DE1601918C - Vorrichtung zum Einfüllen von Helium in den Hehmbehalter eines Kryostaten mittels eines Hebers - Google Patents

Description

Beim erstmaligen Füllen des Kryostnton kann bui dieser Vorrichtung das flüssige Helium der zum Boden des HeliumbohUHere führenden Holiumleituiig

behiillers nach oben und kühlt die höher liegenden Teile des Behälters ab. Das in den Behälter eingefüllte Helium kann daher besonders wirkungsvoll zur

bereits flüssiges Helium enthaltenden Heliumbehäller nachgefüllt werden, so kann es durch Änderung der Stellung von Kern und Gehäuse des Zweiwegevertei-

FllissigkoitskryostatonniltKeliumbUclem finden zur KUhlung von Mcßprobon und zur Küülung von

supraleitenden Einrichtungen, insbesondere von »«««,..«■ ··■■■---·■■ , ._rei_{)lim (}._i(, ,ι,,,,,, -

Siipralcitungsniagnetspulcn, violfllltige Anwendung. \o zugeführt werden. Dne flüssige HeI um tritt dann aus Um den HeliumbehlUter eines,derartigen Kryostaten dem Ende dieser Leitung, das sich praK iscii am mit Helium zu füllen, verwendet man Üblicherweise tiefsten Punkt des Heliumbehlllters befindet, in den einen Heltumheber, dessen eines Ende mit einem Behälter ein und verdampft dort zunticnst, aa tier HcliumwmUsbchültor verbunden ist und dessen Behalter noch nicht auf die Temperatur des flüssigen anderes Ende In den Heliumbehmtor des Kryostaten 15 Heliums abgekühlt ist. Der entstehende kalte Heiiimcingelührt wird. Ein solcher Heber besteht im auge- dampf steigt dann vom t«efelen PunKt^dw Helmmrneinen aus einem heliumfUhrenden Rohr, des von
einem Vakuummantel umgeben ist. Innerhalb des

Vakiiummanlels kann auch noch ein das helium- . -.-

führende Rohr umgebender Strahlungsschutzmantel ao Kühlung des Behälters ausgenutzt werden, boll wahangeordnet sein. Auf Grund dieses Aufbaues aus rend des Betriebs des Kryostaten Helium in den mehreren Rohren sind die Heber mechanisch starr,
so daß das in den Kryostaten eingeführte Heberende

oft nicht bis zum Boden des Heliumbehälters des „

Kryostuten abgesenkt werden kann, da die in diesem «5 lers zueinander dem anderen Verteilerausgang zuge-Behülter befindlichen zu kühlenden Einrichtungen führt werden und oberhalb des Hcliumspicgels in den oder auch Teile des Behälters selbst im Wege stehen. Heliumbehälter eintreten. Dies hat den Vorteil, daß Dies rührt beim erstmaligen Füllen des Helium- das wärmere Heliumgas, das zwischen den einzelnen behälters bei Inbetriebnahme des Kryostaten zu Füllvorgängen durch Verdampfen von flüssigem einem erheblichen Heliumverbrauch, da das in dem 30 Helium im Heber entsteht, nicht durch das bereits zunächst noch verhältnismäßig warmen Behälter im Kryostaten befindliche flüssige Helium hindurchnach dem Austritt aus dem Heberende verdampfende strömen muß, was zu weiteren Heliumverlusten Helium nur unvollständig zur Abkühlung des Behäl- führen würde. Vielmehr kann dieses Heliumgas oberters ausgenutzt werden kann. . halb des Heliumspiegels aus dem Zweiwegeverteiler

Aus der Zeitschrift »Kältetechnik-Klimatisierung«, 35 austreten und im Heliumbehälter aufsteigen. Das aus 18. Jahrgang, 196», S. 233 bis 237, ist ferner eine dem Heber austretende flüssige Helium kann entlang Vorrichtung zum Einfüllen von Helium in den der Wand des Gehäuses des Zweiwegeyerteilers und Heliumbehälter eines Kryoststen bekannt, bei der am gegebenenfalls entlang der Außenseite der zum Heberende oberhalb des höchsten beim Betrieb des Boden des Heliumbehälters führenden Heliumleitung Kryostaten zulässigen Heliumspiegels ein in den 40 dem bereits im Heliumbehälter befindlichen Helium-Heliumbehälter mündendes Ventil vorgesehen ist. vorrat zufließen. Infolge der vom Heber unabhan-Dicses Ventil ist ein Entspannungsventil, durch wel- gigen Befestigung des Gehäuses des Zweiwegeverteichcs der Druck des flüssigen Heliums und damit lers im Heliumbehälter des Kryostaten verbleibt das dessen Temperatur herabgesetzt werden soll. Da das Gehäuse im Kryostaten unabhängig davon, ob der Entspannungsventil über dem höchsten beim Betrieb 45 Heber gerade in den Kryostaten eingeführt ist oder des Kryostaten zulässigen Heliumspiegel angeordnet nicht. Die zum Boden des Heliumbehälters führende

Heliumleitung ist dadurch ebenfalls unabhängig von der Stellung des Hebers fest im Kryostaten angeordnet.

50 Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Kern des Zweiwegeverteilers an dem Heberende, das in den Kryostaten eingeführt wird, befestigt und durch Bewegen des Hebers innerhalb des Gehäuses verschiebbar. Die Stellung von

ist, wird auch bei dieser Vorrichtung beim erstmaligen Füllen des Heliumbehälters bei Inbetriebnahme des Kryostaten eine erhebliche Menge von Helium verbraucht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einfüllen von Helium in den Heliumbehälter eines Kryostaten mittels eines Hebers und eines oberhalb des höchsten beim Betrieb des

Kryoslalen zulässigen Iieliumspicgcls in den Helium- 55 Kern und Gehäuse zueinander kann bei dieser Ausbehälter mündenden Ventils so auszugestalten, daß führungsform der Vorrichtung in besonders einfacher der Helium verbrauch insbesondere beim erstmaligen Weise geändert werden, ohne daß zu dieser Änderung Füllen des Kryostaten stark herabgesetzt ist. zusätzliche Mittel erforderlich sind. Diese Ausfüh-Dies wird crfindungsgcmäU dadurch erreicht, daß rungsform der Vorrichtung kann vorteilhaft insbesondas Ventil als Zweiwegeverteiler ausgebildet ist, der 60 dcre derart ausgebildet sein, daß der Kern aus einem aus einem im Heliumbehäller des Kryostaten befe- Zylinder besteht, der an seinem vom Heberende weistiglen, vom Heber unabhüngir/.en, die Vcrteilcraus- ter entfernten Ende in Art eines Ventilkegels ausgcgüngc enthaltenden Gehäuse und aus einem unmittcl- bildet ist und bei dem eine oder mehrere Heliumbar an das eine Hcbcrcndc anschließbaren, eine austrittsöffnungen an der Mantelfläche des Zylinders Heliiimlülirung mit wenigstens einer Heihimauslritts- 65 münden, daß das Gehäuse einen zylinderförmigen öffnung enthallenden Kern besteht, daß an einem Hohlraum mit senkrechter Achse und entlang der Verleilerausyaiii', eine zum Hoden des Heliiimbchäl- Achse unterschiedlichem Durchmesser umschließt, ters führende lleliumleitiing angeschlossen ist und wobei der obere Teil des Hohlraums im Durchmesser

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dlttht on dio Zylindermuntoiniicho des Kerns angepaßt ist, der mittlere Teil einen größere« Durchmesser als dfciir Kern besitzt und der in die Heliumloiiung rnllndcniide, den einen Vortoilorausgang bildende untere Tiijil in Art eines Ventilsitzes passend zum Kern ausgebildet ist, und daß in der den oberen Teil des Hohlraumes umschließenden Gehüusowand wenigstens eiiiie öffnung als zweiler Verteilerausgang vorgesehen ist.

Durch die einen Flüssigkeitsklihler betreffende USA.-Patenlschrift 1757 638 ist bereits ein Zvveiwcgeverieiler mit einem innerhalb eines Gehäuses verschiebbaren Kern bekannt. Der Kern besteht auch bei diesem bekannten Zweiwegeverteiler aus eimern Zylinder, dessen eines Ende in Art eines Ventilkisgels ausgebildet ist und an dessen ManteHläehe Flüssigkeitsaustrittsiilfnungen münden. Das Gehäuse dieses Zweiwegcverleilers umschließt einen zylinderförmigen Hohlraum mit entlang der Zylinderachse unterschiedlichem Durchmesser. Ein Teil dieses Hohl- ao raumes ist im Durchmesser dicht an die Zylinderniantelllüche des Kornes angepaßt, ein anschließender Teil besitzt einen größeren Durchmesser als der Kern, und ein weiterer, in ein Flüssigkeitsabflußrohr mündender Teil ist in Art eines Ventilsitzes passend am Kern ausgebildet. In der Gehäusewand ist ferner ein weiterer Verteilerausgang vorgesehen. Bei diesem bekannten Zweiwegeverteiler wird jedoch der Kern durch einen Druckknopf betätigt. Außerdem sind Kern und Gehäuse ohne Zerlegen des Zweiwege-Verteilers nicht voneinander zu trennen.

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«taten herausgeführtes Rohr vorgesehen sein.^D.e Vorrichtung kann jedoch so ausgebildet sein daß der Kern durch Verschieben des Hebers >m Gehäuse HelliimbehHlter umgebenden »^¹¹'¹¹"^' j *, _|üs · einem llußercn VnkuummanleIB. Zw KUh lujv uu .

Stickstoff vorgesehen. Zum F« ο « J"

.id ent das Rohr 5. Der F J ™^b™ f ^ ¹^l₁ vortikulci einem oberen,, t«"nrflrmlgen U I ft ™ fo _n Achse und einem uMoion, hoh Uyπηαβπ y

^»^,Ι^ί^^ί^^Αη^Ώο¹« "^schließt.

deren Achse ebenfalls In horliomaler Ricgung lieg· In gleicher Welse ic cn ^h * JJJ^ fc,. Schild 2 und der Vaku im m ^ ·* "»* ^₁₀S j„dcrren. turmförmigoj.umei iiom ^" ^-^Eciie, fi3rrni_een Icil. Der ^.^J^/^^ _ich auf horizontal liege nc Ie Ar elt sraum J ^m Raumtemperatur befinden und is in αescm beim Ue.ne^ des Kryos,u^ n.^v«·" hch. Der HeI umbt ulttr 1 unu utr ν können be.sp.elswe.se aus V*^Λ^. sch.ld 2 aus Kupter besg^n_b^7^ _bcisp Spiegels 10 ist in den J^" ^ ^l _>s ^ weis e aus dem.unte r d^¹ 7^ ^^_ndcr ^y _Vcrdränbekannten Ku st^haumsto» ^g ₂

gerkorper II e mgc«.U der^ ne B,Irmg ^^ Einfuhren dt Heb"s » msiu« _dargestciltcs

des Hebers ist un '"[¹^¹ "^ b _d ^humvorratsgef ß -n^Wosscn Am u"» _c.

der Bohrung IZ ist Uas^cnau
Verteilers angebrach an dessen ^,κη

gang <^ ^^,^ f £„de Heliumleitung Stelk, Ues 'm «ιία _bcstcht

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^gi^rteiles kann das 13 wahlweise den öffnungen tSfiiSSSi^ 15 zugeführt werden. Zur

Umkonvek,ion und thermische Schwingungen des über dem flüssigen Helium im Heliumbehalter des Kryostaten befindlichen gasförmigen Heliums zu ver-Ä kann im Heliumbehälter^es .Kryostaterj ,oberhalb des Heliumspiegeis ein Verdrangerkorper angebracht werden, der eine Bohrung zum Ein uhren des Hebers aufweist. Das Gehäuse des Zwe.wegeverteilers wird dann vorteilhaft an dem einen Ende dieser Bohrung angeordnet.

An Hand einiger Figuren und Beispiele soll die Erfindung noch näher erläutert werden.

Fig.l zeigt schematisch einen Kryostaten mit einer Vorrichtung zum Einfüllen von Helium gemäß der Erfindung; .

F ig. 2 a und 2 b zeigen schematisch im Schnitt eine beispielhafte Ausführungsform der erf.ndungsgemäßen Vorrichtung in zwei verschiedenen Stel-

Gehäuse ^

Die Plattel7 unui

^^ ₁₇₎ beispielsweise

ζ™ ^p _{sehen> an} der das

^ilei-ng«chn.ubt ist. g _fc{. _{n können}

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schlecht wärmelciten-Ute

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TR₃. und 3b zeigen schematisch im Schnitt So eine andere beispielhafte Aus uhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei versch^denen WW schematisch im Schnitt eine weite, beispielhafte Ausführungsform der crfindungsgemaßen Vorrichtung.

er 11 ber.itzt an ssiner Snaff Gänge 19, durch die des Kryostaten verdampfende Hc- >_{h ßen} abgeführt werden _{in Fig}. j _nicht dargestellten ngen für die Supraleitu;igsma_ßnct-Auf diese Weise werden die clck-S die Wand des Heliumtehülmabgas vorgekUhlt, wodurch die ^urch Wärmee^g^rJhtjch

ileise beim Übergang üer ^^^,^^ ₈ vom supraleitenden in den elektrisch norm^eUende^ Zusta^l, ^net sich' ^^^^„,5, ₂0 und das verdampfte Helium kann durch ein im Verdrangerkorper U vor-

daß der Kryostat beschädigt wird. Außerdem ist im oder Stahl, oder aus Kunststoff bestehen. Als Helium-

Vcrdrängerkörper 11 noch eine weitere in Fig. 1 leitung41 kann beispielsweise ein Tombakschlauch

nicht dargestellte Bohrung zur Einführung eines dienen, der mit dem Gehäuse 37 verlötet odor ver-

Heliumstandanzeigers vorgesehen. Zur Abdichtung klebt ist. In der den oberen Teil 38 des Gehäuses

des Heliumbchällers 1 sind zwischen dem Deckel IU 5 umschließenden Gehäusewand sind mehrere Öffnun-

des Heliumbehälters und dem Deckel 22 des Va- gen 42 vorgesehen, die den zweiten Verteilerausgang

kuummantels konzentrische O-Ring-Dichtungen vor- bilden. Das Gehäuse 37 ist an die reflektierende Me-

gesehen. Durch den Rohrstutzen 23 kann der Va- tallplatte 43 angeschraubt. In die zum Einführen des

kuummantel evakuiert weiden. Hebers dienende Bohrung des Verdrängerkörpers 44

Zur Inbetriebnahme des Kryoslaten wird zweck- io ist zur besseren Führung des Hebers ein Rohr 45 aus

mäßig zunächst der Vakuumraum beispielsweise auf schlecht wärmeleitendem Material eingesetzt. Dieses

einen Druck von IO -Torr odor weniger evakuiert. Rohr soll den Vakuummanle! 46 des Hebers mög-

Dann wird der Behälter 4 und anschließend der liehst eng umschließen, damit keine Heliumgas-Kon-

Heliumbehältcrl zur Vorkühlung mit flüssigem Stick- vektion stattfinden kann. Zur weiteren Verbesserung

stoff gefüllt. Wenn der Heliiimbehälter 1 etwa auf die 15 der Abdichtung kann am Verbindungsrohr 33 noch

Temperatur des flüssigen Stickstoffes abgekühlt ist, ein Dichtungsstück 47 vorgesehen sein. Am Deckel

wird der flüssige Stickstoff aus dem Hellumbchültcr 48 des Heliumbehälters des Kryostaten befindet sich

abgepumpt bzw. mittels einer am Boden des Helium- ein Rohrstutzen 49 mit einer O-Ring-Dichtung. Zur

behälters vorgesehenen, in der Fig. 1 nicht darge- Abdichtung gegenüber dem Außenraum wird der

stellten elektrischen Heizung ausgeheizt. Wenn der 20 O-Ring 50 mit Hilfe des Schraubringes 51 gegen den

Stickstoff restlos verdampft ist. wird der Heber 13 in Vakuummantel 46 des Hebers gepreßt,

den Kryostaten eingesetzt und der Zweiwegeverteilcr Bei Inbetriebnahme des Kryostaten wird der Heber

so gestellt, daß das flüssige Helium durch die Helium- mit dem am Heberende befestigten Kern 30 in den

leitung 15 fließt und am Boden des Heliumbehälters 1 Kryostaten eingeführt. Der Heber wird so weit ein-

in diesen eintritt. Das flüssige Helium verdampft zu- 25 geschoben, daß der Kern 30 im Gehäuse 37 die in

nächst und kühlt den Heliumbehälter 1 und die Supra- Fig. 2 a dargestellte Stellung hat. In dieser Stellung,

leitungsmagnctspule 8 weiter ab. Nach weiterem Ab- bei welcher der Ventilkegel 31 noch nicht auf dem

sinken der Temperatur bleibt schließlich das Helium Ventilsitz 40 aufsitzt, läuft das Helium durch die Öff-

flüssig und füllt den Heliumbehälter 1. Wenn der nungen 36 in Richtung der Pfeile 52 in die Helium-

Heliumspiegcl 10 das Gehäuse 14 des Zweiwegever- 30 leitung 41 und damit zu~n Boden des Heliumbehäl-

teilers erreicht, wird die Heliumzuführung unter- ters. Nach Beendigung des Füllvorganges kann der

brachen. Heber zusammen mildem Kern 30 wieder aus dem

Zum Nachfüllen von Helium während des Betriebs Kryostaten herausgezogen werden,

des Kryostaten wird der Zweiwegeverteiler so gestellt. Zum Nachfüllen von Helium während des Betric-

daß das Helium den öffnungen 16 zugeführt wird. 35 bes des Kryostaten wird, wie in Fig. 2b dargestellt

Das flüssige Helium läuft dann an der Außenseite des ist, der Kern 30 zusammen mit dem Heber im G>

Gehäuses 14 nach unten, während aus dem Heber 13 häuse 37 bis zum Anschlag nach unten geschoben so

austretendes gasförmiges Helium nicht mit dem im daß der Ventilkegel 31 auf dem Ventilsitz 40 aufsitzt

Heliumbehälter 1 bereits vorhandenen Heliumbad in Die Heliumleitung 41 ist dann verschlossen. Das aus

Berührung kommt, sondern unmittelbar in die Ge- 40 den öffnungen 36 austretende Helium steigt innerhalb

windegänge 19 gelangen und nach außen abgeführt des Gehäuses 37 in Richtung des Pfeiles 53 nach

werden kann. oben, tritt durch die öffnungen 42 aus dem Gehäuse

In den Fig. 2a und 2b ist eine bevorzugte Aus- 37 aus und tropft nach unten. Gasförmiges Helium,

führungsform des Zweiwegevertcilers in zwei ver- das sich im Heber befindet, tritt ebenfalls durch die

schiedencn Stellungen dargestellt. Bei dieser Ausfüh- 45 öffnungen 42 aus dem Gehäuse 37 aus und kann

rungsform ist der Kern durch Bewegen des Hebers durch die in Fig. 1 dargestellten Gewindegänsc 19

innerhalb des Gehäuses verschiebbar. Der Kern 30 entweichen.

besteht aus einem Metallzylinder, beispielsweise Die Fig. 3a und 3b zeigen ebenfalls in zwei einem Messingzylinder, der am unteren Ende in Art verschiedenen Stellungen eine andere Ausführuniiseincs Ventilkegel 31 ausgebildet ist und im Inneren 50 form des Zweiwegevcrteilers, bei welcher der Kern eine als Hcliumführüng 32 dienende Bohrung enthält. 60 getrennt vom Heber 61 im'Gehäuse drehbar ancc-Der Kern ist mittels eines Verbindungsrohrcs 33 und ordnet ist. Das Gehäuse 62 ist wiederum am Ende eines Gewindeanschlusses 34 an das Ende des he- xler zum Einführen des Hebers 61 bestimmten BohliumfUhrcnden Rohres 35 des Hebers angeschlossen. rung des Verdrängerkörpers 63 an einer Platte 64 Im Zylindermantel des Kernes sind mehrere Helium- 55 befestigt. In der Gehäusewand ist ein Hcliumkanal 65 uustrittsölTnungen 36 vorgesehen. Das Gehäuse 37 vorgesehen, der den einen VcrteilcrausBanc bildet umschließt einen zylinderförmigen Hohlraum mit und in die am unteren Ende des Gehäuses anccsenkrechtcr Achse und unterschiedlichem Durchmes- brachte, zum, Boden des Heliumbchältcrs führende scr entlang der Achse. Der obere Teil 38 des Hohl- Heliumleitung 6f> mündet. Gegenüber der Eintrittsraumes ist im Durchmesser möglichst dicht an die 60 Öffnung des Heliumkanals 65 ist die Gehäusewand Zylindermantellliiehc des Kernes 30 angepaßt. Der mit einer Bohrung 67 versehen die den · weiten Ver mittlere Teil 39 des Hohlraumes hat einen größeren teilcrausgang bildet. Der zylinderförmittc Kern 60 Durchmesser als der Kern 30 und ist etwas länger als cr.;!iiilt eine abgewinkelte Heliumführunn 68 die der Zylindermantel des Kernes. Der den einen Vcr- durch Drehen des Kernes mit jeweils einem der'Vcr tcilernusgang bildende untere Teil des Hohlraumes 63 tcilerausgängc verbunden werden kann Die Finlaß ist in Art eines Ventilsitzes 40 pussend 711m Ventil- öffnung der Hcliumführüng 68 ist als Trichter 69 kegel 31 des Kernes ausgebildet. Das Gehäuse 37 ausgebildet, in den das Heberende 70 des hcliiimfühkimn ebenfalls aus Metall, beispielsweise aus Messing rcnden Rohres eingesetzt werden kann Der Kern 60

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ist an einem Rohr 71 aus schlecht wärmeleitendem Material, beispielsweise aus ν,Α-Stahl, befestigt, das durch den Deckel 72 des Hefiumbehälters aus dem Kryostaten herausgeführt ist. Zur Abdichtung gegenüber dem Außenraum sind zwischen dem auf dem Deckel 72. angebrachten Rohrstutzen 73 und dem Rohr 71 sowie zwischen dem Rohr 71 und dem Vakummantel des Hebers 61 O-Ringe 74 und 75 vorgesehen. Durch Drehen des Rohres 71 kann die Heliumführung 68 des Kernes 60 wechselweise mit dem Heliumkanal 65 oder mit der Bohrung 67, welche die beiden Verteilerausgänge darstellen, verbunden werden. Um das Drehen des Rohres 71 zu erleichtern, ist am oberen Rohrende ein Hebel 76 angebracht.

Zum Einfüllen von Helium bei Inbetriebnahme des Kryostaten wird zunächst der Heber 61 in das Rohr 71 so weit eingeschoben, bis das Heberende 70 des heliumführenden Rohres im Trichter 69 sitzt. Durch entsprechende Drehung des Rohres 71 wird dann der Kern 60 in die in F i g. 3 a gezeigte Stellung gebracht, bei welcher die Heliumführung 68 mit dem Kanal 65 verbunden ist. Das Helium fließt danu durch diesen Kanal und die Heliumleitung 66 zum Boden des Heliumbehälters. Zum Nachfüllen von Helium während des Betriebs des Kryostaten wird das Rohr 71 so gedreht, daß die Heliumführung 68, wie Fig. 3b zeigt, mit der Bohrung 67 in der Wand des Gehäuses 62 verbunden ist. Das Helium kann dann durch diese Bohrung in den Heliumbehälter des Kryostaten eintreten. Nach Beendigung des Füllvorganges kann beispielsweise der Kern 60 durch Drehen des Rohres 71 in eine Zwischenstellung gebracht werden, in welcher die Heliumführung 68 mit keinem der beiden Verteilerausgänge verbunden ist.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel für einen Zweiwegeverteiler ist der Kern 80 ebenfalls getrennt vom Heber 81 im Gehäuse 82 angeordnet. Er enthält wiederum eine abgewinkelte Heliumführung 83, deren Einlaßöffnung zur Aufnahme des heliumführenden Rohres 84 des Hebers trichterförmig ausgebildet ist. In der Wand des Gehäuses 82 ist ein Heliumkanal 85 vorgesehen, der in die Heliumleitung 86 mündet. An der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 82 befindet sich, gegenüber der Eintrittsöffnung des Kanals 85 nach oben versetzt, eine Bohrung 87 als zweiter Verteilerausgang. Am Mantel des zylinderförmigen Kernes 80 ist eine schraubenförmige Erhebung 88 vorgesehen, die in einer schraubenförmigen Nut 89 in der Gehäusewand gleitend geführt wird. Unterhalb des Kernes 80 befindet sich im Gehäuse 82 eine Feder 90 aus Stahl oder Bronze. F i g. 4 zeigt den Zweiwegeverteiler in der Stellung zum Nachfüllen des Heliums während des Betriebs des Kryostaten. Zum Einfüllen von Helium bei Inbetriebnahme des Kryostaten wird der Heber 81 weiter in den Kryostaten hineingeschoben. Unter dem vom Heber ausgeübten Druck bewegt sich der Kern 80 im Gehäuse 82 nach unten, wobei er sich gleichzeitig dreht, da die schraubenförmige Erhebung 88 tiefer in die schraubenförmige Nut 89 hineinglcitct. In der tiefsten Stellung ist der Kern so weit gedreht, daß die HeliumfUhrung 83 mit dem Kanal 85 in Verbindung steht. Nach Abschluß des EinfUllvorgangcs wird der Heber 81 wieder aus dem Kryostntcn herausgezogen. Dabei wird der Kern 80 durch die Feder 90 nach oben gedrückt und in die Ausgangsstellung zurückgedreht. Bei dieser Auslülminpsform des Zweiwegeverteilers kann also der Kern durch Verschieben des Hebers gedreht werden.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die vorstehend beschriebenen, in den F i g. 2 a bis 4 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung den besonderen Vorteil besitzen, daß zur Änderung der Stellung des Kernes im Gehäuse der Heber nicht gedreht werden muß. Dies ist besonders wichtig, da bei einer Drehung des Hebers das am einen

ίο Heberende angeschlossene Heliumvorratsgefäß um den Kryostaten herumbewegt werden müßte, was den Betrieb wesentlich erschweren würde. Außerdem ist bei diesen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Funktion des Zweiwegeverteilers

völlig unabhängig von einer Drehung des im Kiyostaten befindlichen Heberendes um seine Achse, so daß keine Vorzugsstellung für den Heber existiert. Dies hat den Vorteil, daß der Aufstellungsort für das Heliumvorratsgefäß in der Umgebung des Kryostaten

ao beliebig gewählt werden kann, ohne auf die Funktion des Zweiwegeverteilers Rücksicht nehmen zu müssen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einfüllen von Helium in den Heliumbehälter eines Kryostaten mittels eines Hebers und eines oberhalb des höchsten beim Betrieb des Kryostaten zulässigen Heliumspiegeis in den Heliumbehälter mündenden Ventils, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Zweiwegeverteiler ausgebildet ist, der aus einem im Heliumbehälter (1) des Kryostaten befestigten, vom Heber (13) unabhängigen, die Verteilerausgänge enthaltenden Gehäuse (14, 37) und aus einem unmittelbar an das eine Heberende anschließbaren, eine Heliumführung (32) mit wenigstens einer Heliumaustrittsöffnung (36) enthaltenden Kern (30) besteht, daß an einem Verteilerausgang eine zum Boden des Heliumbehälters führende Heliumleitung (15, 41) angeschlossen ist und der andere Verteilerausgang oberhalb des höchsten beim Betrieb des Kryostaten zulässigen Heliumspiegels (10) in denHeliumbehälter (1) mündet und daß durch Änderung der Stellung von Kern (30) und Gehäuse (14, 37) zueinander das Helium jeweils einem der Verteilerausgänge zuführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (30) am Heberende befestigt und durch Bewegen des Hebers (13) innerhalb des Gehäuses (37) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (30) aus einem Zylin-

der besteht, der an seinem vom Heberende weiter entfernten Ende in Art eines Ventilkegels (31) ausgebildet ist und bei dem eine oder mehrere Heliumaustrittsöffnungen (36) an der Mantelfläche des Zylinders münden, daß das Gehäuse

(37) einen zylinderförmigen Hohlraum mit senkrechtei Achse und entlang der Achse unterschiedlichem Durchmesser umschließt, wobei der obere Teil (38) des Hohlraumes im Durchmesser dicht an die Zylindermantelflächc des Kernes (30) an-

6_S gepaßt ist, der mittlere Teil (39) einen größeren Durchmesser als der Kern besitzt und der in die Heliunilciiung (41) mündende, den einen Vertcilcrnuspang bildende untere Teil in Art eines Vcn-

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tilsitzes (40) passend zum Kern ausgebildet ist, und daß in der den oberen Teil (38) des Hohlraumes umschließenden Gehäusewand wenigstens eine öffnung (42) als zweiter Verteilerausgang vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (60) vom Heber getrennt im Gehäuse (62) drehbar angeordnet und das Heberende (70) in die Heliumführung (68) des Kernes einsetzbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (60) an einem aus dem HcHumbehälter des Kryostaten herausge-

10

führten, drehbaren, das Heberende (70) umschließenden Rohr (71) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (80) durch Verschieben des Hebers (81) im Gehäuse (82) drehbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Heliumbehälter (1) des Kryostaten oberhalb des Heliumspiegels (10) ein Verdrängerkörper (11) angebracht ist, der eine Bohrung (12) zum Einführen des Hebers (13) aufweist, und daß das Gehäuse (14) des Zweiwegeverteilers an dem einen Ende dieser Bohrung angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen