DE3915788C2 - Kryostat mit einem Überdruckdeckel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kryostat, insbesondere einen Helium-Kryostat mit zusätzlichem Stickstofftank und einem Vakuumteil, mit einem an der Außenseite der Behälterwand des Kryostaten angeordneten, eine Öffnung verschließenden Überdruck­ deckel.

Solche Kryostaten werden beispielsweise zur Aufnahme der supra­ leitenden Magnetspule eines NMR-Spektrometers verwendet. Es ist bekannt, daß der Kryobehälter, der die kryogene Flüssigkeit eines Kryostaten aufnimmt, von einem Vakuummantel umschlossen ist. Der Vakuumraum ist zur Wärmeisolierung des Kryobehälters evakuiert und außerdem der Kryobehälter mit einer Superisola­ tionsfolie umhüllt. Für das Evakuieren des Vakuumraums ist dieser mit einem Vakuumventil versehen, über das der Vakuumraum mit einer Vakuumpumpe verbunden und nach dem Auspumpen des Vakuumraums wieder verschlossen werden kann. Weiterhin weist der Vakuumraum einen Überdruckdeckel auf, der als Sicherheits­ vorrichtung gegen einen unzulässig hohen Druck im Vakuumraum dient. Dieser Überdruckdeckel wird bei evakuiertem Vakuumraum durch den Atmosphärendruck bzw. Umgebungsdruck gegen die Be­ hälteröffnung des Kryostaten gedrückt und dichtet diese über einen Dichtring, in der Regel einen O-Ring ab. Wird beim Betrieb des Kryostaten der Kryobehälter undicht, so gelangt die Kryo­ flüssigkeit auf den warmen Vakuummantel und verdampft. Die Volumenzunahme des kryogenen Mediums durch den Übergang von der flüssigen in die gasförmige Phase bewirkt einen Druckanstieg im Vakuumraum. Übersteigt dieser Druck den Atmosphären- bzw. Umgebungsdruck, so wird der Überdruckdeckel abgehoben und läßt das Gas durch die Behälteröffnung des Kryostaten ins Freie entweichen und verhindert so ein Bersten des Vakuumbehälters und den damit verbundenen Gefahren. Wird durch das Abheben des Überdruckdeckels jedoch nur ein geringer Querschnitt freige­ geben, so besteht die Gefahr, daß eventuell abgerissene Super­ isolationsfolie diesen Überströmquerschnitt verstopft und ein weiteres Entweichen von Gas verhindert wird.

Wird der Überdruckdeckel an der Behälteröffnung des Kryostaten lediglich über den Atmosphärendruck gehalten, so besteht die Gefahr, daß bei einem einmalig auftretenden Überdruck im Vaku­ umraum der Überdruckdeckel abhebt, in diesem Fall aufgrund seiner Gewichtskraft abfällt und somit eine ständige Verbindung des Vakuumraums mit der Atmosphäre hergestellt ist. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn beim Aufwärmen eines leeren Kryobehälters, das durch Fluten des Vakuumraums mit trockenem Stickstoff-Gas geschieht, ein Überdruck im Vakuumraum dadurch entsteht, daß kaltes Gas, das im Vakuumteil des Kryostaten an der Oberfläche des Innenbehälters für flüssiges Helium ausgefroren war, nun auftaut und verdampft. Die Gasentwicklung ist bei diesem Vorgang jedoch nicht so heftig wie bei einem Leck im Kryobehälter. Bei einem Auftauen und Verdampfen von gefrorenem Stickstoff-Gas wird gefordert, daß sich der Überdruckdeckel nur öffnet, um den Überdruck abzubauen, und danach die Öffnung des Behälters gegen eindringende Feuch­ tigkeit, Luft, Schmutz etc. wieder verschließt, da die Feuch­ tigkeit sich an der noch kalten Superisolationsfolie nieder­ schlagen und deren Wirkung dadurch nachteilig beeinflussen könnte.

Zwar ist bekannt am Kryostatbehälter ein Überdruckventil mit kleinem Querschnitt und zusätzlich eine Berstscheibe mit großem Querschnitt anzubringen. Das Überdruckventil besitzt die Aufgabe geringe Überdrücke durch kurzzeitiges Öffnen abzubauen. Herrscht im Behälter jedoch ein hoher Überdruck, der durch das Überdruck­ ventil nicht mehr abgebaut werden kann, so bricht die Quer­ scheibe, wodurch ein großer Öffnungs- bzw. Überströmquerschnitt hergestellt wird. Diese Sicherheitseinrichtung ist jedoch um­ ständlich, da der Behälter mit zwei Vorrichtungen versehen werden muß, und außerdem kostenintensiv, da die Berstscheibe als nicht-reversible Sicherheitsvorrichtung nach dem Bruch gegen eine neue ersetzt werden muß.

Die Berstscheibe kann auch als Scheibe ausgebildet sein, die bei Überdruck im Behälter weggeschleudert wird. Um das Bedienungspersonal nicht durch die herumfliegende Scheibe zu gefährden, wird die Berstscheibe i.a. an der Unterseite des Behälters angeordnet. Diese Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Berstscheibe schon bei einem geringen Überdurck im Behälter abfällt. Um dies zu verhindern wird in der Praxis die Scheibe z. B. mittels eines Klebstoffes oder eines Klebe­ bandes am Behälter fixiert, um so das Abfallen zu verhindern. Die Klebeverbindung beeinflußt jedoch den Öffnungszeitpunkt zu dem die Scheibe bei einem bestimmten Innendruck abheben soll, so daß dadurch Unfälle provoziert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kryostaten bereitzustellen, der eine höhere Sicherheit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine den Über­ druckdeckel an der Behälterwand des Kryostaten haltende Spann­ vorrichtung, die in ihrer Schließstellung den Überdruckdeckel unter Federkraft am Rand der Behälteröffnung hält derat, daß der Überdruckdeckel bei einem geringen Überdruck entgegen der Federkraft geringfügig abhebt, und bei einem hohen Überdruck die Spannvorrichtung ihre Offenstellung einnimmt und den Über­ druckdeckel von der Behälteröffnung freigibt.

Der erfindungsgemäße Kryostat ist mit einem Überdruckdeckel versehen, der eine Spannvorrichtung aufweist, über die er an dem Rand der Behälteröffnung befestigbar ist. Bei abgenommenem Überdruckdeckel ist die Spannvorrichtung in ihrer Offenstellung, so daß sie durch die lichte Weite der Öffnung einführbar ist. Nach dem Einführen der Spannvorrichtung in die Behälteröffnung, d.h. nach dem Verschließen der Behälteröffnung mit dem Über­ druckdeckel, befindet sich die Spannvorrichtung in der Schließ­ stellung und liegt unter Federkraft am Rand der Behälteröffnung an und hält dadurch den Überdruckdeckel in der die Behälter­ öffnung verschließenden Lage.

Herrscht nun in dem Vakuumraum des Kryostaten ein geringer Überdruck, so öffnet der Überdruckdeckel die Öffnung der Behäl­ terwand nur geringfügig, indem er entgegen der Federkraft ge­ ringfügig von der Außenoberfläche der Behälterwand abhebt und dadurch ein Entweichen des Überdrucks ermöglicht. Die Spannvor­ richtung des Überdruckdeckels befindet sich nach wie vor in der Schließstellung, in der sie unter Federkraft am Rand der Behälteröffnung anliegt und dadurch den Überdruckdeckel fest­ hält. Kommt es im Vakuumraum des Kryostaten, z. B. aufgrund eines Lecks im Kryobehälter, zu einer Verdampfung des kryogenen Mediums, so steigt der Druck innerhalb des Vakuumraums schlag­ artig an, so daß ein nur geringfügiges Abheben des Überdruck­ deckels von der Öffnung der Behälterwand für den Druckausgleich nicht ausreicht. In diesem Fall wird der Überdruckdeckel so weit von der Öffnung der Behälterwand abgehoben, daß die Spann­ vorrichtung von ihrer Schließstellung in die Offenstellung übergeht, wodurch der Überdruckdeckel sich vollständig vom Kryostaten lösen kann. Aus der nunmehr freigegebenen Behälter­ öffnung kann das verdampfte kryogene Medium und eventuell ab­ gerissene Superisolationsfolie ins Freie gelangen.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Spannvorrichtung wenigstens eine am Rand der Behälteröffnung anliegende Klaue auf, über die die Verbindung des Überdruckdeckels mit dem Be­ hälter hergestellt wird. Diese Klaue hält den Überdruckdeckel auch bei belüftetem Behälter an der Behälteröffnung.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wird eine defi­ nierte Lage der Klaue der Spannvorrichtung am Rand der Behäl­ teröffnung dadurch erreicht, daß die Klaue zwei den Rand der Behälteröffnung hintergreifende Nasen aufweist.

Bevorzugt ist die Klaue über eine Führungseinrichtung radial bezüglich der Deckelachse verschieblich geführt, so daß die Klaue beim Übergang der Spannvorrichtung von der Offenstellung in die Schließstellung von ihrer zum Rand der Behälteröffnung beabstandeten Lage in Richtung auf diesen bis zur Anlage an diesem verlagerbar ist.

Nach dem Ansetzen der Spannvorrichtung am Rand der Behälteröff­ nung, wobei nun die Klaue am Öffnungsrand anliegt, wird eine Anlage des Überdruckdeckels an der Behälterwand dadurch er­ reicht, daß die Klaue über eine Führungseinrichtung in Richtung auf die Deckelinnenfläche verschieblich geführt ist.

Bevorzugt ist die Führungseinrichtung im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei die freien Enden der beiden Schenkel mit der Innenfläche des Überdruckdeckels verbunden sind und wenig­ stens ein Schenkel an seiner Innenseite eine zum Steg der U- förmigen Führungsvorrichtung verlaufende Führungsnut aufweist, in der ein an der Klaue angreifender Schwenkhebel gelagert ist. Über den Schwenkhebel ist die Klaue mit der U-förmigen Führungseinrichtung und somit mit dem Überdruckdeckel verbunden. Durch Verschwenken des Schwenkhebels um das in der Führungsnut liegende Lager wird der Überdruckdeckel in Richtung auf die Öffnung der Behälterwand bewegt bzw. von dieser abgehoben. Außerdem wird über diesen Schwenkhebel die die Klaue zur Anlage am Rand der Behälteröffnung zwingende Federkraft auf die Klaue übertragen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das innerhalb der U-förmigen Führungseinrichtung liegende Ende des Schwenk­ hebels mit einer parallel zum Steg in radialer Richtung wir­ kenden Federkraft beaufschlagt ist und das andere, außerhalb der Führungseinrichtung sich befindende Ende an der Klaue an­ greift. Bevorzugt ist der Schwenkhebel in der Nut drehbar und in der Nut radial bezüglich der Deckelachse verschieblich ge­ lagert. Dies hat den Vorteil, daß der Schwenkhebel nicht nur eine Drehbewegung sondern auch eine Verschiebung in einer zum Überdruckdeckel parallelen Ebene durchführen kann.

Ein leichtes Einführen der Spannvorrichtung in die Behälteröff­ nung wird dadurch erreicht, daß die am Schwenkhebel festgelegte Klaue derart kippbar ist, daß ihr vom Überdruckdeckel abge­ wandtes Ende in Richtung der Mittelachse des Deckels einschwenk­ bar ist. Beim Einschieben der Spannvorrichtung in die Öffnung der Behälterwand durchgreift dieses Ende bei gekippter Klaue die lichte Weite der Öffnung der Behälterwand bzw. ist der Überdruckdeckel beim Entfernen aufgrund des eingeschwenkten Endes der Klaue mühelos von der Behälterwand abnehmbar.

Nach dem Einsetzen der Spannvorrichtung in die Öffnung der Behälterwand wird der Überdruckdeckel dadurch in Richtung der Behälterwand verschoben, daß die Klaue entlang der Außenseite eines der Schenkel der U-förmigen Führungseinrichtung längsver­ schieblich geführt ist.

Bevorzugt wird ein Kippen der Klaue in der Offenstellung der Spannvorrichtung dadurch erreicht, daß die dem Schenkel der U- förmigen Führungseinrichtung zugewandte Seite der Klaue zwei durch eine Kante voneinander getrennte Bereiche aufweist, wobei der eine, dem Überdruckbehälter zugewandte Bereich, parallel zur Anlagefläche der Klaue für den Rand der Behälteröffnung und der andere Bereich unter einem Winkel α in Richtung auf die Anlagefläche der Klaue zulaufend ausgebildet ist.

Bevorzugt wird die Federkraft von einer Spiralfeder erzeugt und verlaufen die Schwenkachsen parallel zur Ebene des Über­ druckdeckels.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spannvorrichtung symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Überdruckdeckels aufgebaut. Die Spannvorrichtung weist demnach zwei einander gegenüberliegende Klauen auf.

Vorteilhaft ist die Spannvorrichtung an der Innenseite des Überdruckdeckels angeordnet, so daß sie bei am Behälter an­ liegendem Überdruckdeckel geschützt im Innern des Behälters liegt.

Bevorzugt ist der Überdruckdeckel am Vakuumteil des Kryostaten vorgesehen, wobei sich der Vakuumteil vorteilhaft zwischen dem Stickstofftank und einem Strahlungsschild befindet und im Vakuumteil eine Superisolierung vorgesehen ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Überdruck­ deckel an der Unterseite des Kryostaten angeordnet. Eine weitere Zweckmäßigkeit besteht darin, daß der Überdruckdeckel aus un­ magnetischem Material, z. B. Aluminium oder dergleichen besteht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung, ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben wird. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines längs aufgeschnittenen Kryostaten;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Überdruckdeckel mit Spannvorrichtung, wobei die Spannvorrichtung sich mit gekippten Klauen in Offenstellung befindet;

Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 2 mit am Rand der Behälteröff­ nung anliegenden Klauen;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Überdruckdeckel, wobei sich die Spannvorrichtung labil zwischen der Offen- und der Schließstellung befindet;

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Überdruckdeckel, wobei sich die Spannvorrichtung in der Schließstellung befindet; und

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI durch die Spannvorrichtung gemäß Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt einen insgesamt mit 50 bezeichneten Kryostaten, der innerhalb eines den Behälter darstellenden Mantels 51 von außen nach innen gesehen ein Vakuumteil 52, einen Stickstofftank 53 in einem weiteren Vakuumteil 54 zwei Strahlungsschilde 55 und 56, eine Superisolationsfolie 57, einen Heliumtank 58 und einen sich im Heliumtank 50 befindenden Spulenkörper 59 aufweist. Am Boden 60 der Behälterwand 1 be­ findet sich eine Öffnung 2, die in den Vakuumteil 52, 54 des Kryostaten 50 mündet und die mittels eines Überdruckdeckels 4 verschlossen ist.

Die Fig. 2 zeigt von dem in Fig. 1 dargestellten Kryostaten 50 die Behälterwand 1 in der die Öffnung 2 vorgesehen ist, die durch die Ränder 3 der Behälterwand 1 begrenzt wird. Die Öffnung 2 verbindet den Vakuumraum 52, 54 des Kryostaten 50 mit der den Atmosphärendruck aufweisenden Umgebung. Zum Verschließen der Öffnung 2 ist der Überdruckdeckel 4 an der Außenseite 5 der Behälterwand 1 die Öffnung 2 übergreifend aufgesetzt. Dieser Überdruckdeckel 4 weist eine mit der Innenseite 6 verbundene Spannvorrichtung 7 auf. Eine starre Verbindung der Spannvor­ richtung 7 mit dem Überdruckdeckel 4 wird z. B. über eine Ver­ schraubung oder dergleichen erreicht. Die Spannvorrichtung 7 weist eine U-förmig ausgebildete Führungseinrichtung 8 auf, die aus einem Steg 9 und zwei an den Enden des Stegs 9 sich in Richtung auf den Überdruckdeckel 4 erstreckenden Schenkeln 10 und 11 besteht. An den Innenseiten 12 der Schenkel 10 und 11 sind Nuten 13 vorgesehen, die parallel zur Längserstreckung des Stegs 9 in die Schenkel 10 und 11 eingebracht sind. In diesen Nuten 13 befinden sich Querstifte 14, die als Drehlager für Schwenkhebel 15 dienen. Die Querstifte 14 sind sowohl in Längsrichtung der Nuten 13 verschieblich als auch um ihre eigene Achse drehbeweglich in den Nuten 13 gelagert. Am einen, inner­ halb der U-förmig ausgebildeten Führungseinrichtung liegenden Ende 16 der Schwenkhebel 15 sind Federaufnahmen 17 vorgesehen, die in die beiden offenen Enden einer Schrauben-Druckfeder 18 eingreifen. Die beiden anderen Enden 19 sind über Querbolzen 20 mit Klauen 21 verbunden. Diese Klauen 21 sind über den Quer­ bolzen 20 ebenfalls schwenkbeweglich an den Enden 19 der Schwenkhebel 15 festgelegt. Die der Führungseinrichtung 8 ab­ gewandte Seite der Klauen 21 weist eine obere Nase 22 und eine untere Nase 23 auf, wobei die untere Nase 23 an der Außenseite 5 der Behälterwand 1 im Bereich des Randes 3 der Öffnung 2 angreift, hingegen die Nase 22 innerhalb der lichten Weite der Öffnung 2 sich befindet. Die den Schenkeln 10 und 11 zugewandten Seiten 24 der Klauen 21 weisen zwei Bereiche 25 und 26 auf, wobei der Bereich 26 parallel zu der zwischen den beiden Nasen 22 und 23 sich erstreckenden Anlagefläche 27 verläuft und der Bereich 25 um einen Winkel α (Fig. 3) in Richtung auf die An­ lagefläche 27 geneigt ist. Die in der Fig. 2 wiedergegebenen Klauen 21 sind um den Querbolzen 20 derart verschwenkt, daß der Bereich 25 der Seite 24 an der Außenseite der beiden Schen­ kel 10 und 11 anliegt, wohingegen der Bereich 26 zur Außenseite der beiden Schenkel 10 und 11 den Winkel α einschließt. Durch diese gekippte Stellung der Klauen 21 liegen diese in einem ge­ wissen Abstand zum Rand 3 der Öffnung 2 der Behälterwand 1, so daß die Nasen 22 sich innerhalb der lichten Weite der Öffnung 2 befinden. Diese gekippte Lage der Klauen 21 ist stabil, da über die Federkraft der Schrauben-Druckfeder 18 die beiden Federaufnahmen 17 auseinandergedrückt werden, und dadurch über die Schwenkhebel 15, durch Umlenkung dieser Kraft über die Quer­ stifte 14, die beiden Klauen 21 mit ihren Bereichen 25 an die Außenseiten der beiden Schenkel 10 und 11 gedrückt werden. In dieser Lage der Spannvorrichtung 7, die die Offenstellung dar­ stellt, ist ein einfaches Einführen der beiden Klauen 21 in die Öffnung 2 bis zur Anlage der Nasen 23 an der Außenseite 5 der Behälterwand 1 im Bereich des Randes 3 möglich.

Ein weiteres Andrücken des Überdruckdeckels 4 in Richtung der Öffnung 2 bewirkt ein Verschwenken der beiden Klauen 21, so daß deren Anlagefläche 27 auf dem Rand 3 der Öffnung 2 zu liegen kommen. In dieser Lage umgreifen die beiden Nasen 22 und 23 den Rand 3 und sichern dadurch die Spannvorrichtung 7 gegen ein Verrutschen. Das Verschwenken der Klauen 21 wird dadurch bewirkt, daß sich die Nase 23 beim weiteren Andrücken des Über­ druckdeckels 4 an der Außenseite 5 der Behälterwand 1 abstützt und die Klauen 21 über die die Bereiche 25 und 26 voneinander trennende Kante 28 (Fig. 2) kippen, so daß nunmehr der Bereich 26 sich in paralleler Lage zur Außenseite der Schenkel 10 und 11 befindet. Das Kippen der Klauen 21 bewirkt gleichzeitig eine geringfügige Verschwenkung der Schwenkhebel 15 um die Querstifte 14, wodurch die Federaufnahmen 17, die an den Enden 16 der Schwenkhebel 15 vorgesehen sind, einander angenähert werden, was ein geringfügiges Zusammendrücken der Schraubenfeder 18 bewirkt.

Ein weiteres Andrücken des Überdruckdeckels 4 in Richtung auf die Öffnung 2 der Behälterwand 1 bewirkt eine weitere Verschwen­ kung der Schwenkhebel 15 um die Querstifte 14, und gleichzeitig eine Translationsbewegung dieser Querstifte 14 innerhalb der Nuten 13 der Schenkel 10 und 11 in Richtung auf die Innenseite der U-förmigen Führungseinrichtung 8. Da sich nun der Querbolzen 20, über den die Klauen 21 mit dem Schwenkhebel 15 gelenkig verbunden sind, die Querbolzen 14 und die Federaufnahmen 17 in einer Fluchtlinie befinden, und zudem sich die Schraubenfeder 18 in einem maximal zusammengedrückten Zustand befindet, ist diese Lage der Spannvorrichtung 7 eine labile Lage zwischen der Fig. 5, wie nachfolgend beschrieben, gezeigten Schließstel­ lung.

Durch ein geringfügiges weiteres Andrücken des Überdruckdeckels 4 in Richtung auf die Behälterwand 1 wird die Spannvorrichtung 7 aus ihrer in der Fig. 4 gezeigten labilen Lage herausbewegt und geht selbsttätig in die in der Fig. 5 wiedergebene Schließ­ stellung über. Dieser selbsttätige Übergang in die Schließstel­ lung wird durch die Schraubenfeder 18 bewirkt, deren Federkraft die beiden Federaufnahmen 17 auseinander drängt und dadurch die Schwenkhebel 15 um die Querstifte 14 verschwenkt. Gleich­ zeitig erfolgt wiederum eine Translationsbewegung dieser Quer­ stifte 14 innerhalb der Nuten 13 in Richtung auf die Außenseiten der Schenkel 10 und 11 der U-förmigen Führungseinrichtung 8. Die stabile Schließstellung ist dann erreicht, wenn der innere Umfangsrand 29 des Überdruckdeckels 4 an der Außenseite 5 der Behälterwand 1 anliegt. An der Innenseite 6 des Überdruckdeckels 4 ist angrenzend an den inneren Umfangsrand 29 eine Umfangsnut 31 vorgesehen, in der ein Dichtungsring 32, insbesondere ein O-Ring eingelegt ist, der bei der Anlage des inneren Umfangs­ randes 29 an der Außenseite 5 der Behälterwand 1 verquetscht wird und dadurch die Öffnung 2 dichtend gegenüber der Umgebung abschließt.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Überdruckdeckels 4 beschrieben.

Bei der in der Fig. 6 wiedergegebenen Ansicht VI-VI sind unter anderem zwei Befestigungsteile 30 erkennbar, über die z. B. die Spannvorrichtung 7 an der Innenseite 6 befestigt werden kann. Außerdem werden über die Befestigungsteile 30 die Querstifte 14 in den Nuten 13 gegen seitliches Herausrutschen gesichert.

Entsteht nun innerhalb des Kryostaten 50 ein geringfügiger Über­ druck, so hebt der Überdruckdeckel 4 un­ ter Verschwenkung der Schwenkhebel 15 bei gleichzeitigem Zusammendrücken der Schrau­ benfeder 18 um einen gewissen Betrag von der Außenseite 5 der Behälterwand 1 ab, so daß der Überdruck ins Freie, d.h. in die Atmosphäre entweichen kann. Da dem Überdruck stets die Feder­ kraft der Schraubenfeder 18 entgegenwirkt, schließt der Über­ druckdeckel 4 die Öffnung 2 des Kryostaten 50 ab, bevor der Überdruck vollständig abgebaut ist, d.h. der Überdruckdeckel 4 schließt bei einem noch herrschenden geringen Überdruck, der jedoch niedriger ist, als der zum Beginn des Druckausgleichs. Die Spannvorrichtung 7 des Überdruckdeckels 4 erlaubt damit eine Absenkung des Überdrucks auf einen bestimmten Wert, der jedoch stets oberhalb des Umgebungsdruckes liegt. Aufgrund des stets herrschenden, wenn auch geringfügigen Überdrucks innerhalb des Kryostaten 50 wird verhindert, daß z. B. Feuchtigkeit in das Innere des Kryostaten 50 eindringen und sich z. B. auf der noch kalten Superisolationsfolie 57 niederschlagen und deren Wirkung vermindern kann. Durch geeignete Wahl der Federkraft der Schraubenfeder 18 und des Gewichtes des Überdruckdeckels 4 mit Spannvorrichtung 7 ist der nach dem Schließen des Überdruck­ deckels 4 noch herrschende Innendruck des Kryostaten 50 bestimm­ bar.

Ändert sich dagegen der Innendruck nicht allmählich sondern z. B. aufgrund eines Lecks im Kryobehälter schlagartig, so wird der Überdruckdeckel 4 so weit von der Außenseite 5 der Behäl­ terwand 1 abgehoben, so daß die Spannvorrichtung 7 die in der Fig. 4 wiedergegebene labile Stellung überschreitet und die in den Fig. 2 und 3 wiedergegebene Offenstellung einnimmt. In dieser Offenstellung werden schließlich die Klauen 21 um die Kante 28 derart verschwenkt, daß die Bereiche 25 an den Außen­ seiten 24 der beiden Schenkel 10 und 11 anliegen und dadurch die beiden Nasen 22 der Klauen 21 innerhalb der lichten Weite der Öffnung 2 zu liegen kommen, so daß der Überdruckdeckel 4 zusammen mit der Spannvorrichtung 7 die Öffnung 2 freigeben kann. Über die nun vollständig freie Öffnung 2 kann das inner­ halb des Kryostaten 50 verdampfende kryogene Medium in die Atmosphäre entweichen, ohne daß die Gefahr der Zerstörung des Vakuumbehälters besteht.

Claims (19)

1. Kryostat, insbesondere ein Helium-Kryostat mit zusätzlichem Stickstofftank und einem Vakuumteil, mit einem an der Außenseite der Behälterwand des Kryostaten angeordneten, eine Öffnung verschließenden Überdruckdeckel, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruckdeckel (4) am Vakuumteil des Kryostaten vor­ gesehen ist und eine den Überdruckdeckel (4) an der Be­ hälterwand (1) des Kryostaten haltende Spannvorrichtung (7) in ihrer Schließstellung den Überdruckdeckel (4) unter Federkraft (Feder 18) am Rand (3) der Behälteröffnung (2) hält derart, daß der Überdruckdeckel (4) bei einem geringen Überdruck entgegen der Federkraft geringfügig abhebt, und bei einem hohen Überdruck die Spannvorrichtung (7) ihre Offenstellung einnimmt und den Überdruckdeckel (4) von der Behälteröffnung (2) freigibt.

2. Kryostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (7) wenigstens eine am Rand (3) der Be­ hälteröffnung (2) anliegende Klaue (21) aufweist.

3. Kryostat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klaue (21) zwei den Rand (3) der Behälteröffnung (2) hin­ tergreifende Nasen (22 und 23) aufweist.

4. Kryostat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klaue (21) über eine Führungseinrichtung (8) radial bezüglich der Deckelachse verschieblich geführt ist.

5. Kryostat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klaue (21) über eine Führungseinrichtung (8) in Richtung auf die Deckelinnenseite (6) verschieblich geführt ist.

6. Kryostat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (8) im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei die freien Enden der beiden Schenkel (10 und 11) mit der Innenseite (6) des Überdruckdeckels (4) verbunden sind und wenigstens ein Schenkel (10 oder 11) an seiner Innenseite (12) eine zum Steg (9) der U- förmigen Führungseinrichtung (8) verlaufende Führungsnut (13) aufweist, in der ein an der Klaue (21) angreifender Schwenkhebel (15) gelagert ist.

7. Kryostat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innerhalb der U-förmigen Führungseinrichtung (8) liegende Ende (16) des Schwenkhebels (15) mit einer parallel zum Steg (9) in radialer Richtung wirkenden Federkraft (Feder 18) beaufschlagt ist und das andere, außerhalb der Füh­ rungseinrichtung (8) sich befindende Ende (19) an der Klaue (21) angreift.

8. Kryostat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (15) in der Führungsnut (13) drehbar und in der Nut (13) radial bezüglich der Deckelachse (33) verschieblich gelagert ist.

9. Kryostat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die am Schwenkhebel (15) festgelegte Klaue (21) derart kippbar ist, daß ihr vom Überdruckdeckel (4) abgewandtes Ende in Richtung der Mittelachse des Deckels (4) einschwenkbar ist.

10. Kryostat nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klaue (21) entlang der Außenseite (24) eines der Schenkel (10 oder 11) der U-förmigen Führungs­ einrichtung (8) längsverschieblich geführt ist.

11. Kryostat nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dem Schenkel (10 oder 11) der U-förmigen Führungseinrichtung (8) zugewandte Seite (24) der Klaue (21) zwei durch eine Kante (28) voneinander getrennte Bereiche (25 und 26) aufweist, wobei der eine, dem Über­ druckdeckel (4) zugewandte Bereich (26) parallel zur An­ lagefläche (27) für den Rand (3) der Behälteröffnung (2) und der andere Bereich (25) unter einem Winkel α in Rich­ tung auf die Anlagefläche (27) zu laufend ausgebildet ist.

12. Kryostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft von einer Schraubenfeder (18) erzeugt wird.

13. Kryostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen des Schwenkhebels (15) parallel zur Ebene des Überdruckdeckels (4) verlaufen.

14. Kryostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (7) symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Überdruckdeckels (4) aufge­ baut ist.

15. Kryostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (7) an der Innen­ seite (6) des Über­ druckdeckels (4) angeordnet ist.

16. Kryostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuumteil zwischen dem Stickstofftank und einem Strahlungsschild vorgesehen ist.

17. Kryostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Vakuumteil eine Superisolierung vorgesehen ist.

18. Kryostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruckdeckel (4) an der Unter­ seite des Kryostaten angeordnet ist.

19. Kryostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruckdeckel (4) aus unmagne­ tischem Material besteht.