NO115663B - - Google Patents

Description

Anordning for opprettholdelse av en lav temperatur av gjenstander, bestående av en beholder for kokende væske med en varmeisolerende vegg.

Oppfinnelsen angår en anordning for opprettholdelse av en lav temperatur av gjenstander, bestående av en beholder for kokende væske med en varmeisolerende vegg, særlig en flervegget vakuumisolasjon.

Anordninger av denne art anvendes f. eks.

for å holde gjenstander i sin helhet, f. eks. elektroniske koplingsanordninger på en,bestemt lav

temperatur. Disse gjenstander er dykket ned i en

væske som koker ved lav temperatur og som er

anbragt i en isolert beholder. Damptrykket over

væsken holdes da konstant. Væsken består som

oftest av flytende helium, flytende nitrogen osv.

Disse kjente anordninger har imidlertid den

ulempe at den statiske trykkfordeling i beholderen i vertikal retning fører med seg en tempera-turstigning i retning nedover.

Ved gjenstander med betydelige dimensjoner

i vertikal retning kan dette føre tii utillatelig

temperaturforskjell mellom oversiden og undersiden av gjenstanden.

For å unngå disse ulemper kan det i beholderen være anordnet en røreinnretning. Særlig ved de meget lave temperaturer som de vanligvis anvendte væsker medfører, medfører dette store komplikas j oner.

En annen mulighet for å unngå denne ulempe, består i å minske gj enstandenes vertikale dimensjoner og øke deres horisontale dimensjoner. De da anvendbare beholdere får store horisontale dimensjoner som kan medføre store tap.

Hensikten med oppfinnelsen er på enkel måte å eliminere ulempen ved temperaturfor-løpet som følge av det hydrostatiske trykk, uten at ulempene ved de kjente løsninger gjør seg gjeldende.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det i beholderen på forskjellige, nivåer er anordnet skåler som innneholder tilstrekkelig kokende væske til at de gjenstander som avkjøles er helt neddykket.

De komponenter som skal sammenbygges kan anbringes i forskjellige skåler og dykkes ned i væsken. Væskenivået i hver skål er bare en del av beholderens samlede høyde, slik at den hy-drostatisk trykkforskjell kan være liten og der-ved sikres jevn temperatur. Da skålene er anordnet i et felles damprom, er damptrykket over hver skål det samme. For på enkel måte å for-syne skålene med væske, kan disse ifølge oppfinnelsen ha sådan form at væsken når et bestemt nivå er nådd, kan renne over kanten eller et annet overløpsorgan, ned i en underliggede skål og oppfanges av denne.

Ved en fordelaktig utførelse ifølge oppfinnelsen kan alle skålene være festet til et rørformet element som i det minste mellom to til hverandre grensende skåler er forsynt med en mellomvegg som lukker det rørformede element, idet elementets vegg over hver mellomvegg er forsynt med en eller flere åpninger for tilførsel av væs-

ke til vedkommende, underliggende skål og elementet mellom hver mellomvegg og den under denne på elementet festede skål, kan også være forsynt med en eller flere åpninger som bestemmer det maksimale væskenivå i vedkommende skål.

Ved denne anordning kan skålene eventuelt sammen med de komponenter som skal avkjøles, lett fjernes fra beholderen.

Ved en annen utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen danner hver skål en enhet med beholderens innervegg.

Noen utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk ikke i naturlig målestokk en kjent isolert beholder for kokende væske i hvilken er anbragt gjenstander som skal avkjøles. Fig. 2 og 3 viser skjematisk anordninger hel-ler ikke i naturlg målestokk, ved hjelp av hvilke gjenstander kan holdes på lav temperatur og hvor beholderen er forsynt med skåler for den kokende væske og de gjenstander som skal av-kjøles.

På fig. 1 er beholderen 1 isolert ved dobbelt-vegger med vakuum imellom. I vakuumrommet mellom veggene kan det eventuelt være anbragt isolasjonsmateriale. Beholderen inneholder en kald, kokende væske, f. eks. flytende helium. Væsken er i likevekt med dampen. Damptrykket holdes konstant f. eks. på atmosfæretrykk. Det er selvsagt også mulig å lukke beholderen 1 oventil og anvende et annet damptrykk. I væsken er neddykket en gjenstand 2. Denne gjenstand kan f. eks. være en elektronisk koplingsanordning som som helhet skal avkjøles til en lav temperatur. Fig. la viser trykk- og temperaturforløpet som følge av det hydrostatiske trykk i beholderen, og tilkjennegir at trykket på oversiden av gjenstanden 2 avviker fra trykket på undersiden. Som følge derav avviker også temperaturen på oversiden fra temperaturen på undersiden. Dette gjør seg gjeldende på virkningen av f. eks. den elektroniske koplingsanordning. Fig. 2 viser skjematisk en anordning for opprettholdelse av en lav temperatur av gjenstander, f. eks. koplingsanordninger, hvor det også anvendes en vakuumisolert beholder 1. På inner-veggen av beholderen er festet skåler 3 i for-skjellig høyde. I hver skål 3 er anbragt en del 4 av den gjenstand som skal avkjøles. Dette er selvsagt bare mulig ved oppdelbare gjenstander slik som f. eks. elektroniske koplingsanordninger.

I skålen 3 kan væsken, f. eks. flytende helium, føres inn gjennom et tilførselsrør 5 og dampen kan tre ut gjennom en åpning 11 i lokket 12. Når den øverste skål er fylt med væske vil denne renne over kanten av skålen og ned i den underliggende skål osv. Damptrykket er det samme over hver skål og holdes konstant.

Trykk- og det tilsvarende temperaturforløp er vist på fig. 2a. Som man ser har temperaturen et meget jevnt forløp slik at hver del av den gjenstand som skal avkjøles har tilnærmet samme temperatur. Gjenstandens virkning kan på denne måte forbedres betydelig.

Fig. 3 viser en anordning for opprettholdel-

se av en lav temperatur av gjenstander. Denne anordning har også en vakuumisolert beholder 1

i hvilken det er anbragt et sentralt, rørformet element 6 som skålene 7 er festet til. I det rør-formede element er det anbragt et antall mel-lomvegger 8. Rett over hver av disse mellomveg-ger er det i det rørformede elements 6 vegg anordnet åpninger 9 og videre har det rørformede elements vegg åpninger 10 som bestemmer det maksimale væskenivå i hver skål. Væsken kan tilføres gjennom tilførselsrøret 5 som munner ut i det rørformede element 6. Eventuelt kan røret 5 også munne ut direkte i den øverste skål. Væsken som treffer den øverste mellomvegg 8 vil renne ut gjennom åpningen 9 og ned i den øverste skål. Når væsken i denne skål har nådd åpningen 10 renner væsken ut av skålen igjen og inn i det rørformede element og derfra ned i den underliggende skål, osv.

Skålene tjener til å oppta deler 4 av den gjenstand som skal avkjøles.

Fig. 3a viser at temperaturen over alt har tilnærmet samme verdi slik at delene 4 har samme temperatur.

Anordningen ifølge fig. 3 har den fordel at det rørformede element 6 med skålene som er festet til elementet lett kan anbringes i beholderen og også lett tas ut av denne, slik at inn-føringen av de enkelte komponenter av den gjenstand som skal avkjøles og eventuelt overvåk-ning av disse kan utføres meget enkelt.

Av ovenstående fremgår at oppfinnelsen med meget enkle midler tilveiebringer en anordning for opprettholdelse av en lav temperatur av gjenstander hvor det ikke opptrer noen temperaturforskjell som følge av det hydrostatiske trykk.

Claims (4)

1. Anordning for opprettholdelse av en lav temperatur av gjenstander, bestående av en beholder for kokende væske med en varmeisolerende vegg, særlig en flervegget vakuumisolasjon,karakterisert vedat det i beholderen (1)

på forskjellige nivåer er anordnet skåler (3, 7) som inneholder tilstrekkelig kokende væske til at de gjenstander (4) som skal avkjøles er helt neddykket.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat skålene (3, 7) har sådan form av væsken når et bestemt nivå er nådd, kan renne over kanten eller et annet overløpsorgan, ned i en underliggende skål.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat alle skålene (7) er festet til et rørformet element (6) som i det minste mellom to til hverandre grensende skåler er forsynt med en mellomvegg (8) som lukker det rørformede element, at elementets vegg over hver mellomvegg er forsynt med en eller flere åpninger (9) for tilførsel av væske til vedkommende, underliggende skål, og at elementveg-gen mellom hver mellomvegg og den under denne på elementet festede skål, også er forsynt med en eller flere åpninger (10) som bestemmer det maksimale væskenivå i vedkommende skål.

4. Anordning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat hver skål danner en enhet med beholderens innervegg.