DE2848245A1

DE2848245A1 - Vorrichtung der tiefsttemperaturtechnik mit einer einrichtung zur koordination der bewegung einer verschiebungseinrichtung mit einer fluidsteuerungseinrichtung

Info

Publication number: DE2848245A1
Application number: DE19782848245
Authority: DE
Inventors: Fred F Chellis
Original assignee: Helix Technology Corp
Current assignee: Azenta Inc
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2848245C2; US4180984A; GB2012035B; GB2012035A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kryogen-Vorrichtung "bzw. eine Vorrichtung der Tiefsttemperaturtechnik .

Bei einem Kältemaschinenkreislauf, der oftmals als Gifford-McMahon-Kreisprozeß bezeichnet wird, ist es erforderlich, daß ein Hochdruckfluid in eine "warme" Kammer mit einem veränderlichen Volumen eingeleitet wird, um längs eines Wärmespeicherweges in wenigstens eine "kalte" Kammer mit einem veränderlichen Volumen zu strömen, daß die Volumina dieser Kammern durch Bewegung einer Verschiebungseinrichtung verändert werden, und daß das Fluid als Me der druckfluid in einen Mederdruckfluidbehälter abgeführt wird, beispielsweise einen Einlaß eines Kompressors. Die Steuerung der Fluidströmung und der Bewegung der Verschiebungseinrichtung muß kontinuierlich und genau zeitlich abgestimmt sein, und es muß der Vorgang bzw. Betrieb der Ventile, die die Fluidströmung steuern, genau mit der mechanischen Antriebseinrichtung koordiniert sein, die der Verschiebungseinrichtung zugeordnet bzw. mit dieser verbunden ist. Eine Kryogen-Vorrichtung, die nach einem derartigen Zyklus betrieben wird, ist in der US-Patentschrift I¹Tr. 2 996 055 beschrieben.

Eine Drehventilvorrichtung der Bauart, die die erforderliche Koordinierung in einer Kryogen-Vorrichtung schafft, welche nach dem Gifford-McMahon-Kreislauf arbeitet, ist in der US-Patentschrift ITr. 3 625 015 beschrieben. Das Ventil umfaßt eine stationäre Ventilplatte mit einem inneren Fluiddurchgang, der in einer Fluidverbindung mit der warmen Kammer der Kältemaschine steht. Das Ventil besitzt auch eine drehbare Ventilscheibe in einer Oberflächenberührung mit der Ventilplatte, um dort dazwischen einen Hochdruckfluiddurchgang und einen Niederdruckfluiddurchgang festzulegen, die wechselweise in eine Fluidverbindung mit dem Fluiddurchgang in der Ventilplatte gebracht werden, während die Drehventilscheibe gedreht

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wird. Sowohl die Verschiebungseinrichtung als auch die Drehscheibe werden durch eine gemeinsame drehbare Antriebswelle angetrieben, welche ihrerseits durch einen Elektromotor angetrieben wird.

Die Drehventilvorrichtung hat sich als äußerst wirkungsvoll im Hinblick auf die Schaffung der erforderlichen Koordinierung zwischen der iluidströmung und der Verschiebungseinrichtungsbewegung erwiesen, die zum Kühlen erforderlich ist, solange sich die Motorwelle in der beabsichtigten Richtung dreht. Es ist jedoch immer möglich, daß die Motorwelle in die entgegengesetzte Richtung bezüglich der beabsichtigten betätigt werden kann. Beispielsweise drehen sich einige Motoren in die andere Richtung, wenn sie in ungeeigneter Weise angeschlossen bzw. verdrahtet sind. In diesem Falle tritt kein Kühlen ein, sondern stattdessen ein Erwärmen, was oftmals eine ernsthafte Beschädigung der Einzelteile am kalten Ende in einer Kryogen-Vorrichtung hervorruft. Aufgrund der Probleme, die von der Drehung der Antriebswelle in einer nicht beabsichtigten Richtung herrühren, wäre es wünschenswert, wenn ein Mechanismus vorgesehen wäre, der eine geeignete Koordinierung zwischen der Verschiebungseinrichtungsbewegung und der JTuidströ'mung schafft, selbst wenn die Antriebswelle sich in der falschen Richtung aus irgendeinem Grund drehen würde.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung in einer Kryogen-Vorrichtung, die eine richtige Koordinierung zwischen einer Verschiebungseinrichtung und einer lluidsteuerungseinrichtung erfordert. Insbesondere umfaßt die Erfindung gemäß Beschreibung die Verbesserung einer enthaltenden Einrichtung zur Schaffung einer geeigneten Koordinierung zwischen der Verschiebungseinrichtungsbewegung und der STuidsteuerungseinrichtung in einer Kryogen-Vorrichtung, selbst wenn die Antriebswelle in der nicht beabsichtigten Richtung gedreht wird.

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Bei einer Ausführungsform ist eine geeignete Einrichtung zur Schaffung einer richtigen Koordinierung zwecks Verwendung in einer Kryogen-Vorrichtung konzipiert, welche nach dem Gifford-McMahon-Kreisprozeß arbeitet und ein Drehventil der Bauart enthält, welches im TJS-Patent ITr. 3 265 015 "beschrieben ist. Diese Vorrichtung ist eine mechanisch angetriebene Drehventil-Kryogen-Vorrichtung mit einer Anzahl von Bauteilen in einer Kombinationsanordnung. Eine fluidabdichtende Einhüllung oder Umschließung bestimmt eine Kältemaschine, die eine Verschiebungseinrichtung enthält, welche in der Kältemaschine bewegbar ist, um eine warme Kammer mit einem veränderlichen Volumen und wenigstens eine einzige kalte Expansionskammer mit einem veränderlichen Vo"" amen zu bestimmen. Eine iTuidsteuerungseinrichtung, die die Zuführung eines Hochdruckfluids in die Kältemaschine und die Abführung eines Niederdruckfluids von der Kältemaschine in sequentieller Weise steuern kann, enthält eine stationäre Ventilplatte und eine drehbare Ventilscheibe. Die stationäre Ventilplatte hat einen ITuiddurchgang in einer Verbindung mit der warmen Kammer der Kältemaschine, Die Ventilscheibe ist in einer Oberflächenberührung mit der Ventilplatte drehbar, um dadurch dort dazwischenliegend einen Hochdruckfluiddurchgang und einen Mederdruckfluiddurchgang zu bestimmen, welche wechselweise in Verbindung mit dem ITuiddurchgang in der Ventilplatte stehen können, während sich die Ventilscheibe dreht. Der erste und der zweite Fluiddurchgang dienen zur Zuführung eines Hochdruckfluids zu dem und zum Empfang des expandierten Fluids von dem Hochdruckfluiddurcligang bzw. dem ITiederdruckfluiddurchgang in der Iluidsteuerungseinrichtung. Die Drehventilscheibe und die hin- und herbewegbare Verschiebungseinrichtung werden in einer koordinierten Weise durch mechanische Antriebsglieder wie einen Motor angetrieben, so daß das Hochdruckfluid zur Kältemaschine zugeleitet wird, während die Verschiebungseinrichtung weg von der Kältemaschine bewegt wird, während die Verschiebungseinrichtung zur kalten Expansionskammer sich bewegt.

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Gemäß der Erfindung findet eine Einrichtung zur Schaffung einer richtigen Koordinierung zwischen der hin- und hergehenden Bewegung der Verschiebungseinrichtung und der Drehung der Drehventilscheibe Verwendung, wenn die mechanische Antriebseinrichtung in jeder der Eichtungen angetrieben wird. Eine derartige Einrichtung umfaßt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Anschläge bzw. Ansätze, die auf dem Umfang der Drehventilscheibe positioniert sind, welche mit einer .Nase oder einem Vorsprung auf der drehbaren Ventilantriebswelle zusammenwirken. Die Käsen sind derart positioniert, daß ein unmittelbarer Eingriff hergestellt wird, wenn die Ventilantriebswelle in der beabsichtigten Richtung gedreht wird, jedoch nicht, wenn die Antriebswelle in der anderen Richtung sich dreht. Wenn demzufolge die Ventilantriebswelle in der anderen, nicht beabsichtigten Richtung gedreht wird, führt sie einen Teil ihrer Umdrehung aus, bevor die Käse in einen Eingriff mit einem Anschlag auf der Drehventilscheibe gelangt, wo die richtige Koordinierung zwischen der Drehventilscheibe und der Verschiebungseinrichtung wieder hergestellt wird.

Die Erfindung findet auch Verwendung in Kältemaschinen, die nicht nach dem vorgenannten G-ifford-McMahon-Kreisprozeß arbeiten. Beispielsweise kann sie bei einer Vorrichtung Verwendung finden, die nach einem Stirling-Prozeß arbeitet, bei dem eine Koordinierung zwischen der Translationsbewegung eines Kolbens und der hin- und hergehenden Bewegung einer Verschiebungseinrichtung erforderlich ist.

Somit schafft die Erfindung eine Sicherung, um ein Erwärmen, statt eines Kühlens,und eine daraus resultierende, einhergehende Beschädigung zu verhindern, was bei einer Kryogen-Kältemaschinen-Vorrichtung eintreten könnte, wenn die geforderte Koordinierung aufgrund der Drehung der Antriebswelle in einer ungeeigneten Richtung nicht besteht. Die Einrichtung zur Schaffung einer geeigneten Koordinie-

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rung kann mit einfachen Abänderungen "bei bestehenden Konstruktionen angewendet werden und ist darüber hinaus kostengünstig und äußerst zuverlässig.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Querschnittsansicht einer Kryogen-Vorrichtung, die für einen Betrieb eines Gifford-McMahon-Kreisprozesses ausgelegt ist,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, aus der die Zusammenwirkung der Anschläge auf dem Umfang einer Drehventilscheibe und einer Hase ersichtlich ist, die auf der Drehventilantriebswelle für die Vorrichtung gemäß I¹Xg. 1 angeordnet ist,

!"ig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Drehventilplatte zwecks Verwendung in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene Querschnittsansicht einer Kryogen-Vorrichtung, die nach dem Stirling-Kreisprozeß arbeitet, und

Fig. 5 eine Teilschnittansicht, aus der die zweite Antriebswelle und eine Kurbelstiftverlängerung ersichtlich sind, die die Einrichtung zur Schaffung einer geeigneten Koordinierung bilden, welche in der Kryogen-Vorrichtung gemäß Fig. 4- verwendet wird.

Die Kryogen-Vorrichtung mit den hier beschriebenen Verbesserungen ist in den Fig. 1-3 gezeigt. Eine Vorrichtung dieser Bauart ist für einen Betrieb nach einem sogenannten Gifford-McMahon-Kreislauf ausgelegt. Selbstverständlich ist das verwendete Gehäuse normalerweise fluidabdichtend gestaltet.

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Bei dieser Vorrichtung dient der Motor 10 als mechanischer Antrieb, der eine drehbare Hauptantriebswelle 12 aufweist, welche durch Lager 14 abgestützt ist. Wie durch Pfeile gekennzeichnet ist, kann sich die Antriebswelle 12 in jeder Richtung drehen. Gewöhnlich schafft jedoch _nvoc eine dieser Richtungen die Koordinierung, die erforderlich ist, um ein Kühlen hervorzurufen.

Eine Kältemaschinen-Anordnung besteht hauptsächlich aus einer Verschiebungseinrichtung 16, die in einem umschließenden Gehäuse 18 enthalten und mit Dichtungen 20 und 21 versehen ist, um eine obere warme Kammer 22 mit einem veränderlichen Volumen sowie eine untere kalte Expansionskammer 24 mit ebenfalls veränderlichem Volumen zu schaffen. Gemäß Zeichnung enthält die Verschiebungseinrichtung 16 eine geeignete Wärmespeichereinrichtung 17. Durch die Wärmespeichereinrichtung 17 kann Fluid über die Kanäle 23 oder 25 strömen, welche mit der warmen Kammer 22 bzw. der kalten Kammer 24 verbunden sind. Die Verschiebungseinrichtung 16 wird in einer hin- und hergehenden Weise durch die Verschiebungseinrichtungswelle 26 angetrieben, die an ihrem Ort durch Lager 28 gehalten wird. Die Welle 26 ist mit einer Hauptantriebswelle 12 durch einen Kurbelstift 30 und einen Einschnitt-Bügel bzw. Bremskeil-Joch 32 verbunden. Während sich die Hauptantriebswelle 12 dreht, arbeiten der Kurbelstift 30 und das befestigte Lager 33 auf dem Einschnitt-Bügel 32 mit der Antriebswelle 26 und demzufolge mit der Verschiebungseinrichtung 16 in einer hin- und hergehenden Weise. Der Kurbelstift 30 weist auch eine Verlängerung 34 auf, die mit einer Drehventilantriebswelle 36 in Eingriff steht, welche durch die Lager 37 abgestützt wird.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Drehventilantriebswelle 36 hohl und enthält in ihrem Innern eine Schraubenfeder 38 und eine Kugel 40. Die Feder 38 spannt die Drehventilscheibe 42 gegen die stationäre Ventilplatte 44 in einem Dichtungseingriff mit dieser vor. Die Kugel 40 wird ver-

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wendet, um zu ermöglichen, daß die Yentilscheibe 42 geringfügig geschwenkt "bzw. gedreht wird und dennoch fortwährend in einer abdichtenden Berührung mit der Ventilplatte 44 in Eingriff ist, selbst wenn geringfügige ffehlausrichtungen eintreten.

Wie aus S¹Xg. 2 ersichtlich ist, ist eine Hase 46 auf der Drehventilwelle 56 angeordnet und wirkt mit Anschlägen 48 und 50 auf dem Umfang der Drehventilscheibe 42 zusammen. Die Drehventilscheibe 42 wird dann durch die Nase 46 angetrieben, die bei jedem der Anschläge 48 oder 50 eingreift, um die Scheibe 42 anzutreiben.

Wenn der Hauptantrieb 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird, ist ersichtlich, daß die Hase 46 unmittelbar mit dem Anschlag 50 in Eingriff gelangt, um dadurch die Drehventilscheibe 42 zu drehen. Zwecks Veranschaulichung sei angenommen, daß die Drehung des Hauptantriebs 12 und der Drehventilscheibe 42 im Uhrzeigersinn die richtige Koordinierung zwischen der Verschiebungseinrichtung 16 und der Drehventilscheibe 42 schafft. Wenn aus irgendeinem Grund der Hauptantrieb 12 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird die Drehventilscheibe nicht gedreht, bis die Nase 46 um ca. 180° geschwenkt bzw. bewegt worden ist, wo diese mit dem Anschlag 48 zusammentrifft. Da die Nase 46 gedreht werden kann, ohne die Scheibe 42 zu drehen, wenn die Welle 12 in einer ungeeigneten Richtung gedreht wird, wird eine Beschädigung infolge einer Erwärmung vermieden, die normalerweise eintreten würde. Die Ventilscheibe 42 wird nicht angetrieben, bis die richtige Koordinierung wieder hergestellt ist, d.h. die Nase 46 um 180° gedreht worden ist.

Die Drehventilplatte 44 bleibt während des Betriebs der Vorrichtung stationär. Das Hochdruckfluid wird durch die Ventilplatte 44 über einen Durchgang 52 zu einem Hochdruckkanal 60 gefördert. Ein zweiter Durchgang 54 ist durch die Ventilplatte 44 vorgesehen, um expandiertes Niederdruckfluid aus

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dem Kanal 62 abzulassen. Der Durchgang 56 durch, die Mitte der Drehventilplatte 44 steht direkt mit der warmen Kammer 22 über der Verschiebungseinrichtung 16 in Verbindung.

Die Aufeinanderfolge des Einführens des Hochdruckfluids in die Kühlmaschinen-Anordnung und des Ablassens des Niederdruckfluids von dort wird bewirkt, während sich die Drehventilscheibe 42 dreht. Es ist ersichtlich, daß die Drehventilscheibe 4-2 einen länglichen Kanal 58 in ihrer Abdichtungsoberfläche aufweist, die wechselweise den Hochdruckkanal 60 und den Niederdruckkanal 62 berührt, die in der Fläche bzw. Stirnseite der Drehventilplatte 44 enthalten sind.

Ohne die Erfindung einzuschränken, besteht die Abdichtungsfläche der Drehventilscheibe 42 zweckmäßigerweise aus PoIytetrafluoräthylen, und es ist die stationäre Ventilplatte zweckmäßigerweise aus harten Materialien gefertigt, wie aus hartbeschichtetem Aluminum. Die stationäre Ventilplatte ist typischerweise mit dem fluidfesten Gehäuse der Gesamtvorrichtung durch Schrauben verbunden, die sich durch Schraublöcher 64 erstrecken.

Eine alternative Kryogen-Vorrichtung ist in den Fig. 4 und gezeigt. Bei dieser Vorrichtung sind die Bezugszeichen so gewählt, daß sie ähnlichen Elementen entsprechen. Somit wirkt der Motor 10 als ein mechanischer Antrieb für eine aufgenommene Hauptantriebswelle 12 in einer drehbaren Beziehung durch Lager 14. Diese Vorrichtung arbeitet nach dem sogenannten "Stirling"-Kreislauf und verwendet demzufolge kein Drehventil. Stattdessen besteht eine Kompressoranordnung 70 in erster Linie aus einem Kolben 72, der in einem Gehäuse 74 enthalten und darin durch eine Abdichtung 75 abgedichtet ist. Der Kolben 72 wird in einer hin- und hergehenden Weise über ein Verbindungsglied 76 durch einen Kurbelstift 78 angetrieben, der an der Hauptantriebswelle 12 befestigt ist. Der Kurbelstift 78 weist eine Verlänge-

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rung 82 auf, die in einem Eingriff mit einer erhabenen Schulter 86 auf dem Ende einer zweiten Welle 84 steht, die durch Lager 85 abgestützt wird. Die Kurbelstiftverlängerung 82 kann mit jeder Seite der erhabenen Schulter 86 in Eingriff treten, um die Verschiebungseinrichtung 16 in einer hin- und hergehenden Weise über den Kurbelstift 30, den Einschnittsbügel 32, die Lager 33 und die Antriebswelle 26 anzutreiben.

Wie insbesondere auf Fig. 5 ersichtlich ist, stößt, wenn der Motor 10 die Hauptantriebswelle 12 im Uhrzeigersinn dreht, die KurbelstiftVerlängerung 82 unmittelbar an die Schulter 86 an, um die zweite Welle 84 im Uhrzeigersinn zu drehen. Dies bewirkt, daß die Verschiebungseinrichtung 16 um ca. 90° vor der Bewegung des Kolbens 72 hin- und herbewegt wird.' Wenn jedoch die Hauptantriebswelle 12 im Gegenuhrzeigersinn aus irgendeinem Grund gedreht werden würde, würde die KurbelstiftVerlängerung 82 um näherungsweise 270° bewegt werden, ohne an die Schulter 86 anzustoßen und ohne eine Drehung der zweiten Antriebswelle 84 zu bewirken. An dieser Stelle würde die zweite Welle 84 im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, und es würde die Verschiebungseinrichtung 16 noch 90° vor dem Kolben 72 angetrieben werden. Somit wird abermals eine geeignete Koordinierung zwischen dem Kolben 72 und der Verschiebungseinrichtung 16 geschaffen.

Es gibt viele Äquivalente zu den hier beschriebenen speziellen Elementen, wie dies der Fachmann erkennt. Beispielsweise braucht die Fluidsteuerungseinrichtung nicht ein Drehventil oder ein Kompressor zu sein, wie dies speziell beschrieben ist. Andere Fluidsteuerungseinrichtungen einschließlich Magnetspulen, die durch Nocken betätigt werden, welche auf der Hauptantriebswelle positioniert sind, könnten ebenfalls Verwendung finden.

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Die Erfindung sieht demnach eine Kryogen-Vorrichtung bzw. eine Vorrichtung der Tiefsttemperaturtechnik vor, bei der die Kältemaschine eine hin- und herbewegliche Verschiebungseinrichtung aufweist, die mit der JTuidsteuerungseinrichtung, beispielsweise einem Drehventil, koordiniert werden muß, um den Einlaß und den Auslaß des Hoch- bzw. Niederdruckfluids zu steuern, so daß eine Kühlung geschaffen wird, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine geeignete Koordinierung zwischen der Verschiebungseinrichtung sbewegung und der Eluidsteuerungseinrichtung unabhängig von der Richtung schafft, in der die Motorantriebswelle sich dreht.

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Claims

Patentansprüche:

M J Kryogen-Vorrichtung mit einer Kältemaschine, gekennzeichnet durch eine hin- und herbewegbare Verschiebungseinrichtung, eine Ii¹IuXdsteuerungseinrichtung zun Zuführen eines Hochdruckfluids zur Kältemaschine und zum Ablassen eines I'iederdruckfluids von der Kältemaschine in einer aufeinanderfolgenden weise, einen Motor, der eine drehbare Antriebswelle antreibt, welche die Verschiebungseinrichtung und die Pluidsteueruiigseinrichtung betätigt, und zusätzlich eine Einrichtung zur Schaffung einer geeigneten KoordiLiierung zwischen der Verschiebungseinrichtung und der Fluidsteuerungseinrichtung unabhängig von der Drehrichtung der sich drehenden Antriebswelle _e

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2. Vorrichtung nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeich net, daß die Fluidsteuerungseinrichtung einen Kolben aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Koordinierungseinrichtung eine Kurbelstiftverlängerung aufweist, die mit einer erhabenen Schulter auf der einen Seite einer zweiten Antriebswelle zusammenwirken kann, welche die Verschiebungseinrichtung antreibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fluidsteuerungseinrichtung ein Drehveritil mit einer stationären Ventilplatte und einer Drehventilscheibe aufweist, wobei die Platte und die Scheibe jeweils eine Fläche in einer fluidabdichtenden Berührung bezüglich zueinander haben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Koordinierungseinrichtung eine Einrichtung zum mechanischen Verbinden des Drehventils mit der Antriebswelle aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum mechanischen Verbinden Anschläge aufweist, die auf dem Umfang der Drehventilscheibe angeordnet sind, und eine Hase besitzt, die auf der drehbaren Antriebswelle positioniert ist, wobei die Hase mit den Anschlägen zusammenwirken kann, um die Drehventilscheibe anzutreiben.
7. Mechanisch angetriebene Drehventil-Kryogen-Vorrichtung, gekennzeichnet durch

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a) eine fluidfeste Umschließung, welche eine Kältemaschine bestimmt,

b) eine Verschiebungseinrichtung, die in der Kältemaschine bewegbar ist, um dadurch eine warme Kammer mit einem veränderlichen Volumen und wenigstens eine einzige kalte Expansionskammer mit einem veränderlichen Volumen zu bestimmen ,

c) eine Fluidsteuerungseinrichtung, die die Zuführung eines Hochdruckfluids zu der Kältemaschine und die Abführung eines ßiederdruckfluids von der Kältemaschine in sequentieller Weise steuern kann, wobei die Ifluidsteuerungseinrichtung besteht aus

(1) einer stationären Ventilplatte mit einem inneren ITuiddurchgang, der in einer Fluidverbindung mit der warmen Kammer der Kältemaschine steht,

(2) einer drehbaren Ventilscheibe in einer Oberflächenberührung mit der Ventilplatte, um dadurch mit der Ventilplatte einen Hochdruckfluiddurchgang und einen üiederdruckfluiddurchgang zu bestimmen, wobei die Durchgänge wechselweise in einer Fluidverbindung mit dem ITuiddurchgang in der Ventilplatte stehen, während sich die Drehventilscheibe dreht,

sowie durch

d) eine erste lluiddurchgangseinrichtung, die Hochdruckfluid zum Hochdruckfluiddurchgang in der Fluidsteuerungseinrichtung zuführen kann,

e) eine zweite Fluiddurchgangseinrichtung, die expandiertes Fluid aus dem Niederdruckfluiddurchgang in der Pluidsteuerungseinrichtung aufnehmen kann,

f) eine mechanische Antriebseinrichtung, die so angeordnet ist, daß die Drehventilscheibe gedreht und eine hin- und hergehende Bewegung der Verschiebungseinrichtung erteilt wird, wobei die Drehung der Drehventilscheibe und die hin- und hergehende Bewegung

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der Verschiebungseinrichtung so koordiniert sind, daß das Hochdruckfluid zur Kältemaschine geleitet wird, während die Verschiebungseinrichtung von der kalten Expansionskammer wegbewegt wird, und das Hiederdruckfluid von der Kältemaschine abgeführt wird, wenn die Verschiebungseinrichtung zur kalten Expansionskammer bewegt wird, und

g) eine Einrichtung zur Erzeugung einer geeigneten Koordinierung zwischen der Hin- und Herbewegung der Verschiebungseinrichtung und der Drehung der Drehventilscheibe, wenn die mechanische Antriebseinrichtung in jeder Richtung angetrieben wird.
8. Kryogen-Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die mechanische Antriebseinrichtung

a) einen Motor,

b) eine durch den Motor angetriebene Hauptantriebswelle,

c) eine Verschiebungseinrichtungswelle,

d) eine Einrichtung zum Umwandeln der Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung bei einem mechanischen Verbinden der Hauptantriebswelle und der Verschiebungseinrichtungswelle und

e) eine Einrichtung aufweist, um das Drehventil mit der Hauptantriebswelle mechanisch zu verbinden.
9. Kryogen-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Umwandeln der Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung eine überhängende Kurbel aufweist, die mit der Hauptantriebswelle verbunden ist, sowie eine Einschnitts-Joch-Einrichtung besitzt, die durch die Kurbel angetrieben wird und mit der Verschiebungseinrichtungswelle verbunden ist.
10. Kryogen-Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsfläche der Drehventilscheibe Polytetrafluoräthylen aufweist.

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11. Mechanisch, angetriebene Drehventil-Kryogen-Vorrichtung, gekennzeichnet durch

a) eine fltiidfeste Umschließung, die eine Kältemaschine bestimmt,

b) eine Verschiebungseinrichtung, die in der Kältemaschine bewegbar ist, um dadurch eine warme Kammer mit einem veränderlichen Volumen und wenigstens eine kalte Expansionskammer mit einem veränderlichen Volumen zu bestimmen,

c) eine ETuidsteuerungseinrichtung, die die Zuführung eines Hochdruckfluids zu der Kältemaschine und die Abführung des Fluids von der Kältemaschine sequentiell steuern

kann, wobei die !"luidsteuerungseinrichtung besteht aus (1) einer stationären Ventilplatte mit einem inneren Pluiddurchgang, der in einer Fluidverbindung mit der warmen Kammer der Kältemaschine steht, und

(2)einer Drehventilscheibe in einer Oberflächenberührung mit der Ventilplatte, um dadurch mit der Ventilplatte einen Hochdruckfluiddurchgang und einen Niederdruckfluiddurchgang zu bestimmen, wobei die Durchgänge wechselweise in einer IFluidverbindung mit dem ITuiddurchgang in der Ventilplatte stehen, während sich das Drehventil dreht,

sowie durch

d) eine erste Fluiddurchgangseinrichtung, die das Hochdruckfluid zum Hochdruckfluiddurchgang in der IFluidsteuerungseinrichtung zuführen kann, mit einer Hochdruckfluid-Einlaßleitung und einem Fluiddurchgang, der sich durch die Drehventilplatte erstreckt,

e) eine mechanische Antriebseinrichtung, die so angebracht ist, daß das Drehventil gedreht und eine hin- und hergehende Bewegung der Verschiebungseinrichtung erteilt wird, bestehend aus

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(1) einem Motor,

(2) einer Hauptantriebswelle, die durch den Motor angetrieben wird,

(3) einer Verschiebungseiiirichtungswelle,

(4·) einer Einrichtung zum Umwandeln der Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung mit einem mechanischen Verbinden der Hauptantriebswelle mit der Verschiebungseinrichtungswelle, und

(5) einer Einrichtung zum mechanischen Verbinden des Drehventils mit der Hauptantriebswelle,

(6) einer fluidfesten Umschließung, wobei die Drehung der Drehventilscheibe und die hin- und hergehende Bewegung der Vt_schiebungseinrichtung so koordiniert sind, daß das Hochdruckfluid zur Kältemaschine zugeführt wird, während die Verschiebungseinrichtung nach oben bis zu einem vorbestimmten Pegel bewegt wird, und das Fluid von der Kältemaschine abgeführt wird, wenn die Verschiebungseinrichtung ihre oberste Stellung erreicht und während sie nach unten zu einem vorbestimmten Pegel sich bewegt,

sowie durch

f) eine zweite Fluiddurchgangseinrichtung, die das expandierte Fluid aus dem Mederdruckfluiddurchgang in der Fluidsteuerungseinrichtung aufnehmen und das expandierte Fluid zu einem Biederdruckbehälter führen kann, wobei die zweite Fluiddurchgatigseinrichtung einen Fluiddurchgang aufweist, der sich durch die Ventilplatte erstreckt, und

g) eine Einrichtung zur Erzeugung einer geeigneten Koordinierung zwischen der hin- und hergehenden Bewegung der Verschiebungseinrichtung und der Drehung des Drehventils unabhängig von der " Antriebsrichtung der Haup t antri eb swelle·

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12, Kryοgen-Vorrichtung nach Anspruch. 11, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Einrichtung zur Schaffung Anschläge aufweist, die auf dem Umfang der Drehventilscheibe positioniert sind, und eine Nase "besitzt, die auf einer Antriebswelle positioniert ist, wobei die Anschläge und die Hase bezüglich zueinander betätigbar sind, um eine geeignete Koordinierung der Verschiebungseinrichtung mit der Drehventilschexbe zu schaffen.
13. Kryogen-Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Einrichtung zum Umwandeln der Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung eine überhängende bzw. freitragende Kurbel aufweist, die an der Hauptantriebswelle angelenkt ist, sowie eine Einschnitts-Joch-Einrichtung besitzt, die durch die Kurbel angetrieben wird und an der Verschiebungseinrichtungswelle angelenkt ist.

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