniveaus (z. B. 20° K) eine wirksamere Kälteübertragung bewerkstelligt werden, wenn das fluide Übertragungsmedium Wasserstoff ist, der zunächst verflüs- sigt und dann wieder verdampft wird. Eine Mischung von Übertragungsfluiden gestattet es, verschiedene Temperaturbereiche zu erreichen, so daß dieses Kondensations-Wiederverdampfungs-Verfahren gleichermaßen angewendet werden kann.
In F i g. 4 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der die Gesamtlänge des Kühlsystems verkürzt ist Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die zwei Stufen des Übertragungssystems für das durch Konvektion zirkulierende Fluid so übereinsTJdergefaltet werden, daß eine verkürzte Version des Systems herauskommt Wie die Ausführungsform gemäß F i g. 1 hat auch die Ausführungsform gemäß 4 eine Kälteanlage 10 mit einer ersten und einer zweiten Stufe 12' und 14'.
Bei der Ausführungsform der F i g. 4 befindet sich die Kälteanlage innerhalb eines Fluidgehäuses 70. Wie bei der Ausführungsform der F i g. 1 ist das Gehäuse 70 von der Kälteanlage durch eine dünne flexible Manschette 28' isoliert Die erste Stufe 12" hat zwei Wärmeaustau- eo scher 58 und 60 mit einem dazwischen angeordneten Kamin 62. Der Kamin ist am Wärmeaustauscher 58 befestigt, berührt jedoch nicht den Wärmeaustauscher 60. Die zweite Stufe 14' hat in gleicher Weise Wärmeaustauscher 64 und 66 und einen Kamin 68. Die Wärmeaus- es tauscher 64 und 66 der zweiten Stufe 14' sind innerhalb eines Mantelrohres 72 angeordnet, das wie dargestellt innerhalb des Fluidgehäuses 70 zurückgesetzt ist Am Ende des Mantelrohres 72 befindet sich eine Kaltcndklappe 74. die von der zweiten Stufe 14', nämlich der kältesten Stufe der Kälteanlage, gekühlt wird. Wie bei der Ausführungsform der F i g. 1 wird das fluide Übertragungsmedium, z. B. Helium, durch eine geeignete öffnung 52 eingeführt und erfüllt den Raum zwischen den Kühlstufen 12' und 14' und den entsprechenden Mänteln 70 und 72. Die Wärmeaustauscher-Kamin-Anordnungen bewirken in Kooperation mit dem Kühleffekt der Kälteanlage in beiden Stufen eine konvektive Zirkulation des fluiden Übertragungsmediums und bewerkstelligen so eine Kühlung ohne eine mechanische Verkoppelung der Kälteanlage mit der Kaltendplatte 74.
In den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Wärmeaustauscher beschrieben als aus dünnem Kupferblech mit darauf angelöteten Abstandshaltern hergestellt. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, viele Typen von Wärmeaustauschern ein7iiset7en einschließlich solcher, die aus gefaltetem Kupferblech bestehen oder eine Vielzahl von Röhren oder dergleichen enthalten, vorausgesetzt, sie liefern dieselbe verlängerte und geschlossene Strombahn für die konvektive Zirkulation des fluiden Übertragungsmediums.
Es liegt außerdem im Bereich der Erfindung, nur eine einstufige Kälteanlage zur Erzeugung einer festgelegten kiyogenen Temperatur am kalten Ende der Kälteanlage zu verwenden und im übrigen einen ählichen Aufba j zu wählen.
Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, andere fluide Übertragungsmedien, wie z. B. Stickstoff, Argon, Luft, Wasserstoff, halogeniert^ Kohlenwasserstoffe, Edelgase, Methan und Mischungen derselben, zu verwenden.
Es liegt außerdem im Rahmen der Erfindung, an den äußersten Enden der verschiedenen Stufen der Kälteanlage kleine mechanische Ventilatoren oder ähnliche Einrichtungen für eine zwangsweise Zirkulation zu verwenden, um die konvektive Zirkulation des fluiden Übertragungsmediums noch weiter zu fördern.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    t. Vorrichtung zur erschütterungsfreien Übertragung von in einer Kälteanlage erzeugten Kälte auf ein zu kühlendes, auf einer Objekthalterung befindliches Objekt mit Hilfe eines in der Kälteanlage gekühlten und im Kreislauf geführten gasförmigen Fluids, wobei die kälteste Stufe der Kälteanlage und die Objekthalterung innerhalb eines gasdichten Mantels angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der kältesten Stufe (14, 14') der Kälteanlage (10, 10') einen Wärmeaustauscher (48; 64) zur Kühlung eines weiteren gasförmigen, innerhalb des gasdichten Mantels umgewälzten Fluids aufweist, der in einem räumlichen Abstand ohne mechanische Verbindung zur Objekthalterung (44) angeordnet ist
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (48; 64) eine Vielzahl won länglichen, im allgemeinen parallelen Fiuidpassagen für eine konvektive Zirkulation des weiteren gasförmigen Fluids hat
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu dem ersten Wärmeaustauscher (48; 64) zur Verlängerung der Zirkulationsbahn des weiteren gasförmigen Fluids ein zweiter Wärmeaustauscher (46; 58) angeordnet ist
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die weitere Verstärkung der konvektiven Zirkulation des weiteren gasförmigen Fluids zwujhen den beiden Wärmeaustauschern (46, 48 bzw. 58,64) ein Kamin (100; 62) angeordnet ist
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Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4077231A (en) * 1976-08-09 1978-03-07 Nasa Multistation refrigeration system
US4241592A (en) * 1977-10-03 1980-12-30 Schlumberger Technology Corporation Cryostat for borehole sonde employing semiconductor detector
GB2027181B (en) * 1978-06-21 1982-09-02 Philips Electronic Associated Detectors and envelope arrangements for detectors
US4279127A (en) * 1979-03-02 1981-07-21 Air Products And Chemicals, Inc. Removable refrigerator for maintaining liquefied gas inventory
US4223540A (en) * 1979-03-02 1980-09-23 Air Products And Chemicals, Inc. Dewar and removable refrigerator for maintaining liquefied gas inventory
US4218892A (en) * 1979-03-29 1980-08-26 Nasa Low cost cryostat
US4277949A (en) * 1979-06-22 1981-07-14 Air Products And Chemicals, Inc. Cryostat with serviceable refrigerator
FR2460460A1 (fr) * 1979-06-28 1981-01-23 Rivoire Jacques Dispositif cryogenique stable et precis
DE2944464A1 (de) * 1979-11-03 1981-05-14 C. Reichert Optische Werke Ag, Wien Einrichtung zur kryosubstitution kleiner biologischer objekte fuer mikroskopische, insbesondere elektronenmikroskopische untersuchungen
CS217448B1 (en) * 1980-07-15 1983-01-28 Vladimir Matena Cryosurgical tool
US4363217A (en) * 1981-01-29 1982-12-14 Venuti Guy S Vibration damping apparatus
US4394819A (en) * 1982-08-16 1983-07-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Vibration isolation and pressure compensation apparatus for sensitive instrumentation
JPS5932758A (ja) * 1982-08-16 1984-02-22 株式会社日立製作所 冷凍機付クライオスタツト
US4539822A (en) * 1984-02-27 1985-09-10 National Electrostatics Corporation Vibration isolator for cryopump
US4562703A (en) * 1984-11-29 1986-01-07 General Electric Company Plug tube for NMR magnet cryostat
US4745761A (en) * 1985-10-30 1988-05-24 Research & Manufacturing Co., Inc. Vibration damped cryogenic apparatus
US4739633A (en) * 1985-11-12 1988-04-26 Hypres, Inc. Room temperature to cryogenic electrical interface
US4715189A (en) * 1985-11-12 1987-12-29 Hypres, Inc. Open cycle cooling of electrical circuits
US4680936A (en) * 1985-12-24 1987-07-21 Ga Technologies Inc. Cryogenic magnet systems
US4862697A (en) * 1986-03-13 1989-09-05 Helix Technology Corporation Cryopump with vibration isolation
US4835972A (en) * 1986-03-13 1989-06-06 Helix Technology Corporation Flex-line vibration isolator and cryopump with vibration isolation
GB8607356D0 (en) * 1986-03-25 1986-05-21 Ortec Inc Modular cryogenic detector head assembly
US4667487A (en) * 1986-05-05 1987-05-26 General Electric Company Refrigerated penetration insert for cryostat with rotating thermal disconnect
US4667486A (en) * 1986-05-05 1987-05-26 General Electric Company Refrigerated penetration insert for cryostat with axial thermal disconnect
JPH0776641B2 (ja) * 1986-05-16 1995-08-16 ダイキン工業株式会社 極低温冷凍機
US4833899A (en) * 1986-11-14 1989-05-30 Helix Technology Corporation Cryopump with vibration isolation
US4869077A (en) * 1987-08-21 1989-09-26 Hypres, Inc. Open-cycle cooling apparatus
US4870830A (en) * 1987-09-28 1989-10-03 Hypres, Inc. Cryogenic fluid delivery system
US4959964A (en) * 1988-09-16 1990-10-02 Hitachi, Ltd. Cryostat with refrigerator containing superconductive magnet
DE4227388C2 (de) * 1992-08-19 1996-09-12 Spectrospin Ag Kryostat mit mechanisch flexibler thermischer Kontaktierung
US5327733A (en) * 1993-03-08 1994-07-12 University Of Cincinnati Substantially vibration-free shroud and mounting system for sample cooling and low temperature spectroscopy
US5363077A (en) * 1994-01-31 1994-11-08 General Electric Company MRI magnet having a vibration-isolated cryocooler
US5442928A (en) * 1994-08-05 1995-08-22 General Electric Hybrid cooling system for a superconducting magnet
US5485730A (en) * 1994-08-10 1996-01-23 General Electric Company Remote cooling system for a superconducting magnet
US5816052A (en) * 1997-02-24 1998-10-06 Noran Instruments, Inc. Method and apparatus for mechanically cooling energy dispersive X-ray spectrometers
FR2776762B1 (fr) * 1998-03-31 2000-06-16 Matra Marconi Space France Dispositif de liaison thermique pour machine cryogenique
GB0105923D0 (en) * 2001-03-09 2001-04-25 Oxford Instr Superconductivity Dilution refrigerator
AU2003253222A1 (en) * 2002-07-26 2004-02-23 Nikkiso Cryo, Inc. Process and apparatus for assembling and disassembling a cryogenic pump
JP2005024184A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd 極低温冷却装置
GB0411607D0 (en) * 2004-05-25 2004-06-30 Oxford Magnet Tech Recondenser interface
DE102004037173B3 (de) * 2004-07-30 2005-12-15 Bruker Biospin Ag Vorrichtung zur kryogenverlustfreien Kühlung einer Kryostatanordnung
FR2877090B1 (fr) * 2004-10-22 2007-05-11 Commissariat Energie Atomique Cryostat pour l'etude d'echantillons sous vide
US8307665B2 (en) * 2006-04-06 2012-11-13 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Sample cooling apparatus
US8516834B2 (en) * 2008-08-14 2013-08-27 S2 Corporation Apparatus and methods for improving vibration isolation, thermal dampening, and optical access in cryogenic refrigerators
US8844298B2 (en) 2008-11-18 2014-09-30 S2 Corporation Vibration reducing sample mount with thermal coupling
US8307666B2 (en) * 2009-03-27 2012-11-13 S2 Corporation Methods and apparatus for providing rotational movement and thermal stability to a cooled sample
US8746008B1 (en) 2009-03-29 2014-06-10 Montana Instruments Corporation Low vibration cryocooled system for low temperature microscopy and spectroscopy applications
JP5503929B2 (ja) * 2009-09-16 2014-05-28 川崎重工業株式会社 超電導回転機の冷媒給排装置、該冷媒給排装置を具備する超電導回転機
GB2493553B (en) * 2011-08-11 2017-09-13 Oxford Instr Nanotechnology Tools Ltd Cryogenic cooling apparatus and method
US8433380B1 (en) * 2011-12-28 2013-04-30 Kookmin University Industry Academic Cooperation Foundation Mössbauer spectroscopy system for applying external magnetic field at cryogenic temperature using refrigerator
CN105229397B (zh) * 2013-04-24 2018-11-16 西门子医疗有限公司 包括两级低温制冷机及相关联的安装装置的组件
JP5839734B2 (ja) * 2013-12-26 2016-01-06 大陽日酸株式会社 低温液化ガスの蒸発ガス再液化装置
US10109407B2 (en) * 2014-01-24 2018-10-23 Nadder Pourrahimi Structural support for conduction-cooled superconducting magnets
US11125663B1 (en) 2016-03-11 2021-09-21 Montana Instruments Corporation Cryogenic systems and methods
US10451529B2 (en) 2016-03-11 2019-10-22 Montana Instruments Corporation Cryogenic systems and methods
US10775285B1 (en) 2016-03-11 2020-09-15 Montana Intruments Corporation Instrumental analysis systems and methods
CN107664678B (zh) * 2017-09-12 2019-12-13 北京大学 一种低震动超高真空低温物性测量装置
DE112019005051T5 (de) 2018-10-09 2021-07-01 Montana Instruments Corporation Kryogene Kühleranordnungen und Verfahren
US11956924B1 (en) 2020-08-10 2024-04-09 Montana Instruments Corporation Quantum processing circuitry cooling systems and methods
CN112361688B (zh) * 2020-10-11 2022-12-06 广东绿菜园农业科技有限公司 智能食品留样保存设备
CN116313372B (zh) * 2023-05-23 2023-08-11 宁波健信超导科技股份有限公司 一种超导磁体及其冷却系统和方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3364687A (en) * 1965-05-03 1968-01-23 Massachusetts Inst Technology Helium heat transfer system
US3422632A (en) * 1966-06-03 1969-01-21 Air Prod & Chem Cryogenic refrigeration system
US3423955A (en) * 1966-06-08 1969-01-28 Andonian Associates Inc Flexible cold finger for cooling samples to cryogenic temperatures
US3745785A (en) * 1972-01-17 1973-07-17 Us Air Force Solid cryogen heat transfer apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE2423301A1 (de) 1975-01-02
JPS6145177B2 (de) 1986-10-07
JPS5059087A (de) 1975-05-22
GB1472183A (en) 1977-05-04
US3894403A (en) 1975-07-15

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