SE420862B - Anordning for forvaring av kryogenisk vetska under atmosferstryck - Google Patents

Description

.7806688-3 z person, som handhar apparaten, om någon droppe'av'Hefi škul1e"råka hamna på honom eller henne. En sådan droppe ger nämligen köldskador. Även om apparaten skulle vara utformad så, att ingen vätska, som slipper ut ur kärlet skulle kunna hamna på den eventuella operatören, så uppstår ett starkt fräsande ljud vi den häftiga avkokning av vätska, som blir följden, om kryogenisk vätska kommer i kontakt med något föremål med rumstemperatur. Detta upplevs som mycket obehag- ligt. I _ De ovan nämnda nackdelarna har sedan länge varit mycket besvärande, t o m så besvärande att vissa i och för sig önskvärda tillämpningar på apparater icke har kunnat verkställas, därför att kylning med kryogenisk vätska.har varit en nödvändighet. Dessa pro- blem har nu erhållit sin lösning därigenom att anordningen enligt uppfinningen erhållit de i patentkraven angivna kännetecknen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, där fig l-3 visar tre olika utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen. Éig l visar en första utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. Ett Dewar~kärl l utformat såsom en termosflaska med dubbla väggar l av något lämpligt material, såsom glas, plast eller metall har i sin inre sidovägg en av en ringformad skärm omgiven IR-detektor 2. Eftersom själva Dewar-kärlets konstruktion och IR- detektorns placering inte utgör någon del av uppfinningen och är välkänt för fackmannen, kommer någon närmare beskrivning av detta inte att göras. När kärlet l är fyllt med kryogenisk vätska, erhåller IR-detektorn 2 en verksam kylning. Dewar-kärlet är enligt uppfinningen fyllt med något vätskeabsorberande material, vilket kan binda kryo- genisk vätska. Av olika provade material har bomull visat sig vara ytterst verksamt, men även andra material, såsom aloxid-ull, Kadwool R e d, har visat sig ge tillfredsställande resultat.

Dewar-kärlet l är insatt i en hylsa 4, som har ett urtag mitt för detektorn 2 och som är betydligt vidare än vad som är moti- verat för att rymma själva kärlet 1, varigenom det finns ett mellan- rum mellan kärlets l och hylsans 4 väggar. I mellanrummet är en massa 35 ingjuten, som dels tjänar till att hålla kärlet i hylsan och dels utgör ett värmeisolerande skikt. Hylsan 4 är_i sin övre ände försedd med ett trattfcrmat element 5, vars ytterände är avvinklad nedåt och är infäst i hylsan 4. Den trattformade delen 5 sluttar ned mot kärlets l öppning och har väsentligen lika stor innerdiameter som kärlets i öppningsdiameter. Delen 5 är företrädesvis av något elektriskt ledande material eller har ett elektriskt ledande skikt och tjänar som elektro- statisk skärm, för att skärma av själva IR-detektorn 2 från elektro- 7806688-3 statiska störningar. Helst bör materialet i den del av skärmen, som är vänd mot skvalphusets 7 inre även vara värmeisolerande. Om skärmen helt igenom består av samma material bör detta helst vara både elekt- riskt ledande och värmeisolerande. Lämpligen är hylsan 4 av elektriskt ledande material. Det är givet att en elektrostatisk skärm bara är befogad i det fall ett Dewar-kärl skall användas för samverkan med en IR-detektor. Arrangemanget enligt uppfinningen kan mycket väl an- vändas även i andra sammanhang och därför är uppfinningen på intet sätt begränsad till att omfatta denna skärm.

Tätande fäst utanpå hylsan 4 vid dess övre ände sitter ett skvalphus 7 av något dåligt värmeledande material. Såsom framgår av figuren har skvalphuset 7 i denna utföringsform erhållit formen av övre delen av en flaska med gängor runt ytterdelen av sin hals. Pâ halsen sitter ett lock 8 påskruvat. Locket 8 är på sin in mot skvalp- huset 7 inre vettande del försedd med en tätning 9 av något fjäd- rande material. Vid påfyllning av kärlet l skruvas locket 8 av och påfyllningen sker således genom delens 7 öppning. Vätskan leds av den trattformade delen 5 ner i kärlet l.

I skvalphusets 7 vägg sitter ett rör 10 infäst. Röret skjuter intill ungefär mitten av skvalphuset och har avfasad ände med av- fasningen vänd mot kärlets l öppning. Andra änden på röret 10 mynnar en bit in i en bägarformad behållare ll med väggar av värmeledande material och fylld med ett material 12 som kan absorbera kryogenisk vätska. Behållaren ll är försedd med ett lock l3, som hålls fjäd- rande mot behållaren.

Anordningen enligt fig l fungerar på följande sätt. Om den enhet som anordningen sitter i skulle vändas upp och ned, så att vätska i kärlet rinner ut i skvalphuset 7, så kommer en del av vätskan att övergå till gasform. Eftersom husets 7 väggar är värme- isolerade kommer emellertid den största delen att kvarstå i vätske- form.

Hela tiden som det finns kryogenisk vätska i behållaren l kommer avdunstning av denna att ske. Denna gas måste avledas på något sätt, eftersom det annars bildas ett mycket starkt övertryck i behållaren. Detta sker genom röret 10 och behållaren ll, där fjädringen på locket 13 är sådan att när gas har bildats och övertryck på grund därav uppstår i skvalphuset 7 med vidhängande behållare ll, så lyfts locket något och gas kan då lätt läcka ut mellan locket och behållaren. Ibland kan viss del av vätskan också leta sig genom röret 10. Därför är behållaren ll försedd med det kryogenabsorberande materialet 12, vilket kvarhåller vätskan till dess den har hunnit förångas. 7806688-3 :h Givetvis rinner i skvalphusct 7 befintlig vätska tillbaka in i behållaren 1, så snart som enheten med anordningen enligt uppfinningen återtar sitt upprätta läge. Röret 10 har erhållit sin sneda avskärning för att inte vätska skall pressas ut genom röret 10 vid påfyllning.

Fig 2 visar en andra utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. Också i denna utföringsform är Dewar-kärlet l insatt i en hylsa 14.

Hylsan 14 är i sin övre del försedd med en ringformig inåt rakt inskjutande platt del 15, som är utformad i ett stycke med Khylsan. Hylsan sträcker sig en kort bit 36 över den ringformade delen 15. öppningen i ringen har ganska mycket större diameter än behållarens 1 öppningsdiameter. Hylsan 14 med delen 15 är av ett elektriskt ledande material, varigenom speciellt delen 15 bildar en elektrostatisk skä n.

Direkt på hylsans övre del över Dewar-kärlets öppning är ett lock anbringat. Detta lock är av något kraftigt värmeisolerande fast material, såsom frigolit e d med tjocka väggar och ett rela- tivt stort skvalputrymme ovanför kärlet 1. Lockets mot hylsan med Dewar-kärlet vända yta har fått en utformning, som ansluter till formen på den mot detta vända delen av hylsan. Således finns längst ut ett ringformigt uttag 19, i vilket det över delen 15 utskjutande partiet 36 av hylsan 14 vilar. Dessutom finns en utskjutande ring- formig del 20, vars ytterdiameter väsentligen överensstämmer med delens 15 innerdiameter, vars innerdiameter är något större än diametern på Dewar-kärlets öppning och vars höjd väsentligen över- ensstämmer med delens 15 tjocklek. Därigenom erhålles en god värme- tätning. Locket 17 hålls fjädrande fäst mot Dewar-kärlet, varigenom ' bildad gas i utrymmet tillåts att pysa ut, så att övertryck för- hindras. Med locket fjäderförspänt anordnat mot kärlet på detta sätt, förhindras också att fuktmättad luft kan vandra in i kärlet, eftersom det bara är vid övertryck inne i kärlet, som locket lättar.

Det är väsentligt att det inre av kärlet hålls så fritt från vatten som möjligt, speciellt som det kryogenabsorberande materialet 3 också mycket gärna binder vatten. I figuren visas fjädertrycket mot locket åstadkommet med en tryckfjäder, men det är helt uppenbart att denna endast är visad på detta sätt i figuren för att åskådliggöra principen och att vilken annan fjäderförspänning som helst kan användas.

I kärlet l är ett mycket tunnväggigt rör 21 fäst i öppningen, t ex fastlimmat. Detta rör sträcker sit en bit ln i kärlet och har till syfte att ge ett mindre utflöde ur kärlet l, om detta skulle 7806688-3 vändas upp och ner än vad som skulle vara fallet utan röret 21.

Då skulle kärlets väggar uppe vid mynningen verka såsom en tratt.

Med röret 2l insatt samlas i stället av materialet 3 icke helt absorberad vätska runt röret och en väsentligt mindre del rinner ut än vad som annars hade varit fallet.

I fig 3 visas ännu en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. Delarna l,2,3,7,l4 överensstämmer med fig 1. I kärlets öppning finns ett rör 22 insatt, som i sin övre ände är försedd med en trattformad platta 23 av något värmeisolerande material, vars ytterdiameter överensstämmer med skvalphusets 7 innerdiameter och är tätande fäst vid denna. Genom plattan 23 åstadkommas en värmeisolerande kavitet i skvalphuset 7. Om "en elektrostatisk skärm behövs för att detektera är det tänkbart att förse ytterdelen på skvalphuset 7 med ett skikt av elektriskt ledande material.

Röret 22 sträcker sig ett relativt långt stycke in i kärlet l.

I röret sitter dessutom ett avgasningsrör 24, som mynnar i skvalp- huset 7 och som i den inne i kärlet befintliga änden är böjd omkring rörets 22 kant och löper upp till kärlets översta del. Vid påfyllning av kärlet genom skvalphusets 7 övre del rinner vätskan via skvalphuset ner i Dewar-kärlet genom röret 22. Utan röret 24 uppstår en gasficka i kärlets övre del, varigenom följaktligen kärlet inte kan fyllas helt. Röret 24 åstadkommer ett utflöde av denna gas.

I denna utföringsform visas också ett rör 29 fäst vid locket 28, vilket här är insnäppt över det flaskliknande skvalphusets 7 halsdel. Denna är för detta ändamål försedd med en utskjuten fläns 30 och det bägarformade locket 28 är utfört av ett lätt fjädrande material och är i kanten försett med en inåt utskjutande fläns 3l.

Röret 29 sitter även infäst i en i botten på locket 28 anordnad ringformad kudde 32 av något mjukt fjädrande material, såsom gummi.

I rörets 29 mot utrymmet vettande del finns en ventil 33, som even- tuellt är elektriskt styrbar. Genom röret 29 kan påfyllning ske från något ställe på instrumentet, som innehåller anordningen enligt uppfinningen, vilket ställe sitter lämpligare till för påfyllning än locket 28. Man kan i vissa fall även tänka sig att koppla på en automatisk påfyllning av kärlet till röret 29 från någon yttre be- hållare vid indikering av någon i kärlet anbragt vätskeindikator eller med jämna tidsmellanrum, ifall instrumentet vid något tillfälle skall uppställas för att under någon längre tid automatiskt registrera ett värmeförlopp e d.

Liksom i utföringsformen enligt fig l finns även här i och för avluftning av skvalphuset ett rör 25 infäst i väggen, men i 7806688-3 denna utföringsform skjuter inte röret ända in till mitten av skvalphuset. Röret 25 är här rakt avskuret. Rörets andra ände mynnar i en med vätskeabsorberande material 27 fylld mot husets 7 ytter- vägg fastsatt, sluten behållare 26 med perforerad övre vägg 28, genom vilken gas kan passera. Röret 25 är tillslutet i den ände, som gränsar till behållarens 26 från skvalphuset 7 vända vägg, och har i stället en öppning i sin sidovägg ungefär mitt i behållaren.

Liksom i fig 1 har behållaren 26 till syfte att åstadkomma en säker avluftning utan att kryogenisk vätska skall kunna rinna ut, och detta sker genom att eventuell från skvalphuset genom röret 25 utrunnen vätska sugs upp av materialet 27 och avgasas innan den kan passera genom den perforerade väggen 28.

Många modifieringar är möjliga inom ramen för uppfinningen.

Claims (6)

7806688-3 P a t e n t k r a v

1. l. Anordning för förvaring av kryogenisk vätska under atmos- färstryck, där vätskan är fylld i ett Dewar-kärl, k ä n n e t e c k- n a d av följande kombination: Dewar-kärlet (1) är fyllt med ett material (3), som adsorberar kryo- genisk vätska, ett hålrum (7) är anordnat utanför och i anslutning till Dewar- kärlets (1) mynning, ett andra kärl (ll,26) är placerat i öppen kommunikation med hål- rummet (7), vilket andra kärl är fyllt med ett material (l2,27), som adsorberar kryogenisk vätska, när den befinner sig i vätskeform, men inte i väsentlig utsträckning, när den befinner sig i gasform, varvid det andra kärlet (ll,26) är anordnat avgasningsbart till den yttre atmosfären. '

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att det andra kärlet (ll,26) står i förbindelse med hâlrummet (7) via ett avledningsrör (l0,25), som skjuter in ett stycke i hâlrummet, så att rörets mynning inte befinner sig i anslutning till hâl- rummets vägg.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d 'av att avledningsröret (l0,25) mynnar approximativt mitt i hâlrummet (7) och har änden snett avskuren vänt mot Dewar-kärlets (l) mynning.

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att ett ifyllningsrör (2l,22) av dåligt värme- ledande material är insatt i Dewar-kärlets öppning och sträcker sig ett stycke in i kärlet.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att ifyllningsröret (2l,22) i sin mot hâlrummet vettande del är försedd med en trattformig del (23) av dåligt värmeledande material, vilken bildar en vägg i hâlrummet.

6. Anordning enligt krav 4 och 5, k ä n n e t e c k n a d av att ett avgasningsrör (24) är anordnat med ena mynningen i Dewar-kärlets (1) halsparti på utsidan av ifyllningsröret (2l,22) och den andra mynningen i hâlrummet (7).