AT504888A4 - Behälter zur aufnahme von bei tiefen temperaturen, vorzugsweise unter 150 grad kelvin, aufzubewahrenden kryogenen medien und/oder geräten - Google Patents

Description

  Behälter zur Aufnahme von bei tiefen Temperaturen aufzubewahrenden Medien und/oder Geräten
Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Aufnahme von bei tiefen Temperaturen, vorzugsweise unter 150[deg.] Kelvin, aufzubewahrenden kryogenen Medien und/oder Geräten, mit einer Aussenschale und einer mit dieser lagestabil über Positionierelemente direkt oder indirekt verbundenen bzw. an dieser direkt oder indirekt abgestützten Isolierschale, die gegebenenfalls von einer oder mehreren weiteren Isolierschalen umgeben ist, wobei entweder das Gerät oder eine Innenschale zur Aufbewahrung von kryogenen Medien lagestabil über Befestigungselemente mit der Aussenschale verbunden ist.
Unter kryogenen Medien sind verflüssigte Gase zu verstehen, beispielsweise Helium, Stickstoff, Sauerstoff, Erdgas oder Wasserstoff.

   Im flüssigen Zustand beträgt die Temperatur dieser Gase üblicherweise weniger als 150[deg.] Kelvin. Zur Lagerung dieser Medien ist eine Innenschale, die in einer Aussenschale eingebaut ist, vorgesehen.
Es ist zur Temperaturisolierung eines Behälters für kryogene Medien, nachfolgend Kryotank genannt, zweckmässig, die Innenschale so stark und so vollständig wie möglich zu isolieren, um Wärmeverluste möglichst zu vermeiden. Der Zwischenraum zwischen der Innenschale und der Aussenschale ist zumeist evakuiert. Die Innenschale muss jedoch in der Aussenschale befestigt werden. Dies erfolgt zweckmässig in einer Weise, dass zwischen den beiden Schalen möglichst wenige Wärmebrücken ausgebildet werden.

   Da jedoch zwischen der Innenschale und der Aussenschale notwendigerweise irgendwelche Strukturelemente zur Halterung ausgebildet sein müssen, kommt es über diese Halterungselemente zwangsläufig zu Wärmeverlusten.
In der US 2,926,810 ist beispielsweise ein Tank aus einer Aussenschale und einer Innenschale dargestellt, wobei die Innenschale über Verstrebungen mit der Aussenschale verbunden ist. Die Verstrebungen aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit sind von möglichst geringem Durchmesser, um die Wärmebrücken so gering wie möglich zu halten.
Weiters können zur zusätzlichen Isolierung der Innenschale in den Zwischenraum zwischen der Aussen- und der Innenschale Isolierschichten und/oder Strahlungsschilde eingebracht werden. So ist beispielsweise aus der DE 195 46 619 ein Kryobehälter bekannt, bei dem die Innenschale mit zahlreichen Isoliermatten umgeben ist.

   Weiters ist aus der US 4,988,014 ein Kryobehälter bekannt, bei dem zwischen der Äussenschale und der Innenschale ein Wärmeschild aus Aluminium oder Kupfer vorgesehen ist. Dieser Wärmeschild ist ebenso wie die Innenschale an zwei Aufhängungen an entgegengesetzten Endbereichen des Kryobehälters aufgehängt.
Aus der FR 2711640 ist ein Kryobehälter mit einer Innenschale und einer Aussenschale bekannt, bei dem im Zwischenraum Polster bzw. Kissen aus abwechselnd leitendem Material und isolierendem Material angeordnet sind.
Aus der WO 2006/034521 AI ist es bekannt, die Innenschale gegenüber einer Aussenschale eines Kryotanks mittels Permanentmagneten berührungslos in Schwebe zu halten.

   Zwischen der Innenschale und der Aussenschale sind keine weiteren Isolierschichten vorgesehen.
Magnetische Isolierschichten für einen Kryotank zwischen einer Aussen- und einer Innenschale sind aus der US 2006/0196876 AI zu entnehmen, wodurch ebenfalls Isolierräume zwischen den Schichten bzw. zwischen den Schichten und der Aussen- und der Innenschale gebildet werden.
Aus der AT 502 191 Bl ist ein Kryotank bekannt, gemäss dem eine Innenschale mittels einer Stützstruktur und Strahlungsbarrieren, die ein hohes Reflexionsvermögen aufweisen, gegenüber einer Aussenschale abgestützt ist, wobei sich zahlreiche Wärmebrücken ergeben, da die Stützstrukturen selbst sowohl die Innenschale direkt kontaktieren und auch direkt aneinander abgestützt sind.
Ein Kryotank der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus der EP 0 014 250 Bl bekannt,

   wobei eine Innenschale über aus Einzelelementen zusammengesetzten Befestigungsbändern an der Aussenschale abgestützt ist. Zwischen der Innenschale und der Aussenschale sind mehrere Isolierschalen angeordnet, die an den Befestigungsbändern befestigt sind. Diese Isolierschalen sind in Distanz voneinander und in Distanz von der Innen- und von der Aussenschale vorgesehen. Ein Kryobehälter dieser Art ist aufwändig in der Konstruktion und nur schwierig zusammenzubauen.

   Zudem belasten die Isolierschalen die Befestigungselemente, mit denen die Innenschale an der Aussenschale befestigt ist.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, einen Behälter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem nicht nur die Innenschale in der Aussenschale sicher aufgehängt ist und gegen auftretende mechanische und thermische Beanspruchungen gut gesichert ist, sondern der auch neben geringen Wärmeverlusten einen einfachen Zusammenbau gestattet, sodass auch selbst bei einer Vielzahl von Isolierschalen der Herstellungsaufwand gering ist.

   Eine weitere Aufgabe liegt darin, die Isolierschale sicher im Zwischenraum zwischen der Innen- und der Aussenschale unter Einhaltung eines möglichst konstanten Abstandes sowohl zur Innen- als auch zur Aussenschale sowie auch zu gegebenenfalls vorgesehenen weiteren Isolierschalen zu fixieren.
Diese Aufgabe wird erfindungs gemäss dadurch gelöst, dass jede Isolierschale zumindest zweiteilig ausgebildet ist und an der Aussenschale und/oder am Gerät und/oder an der Innenschale mittels von den Befestigungselementen unabhängigen Positionierelementen befestigt ist, wobei die Isolierschale von der Aussen- bzw.

   Innenschale bzw. vom Gerät bzw. von einer weiteren Isolierschale unter Bildung eines Spaltes berührungslos beabstandet ist.
Erfindungsgemäss gelingt es in einfacher Weise, im Ruhezustand einen direkten Wandkontakt zwischen Innen- und Aussenschale und Isolierschale und Gerät zu vermeiden.
Vorzugsweise sind Positionierelemente von Bolzen gebildet.
Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind Positionierelemente als .Federelemente, insbesondere als Schraubenfederelemente, ausgebildet.
Zweckmässig spannen Positionierelemente eine Isolierschale gegen die Innenschale oder gegen die Aussenschale und sind dementsprechend einerseits an der Isolierschale und andererseits an der Innen- bzw.

   Aussenschale abgestützt bzw. verankert.
Bei Vorhandensein von zwei oder mehreren Isolierschalen sind Positionierelemente einerseits an einer ersten Isolierschale und andererseits an einer der ersten Isolierschale benachbarten weiteren Isolierschale abgestützt bzw. verankert.
Vorzugsweise sind die Isolierschalen bzw. ist die Aussenschale an den Stellen, an denen Positionierelemente vorgesehen sind, mit sich längs der Positionierelemente erstreckenden Aufwölbungen zur jeweils örtlichen Aufnahme eines Positionierelements versehen, wobei die Positionierelemente an den Endbereichen der Aufwölbungen abgestützt bzw. verankert sind. Hierdurch ist es möglich, die Positionierelemente derart anzuordnen, dass sie eine möglichst grosse Länge aufweisen, sodass Wärmeübertragungen durch die Positionierelemente minimiert werden können.

   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind Bolzen einerseits mit einem an einem seiner Enden vorgesehenen Bund und andererseits mit einem selbstsperrenden Sicherungsring, der am anderen Ende eines Bolzens aufgeschoben ist, am Gerät bzw. an der Innen- bzw. Aussenschale bzw. an der Isolierschale abgestützt bzw. verankert.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Bolzen mit an ihren Enden vorgesehenen Schnappnasen versehen sind, die zum Einsetzen in Öffnungen und zum Verankern der Bolzen in diesen Öffnungen dienen, wobei die Öffnungen am Gerät bzw. an der Innen- bzw.

   Aussenschale bzw. an einer Isolierschale vorgesehen sind.
Zur Einstellung von Vorspannkräften und/oder zum Ausgleich von Wärmedehnungen sind vorteilhaft Bolzen mit einem Ende mittels einer Schraubverbindung mit dem Gerät bzw. mit der Innen- oder Aussenschale oder mit einer Isolierschale verankert.
Vorteilhaft ist die Längsachse der Positionierelemente zur Oberfläche der Isolierschale bzw. des Gerätes bzw.

   der Innen- oder Aussenschale im Bereich der Befestigung der Positionierelemente geneigt.
Es ist auch möglich, die Positionierelemente von Magneten zu bilden.
Eine zweckmässige Ausführungsfonn ist dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierelemente bezüglich einer Längsachse des Kryotanks um diese Längsachse herum gleichmässig verteilt angeordnet sind, wobei zweckmässig drei Positionierelemente um die Längsachse herum verteilt angeordnet sind.
Vorzugsweise ist die Isolierschale bzw. sind die Isolierschalen jeweils von zwei Halbschalen gebildet, welche Halbschalen mittels einer Steckverbindung miteinander zu einer Isolierschale verbindbar sind, wobei zweckmässig jede der Halbschalen mittels Positionierelementen direkt oder indirekt an der Aussen- und/oder der Innenschale bzw.

   an einer weiteren Isolierschale befestigt ist.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschale(n) mittels Positionierelementen unter Erzeugung von die Teile der Isolierschale gegeneinander sichernden Kräften, hervorgerufen vorzugsweise durch Federn, an der Aussen- und/oder der Innenschale befestigt ist (sind).

   Es ist auch möglich, dass die Teile einer Isolierschale direkt gegeneinander lagegesichert sind, wie z.B. durch Haken, eine Klebeverbindung oder durch eine Schweissnaht.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Positionierelemente als Schraubenfedern ausgebildet sind, wobei die Schraubenfedern zur Abstützung benachbarter Isolierschalen zueinander fluchtend angeordnet sind und die Isolierschalen Zugriffsöffnungen zu den Schraubenfedern aufweisen.
Vorzugsweise ist eine Magnetspule über Befestigungselemente mit der Aussenschale lagestabil verbunden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, näher erläutert.

   Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Behälter nach den Linien I-I der Fig. 3 nach einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 zeigt das Detail II der Fig. 1 und Fig. 3 ist eine Stirnansicht des Behälters in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1. Eine weitere Ausführungsform ist in zu den Fig. 1 und 2 analogen Darstellungen in den Fig. 4 und 5 erläutert, wobei Fig. 5 ein Detail V der Fig. 4 veranschaulicht. Fig. 6 ist eine Schrägrissdarstellung eines Positionierelements gemäss der Ausfuhnmgsform der Fig. 4 und 5. Die Fig. 7 und 8 zeigen wiederum in zu den Fig. 1 und 2 analogen Darstellungen eine weitere Ausführungsform, wobei Fig. 8 eine Schrägrissdarstellung eines Details der Fig. 7 veranschaulicht. Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform in zu Fig. 1 analoger Schnittdarstellung. Weitere Varianten sind in den Fig. 10 und 11, ebenfalls analog zu Fig. 1 veranschaulicht.

   Fig. 12 zeigt ein Detail in Schnittdarstellung, Fig. 13 in Draufsicht. Fig. 14 zeigt die Zusammensetzung einzelner Teile der Isolierschalen. Fig. 15 zeigt in zu Fig. 5 analoger Darstellung eine Variante der Ausführungsform gemäss Fig. 5 und Fig. 16 eine Variante der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform in zu Fig. 5 analoger Darstellung. Fig. 17 zeigt einen Einzelteil der Variante gemäss Fig. 16. Ein Behälter zur Aufbewahrung einer Magnetspule ist in den Fig. 18 und 19 in unterschiedlichen Schnittdarstellungen veranschaulicht. Die Fig. 20 und 21 zeigen eine Variante in zu den Fig. 18 und 19 analoger Darstellung.
Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte, im wesentlichen zylindrisch gestaltete Kryotank weist eine Aussenschale 1 auf, in der im äquidistanten Abstand eine Innenschale 2 vorgesehen ist.

   Diese Innenschale ist über Befestigungselemente 3 (auch Magnete sind denkbar) mit der Aussenschale 1 lagestabil verbunden. Zum Befüllen und Entleeren durchsetzen zwei Rohre 4, 5 die Aussen- und Innenschale an einem stirnseitigen Ende des Kryotanks. Die Befestigungselemente 3 erstrecken sich in zur Längsachse 6 des Kryotanks geneigter Anordnung an den beiden Stirnseiten 7, 8 des Kryotanks von der Innenschale zur Aussenschale.
In dem Raum 9 zwischen der Aussenschale und der Innenschale, der evakuiert sein kann, sind Isolierschalen 10 vorgesehen - beim dargestellten Ausführungsbeispiel drei, es könnte jedoch auch nur eine Isolierschale 10 vorgesehen sein oder eine beliebige Vielzahl.

   Um zwischen den Isolierschalen 10 und der Innen- und der Aussenschale 1, 2 Berührungen zu vermeiden, sind die Isolierschalen 10, die jeweils aus zwei Hälften 10' und 10 zusammengesetzt sind - die Teilungsebene befindet sich etwa mittig der Länge der Längsachse 6 und erstreckt sich quer zu dieser -, mittels Positionierelementen 11 an der Innenschale 2 bzw. an der Aussenschale 1 bzw. an einer weiteren Isolierschale 10 befestigt.
Die Positionierelemente 11 - die als Bolzen ausgebildet sind - sind derart vorgesehen, dass über die Positionierelemente 11 die beiden Teile 10" und 10" - nachfolgend auch Halbschalen 10\ 10" genannt - der Isolierschale 10 gegeneinander spannenden Kräfte erzeugt werden.

   Gemäss dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden durch die Positionierelemente 11, mit denen die innerste Isolierschale 10 an der Innenschale 2 befestigt ist, die Teile 10" und 10" dieser Isolierschale 10 gegeneinander pressenden Kräfte durch in den Positionierelementen 11 wirkende Zugkräfte bewirkt, wogegen die Teile 10<(>und 10" der äussersten Isolierschale 10, die benachbart zur Aussenschale 1 vorgesehen ist, mittels in den Positionierelementen wirkenden Druckkräften mit gegeneinander pressenden Kräften beaufschlagt sind.
Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die Positionierelemente von Bolzen gebildet, deren Enden mit von an Federzungen 12 angeordneten Schnappnasen 13 gebildeten Schnappverbindungen mit der Innenschale 2 bzw. der Aussenschale 1 bzw. den Isolierschalen 10 verbunden sind.

   Die Anordnung der Positionierelement 11 ist ebenfalls geneigt zur Längsachse 6 des Kryotanks vorgesehen, sodass die Positionierelemente, die ja einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Innenschale 2 und den Isolierschalen 10 bzw. der Aussenschale 1 und den Isolierschalen bewirken, möglichst lang bemessen werden können, wodurch der Wärmeübergang minimiert wird. Zu diesem Zweck sind zusätzlich an der Aussenschale 1 an den Stellen der Positionierelemente 11 und auch an den Isolierschalen 10 an eben diesen Stellen Aufwölbungen 14, die sich längs der Positionierelemente 11 erstrecken, vorgesehen. Hierdurch gelingt es, trotz eines sehr geringen Abstandes bzw.

   Spaltes 15 zwischen der Innenschale 2 und der ersten Isolierschale 10 bzw. zwischen den Isolierschalen 10 bzw. zwischen der Aussenschale 1 und der ihr benachbarten Isolierschale 10 sehr lange Positionierelemente 11 vorzusehen. Die Positionierelemente 11 selbst sind jeweils mit einem Ende in Öffnungen 17 von Einsätzen 16, die an der Innenschale 2 bzw. an den Isolierschalen 10 vorgesehen sind, eingeschnappt, und die gegenüberliegenden Enden durchsetzen Öffnungen 17 der Isolierschalen 10 bzw. eine Öffnung 18 eines in der Aussenschale 1 vorgesehenen Einsatzes 19, ebenfalls mit Federzungen, wobei kragenförmige Ansätze 20 zur Lagefixierung vorgesehen sind, sodass die Bolzen 11 auch Druckkräfte aufnehmen können.
Die Positionierelemente 11 sind um die Längsachse 6 des Kryobehälters gleichmässig verteilt angeordnet, wobei gemäss dem in Fig.

   1 dargestellten Ausführungsbeispiel (vgl. insbesondere Fig. 3) drei Positionierelemente 11 je Befestigungsebene vorgesehen sind, sodass der Winkelabstand zwischen den benachbarten Positionierelementen 11 um die Längsachse 6 120[deg.] beträgt.
Die beiden Teile 10" und 10" der Isolierschalen sind mit einer simplen Steckverbindung 21 verbunden, sodass eine Sicherung der Lage der beiden ineinander gesteckten Teile 10\ 10" quer zur Längsachse 6 des Kryobehälters gegeben ist.
Gemäss dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Positionierelemente ebenfalls von Bolzen 11 gebildet, die einerseits mit einem Auge 22 an einem Einsatz 16, der an der Innenschale 2 bzw.

   an einer Isolierschale 10 befestigt ist, wogegen andererseits das andere Ende jedes Bolzens 11 mit einem Innengewinde 23 versehen ist, in das eine die Isolierschalen 10 an einer Öffnung 17 durchsetzende Schraube 24 eingeschraubt ist. Mit dieser Schraube ist es möglich, in die Bolzen 11 Zugkräfte zwischen den beiden Abstützpunkten jedes Bolzens 11 einzustellen, sodass jeweils zwei Teile 10<[Lambda]>und 10" einer Isolierschale 10 gegeneinander gepresst werden.
Gemäss der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 sind die Bolzen 11 an einem Ende jeweils mit einem selbstsperrenden Sicherungsring 25 an den Isolierschalen 10 fixiert, wobei der Sicherungsring 25 so weit aufgeschoben wird, dass die Bolzen 11 unter Zugspannung stehen.
Fig.

   9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Positionierelemente nicht von Bolzen 11 gebildet sind, sondern durch Magnete 26, sodass die die Teile 10<[Lambda]>, 10" einer Isolierschale 10 gegeneinander pressende Kräfte durch Magnetkräfte erzeugt werden. Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Positionierelemente 27 als Federelemente ausgebildet sind, und zwar als Schraubenfederelemente 27, deren Zentralachsen 28 ähnlich wie die Achsen der Bolzen 11 , die in Fig. 1 dargestellt sind, ausgerichtet sind. Gemäss Fig. 10 ist die Isolierschale 10 an der Aussenschale 1 abgestützt, weswegen die Federelemente 27 als Druckfedern ausgebildet sind, sodass durch diese die beiden Teile 10' und 10" der Isolierschale 10 gegeneinander pressenden Kräfte bewirkt werden. Bei Befestigung der Isolierschale 10 an der Innenschale 2 sind diese Federelemente 27 als Zugfedern ausgebildet.

   Selbstverständlich können diese Federelemente 27 ebenfalls in lokalen Ausbuchtungen bzw. Aufwölbungen 14 analog zu Fig. 1 vorgesehen sein. Bei hinreichender Grösse dieser Aufwölbungen 14 können die Längsachsen 28 der Federelemente 27 auch normal zur Oberfläche der Isolierschale 10 ausgerichtet sein.
Fig. 11 zeigt eine Verbindung zweier Teile 10' und 10" einer Isolierschale 10, die durch eine Schweissnaht 29 bewerkstelligt ist. Hier könnte auch eine Klebeverbindung vorgesehen sein.

   Gemäss Fig. 12 ist zum gegeneinander Sichern der Teile 10' und 10" einer Isolierschale 10 eine Hakenverbindung 30 veranschaulicht, die in Fig. 12 im Schnitt und in Fig. 13 in Ansicht gezeigt ist.
In Fig. 14 ist erkennbar, dass die einzelnen Teile 10<[Lambda]>und 10" der Isolierschalen sich über einen Teil des Umfangs erstreckende Erhöhungen 31 aufweisen, die zueinander bezüglich des Umfangs versetzt angeordnet sind. Die Erhöhung 31 des äussersten unteren Teiles 10' einer äussersten Isolierschale 10 ist beispielsweise gegenüber der Erhöhung 31 des nächsten Teiles 10' der benachbarten Isolierschale 10 nach links versetzt usw. Die Erhöhung 31 des innersten Teiles 10' der unteren Isolierschale ist am weitesten nach rechts versetzt.

   So ist immer zumindest ein Teilabschnitt jeder Erhöhung 31 unverdeckt.
Auf diese Weise ist es möglich, die einzelnen Isolierschalen 10 mit speziell dafür ausgestalteten Werkzeugen zu ergreifen und in die richtige Position zueinander zu bringen, um die Verbindung zwischen den oberen und den korrespondierenden unteren Teilen 10' und 10' herzustellen und den Zusammensetzvorgang zu erleichtern.

   Die nach aussen abragenden Kanten 32 bieten ebenfalls Angriffsflächen für die Werkzeuge.
Es ist auch möglich, anstelle der Erhöhungen 31 andere Mittel vorzusehen, beispielsweise miteinander in Wirkverbindung tretende Zapfen und Buchsen oder Nuten und Federn.
Wie aus Fig. 15 zu erkennen ist, sind bei einer Ausführungsform ähnlich wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, zwischen den Köpfen der Schrauben 24 und den Aufwölbungen 14 Tellerfedern 33 vorgesehen, die es ermöglichen, bei der Montage einer Isolierschale 10, d.h. zwischen deren beiden Hälften 10' und 10", eine Vorspannung einstellen zu können.

   Weiters ermöglichen die Tellerfedem 33, die im Betrieb durch das Abkühlen und Erwärmen unterschiedlicher Schichten auftretenden Wärmeausdehnungen aufzufangen.
Gemäss Fig. 16 ist die Verwendung von Schraubenfedern 27 als Positionierelemente im Detail dargestellt, wobei die einzelnen Schraubenfedern 27 der Mehrzahl der Isolierschalen 10 zueinander fluchtend vorgesehen sind. Die Isolierschalen 10 weisen zentrisch zu den Achsen 28 der Schraubenfedern 27 Zugriffsöffnungen 34 auf. Jede der Schraubenfedern 27 liegt mit einem Ende an der Aufwölbung 14 einer Isolierschale 10 über eine Spannscheibe 35 (vgl. Fig. 17) an, die mit einem Greifteil 36 versehen ist.

   Dieser ermöglicht es, beim Zusammenbau der Isolierschalen 10 die Schraubenfedern 27 mittels eines von aussen, d.h. durch die Zugriffsöffnungen 34, einsetzbaren Hakens zu komprimieren, sodass die nächste Isolierschale 10 eingebaut werden kann, worauf die komprimierte Schraubenfeder 27 durch Zurückziehen des Hakens wieder freigegeben wird und die Schraubenfeder 27 die in Fig. 16 dargestellte Lage einnehmen kann. Die Aussenschale 1 weist ebenfalls eine Zugriffsöffhung auf, die mit einem Deckel 37 verschliessbar ist.
Fig. 18 zeigt einen Schnitt gemäss der Linie XVIII-XVIII der Fig. 19 und Fig. 19 einen Schnitt gemäss der Linie XIX-XIX der Fig. 18.
In den Figuren 18 und 19 ist ein Behälter zur, Aufnahme einer Magnetspule 38 gezeigt, wobei die Magnetspule in einer Innenschale 2, die mit Helium gefüllt ist, angeordnet ist.

   Diese Innenschale 2 ist über Befestigungselemente 3 mit der Aussenschale 1 starr verbunden. Zwischen der Innenschale 2 und der Aussenschale 1 ist eine Isolierschale 10 vorgesehen, die mit als Federelementen 27 ausgebildeten Positionierelementen an der Aussenschale 1 befestigt ist. Sowohl die Innenschale 2 als auch die Aussenschale 1 und auch die Isolierschale 10 sind als Toruskörper ausgebildet.
In den Fig. 20 und 21 ist analog zu den Fig. 18 und 19 eine Variante dargestellt, in der eine Magnetspule 38 trocken, d.h. ohne Heliumbehälter, von einer Isolierschale 10 umgeben ist, welche Isolierschale 10 innerhalb einer Aussenschale 1 vorgesehen ist.

   In diesem Fall ist die Magnetspule 38 selbst mittels Befestigungselementen 3 an der Aussenschale 1 befestigt, wobei die Isolierschale 10 wiederum über als Federelemente 27 ausgebildete Positionierelemente an der Aussenschale 1 lagefixiert ist. Selbstverständlich kann in einem erfindungsgemässen Behälter jede Art von zu kühlenden oder kaltzuhaltenden Geräten vorgesehen sein, wobei dann zweckmässig das Gerät selbst mittels Befestigungselementen an der Aussenschale befestigt ist, sodass in diesem Fall keine Innenschale erforderlich ist, es sei denn, dass das Gerät selbst von einer kryogenen Flüssigkeit umgeben sein muss, in welchem Fall das Gerät in einer Innenschale vorgesehen ist, wobei dann die Innenschale mittels Befestigungselementen an der Aussenschale lagestabil angeordnet ist.
Somit eignet sich der erfindungsgemässe Behälter zum Aufbewahren von Supraleitern,

   von Baueinheiten von Kühlaggregaten, zur Aufbewahrung empfindlicher elektronischer Schaltkreise, für Kryopumpen, für beliebige Materialproben, wie organische Substanzen, beispielsweise bei tiefen Temperaturen aufzubewahrende Samen, Eizellen, etc.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Figuren beschränkten Ausführungsbeispiele, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, wie bereits angedeutet, eine beliebige Anzahl von Isolierschalen 10 vorzusehen, um den unterschiedlichen Anforderungen an Temperaturisolierung zu genügen.
Die Isolierschalen können auch aus mehreren Teilen aufgebaut sein, wobei Teilstücke auch entlang anderer Achsen als der Hauptaufschiebeachsen der Endstücke (Klöpperböden, der Teile der Isolierschalen, wo die Positionierelemente befestigt werden) der Schalen aufgeschoben werden können.

   Entweder werden diese Teile verklebt, verschweisst oder über Haken gesichert, oder durch Steckverbindungen über die die beiden Endteile gegeneinander sichernden Kräfte gegeneinander gesichert.
Bezüglich der Anzahl der Positionierelemente hat der Fachmann freie Wahl. So kann es erforderlich sein, bei besonderen Anforderungen an die Stabilität, z.B. für den Einsatz eines Kryotanks in schweren Baugeräten, mehr als drei Positionierelemente 11 je Befestigungsebene anzuordnen. Zur Stabilisierung einer Isolierschale 10 kann es vorteilhaft sein, zumindest ein Positionierelement 11 bei Blickrichtung in Richtung der Längsachse 6 anders als radialsymmetrisch anzuordnen. Als Positionierelemente könnten auch an der Isolierschale bzw. an der Innen- und/oder Aussenschale angeklebte oder mit ihr integral ausgebildete Bügelelemente oder Schlaufen Verwendung finden.

   Wesentlich ist, dass kein direkter Kontakt der Schalen wie gemäss der AT 502 191 Bl stattfindet.

Claims (20)

Patentansprüche :

1. Behälter zur Aufnahme von bei tiefen Temperaturen, vorzugsweise unter 150 Kelvin, aufzubewahrenden kryogenen Medien und/oder Geräten, mit einer Aussenschale (1) und einer mit dieser lagestabil über Positioniejelemente direkt oder indirekt verbundenen bzw. an dieser direkt oder indirekt abgestützten Isolierschale (10), die gegebenenfalls von einer oder mehreren weiteren Isolierschalen (10) umgeben ist, wobei entweder das Gerät oder eine Innenschale (2) zur Aufbewahrung von kryogenen Medien lagestabil über Befestigungselemente (3) mit der Aussenschale (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Isolierschale (10) zumindest zweiteilig ausgebildet ist und an der Aussenschale (1) und/oder am Gerät und/oder an der Innenschale (2) mittels von den Befestigungselementen (3) unabhängigen Positionierelementen (11, 26, 27) befestigt ist, wobei die Isolierschale (10)

von der Aussen- bzw. Innenschale (1, 2) bzw. vom Gerät bzw. von einer weiteren Isolierschale (10) unter Bildung eines Spaltes (15) berührungslos beabstandet ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierelemente (11) von Bolzen gebildet sind.

3. Behälter nach Anspruch loder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierelemente als Federelemente (27), insbesondere als Schraubenfederelemente, ausgebildet sind.

4. Behälter nach einem der Ansprüche l.bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierelemente (11, 26, 27) eine Isolierschale (10) gegen die Innenschale (2) oder gegen die Aussenschale (1) spannen und dementsprechend einerseits an der Isolierschale (10) und andererseits an der Innen- bzw. Aussenschale (1, 2) abgestützt bzw. verankert sind.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von zwei oder mehreren Isolierschalen (10) Positionierelemente (11, 27) einerseits an einer ersten Isolierschale (10) und andererseits an einer der ersten Isolierschale (10) benachbarten weiteren Isolierschale (10) abgestützt bzw. verankert sind.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschalen (10) bzw. die Aussenschale (1) an den Stellen, an denen Positionierelemente (11, 26, 27) vorgesehen sind, mit sich längs der Positionierelemente (11, 26, 27) erstreckenden Aufwölbungen (14) zur örtlichen Aufnahme eines Positionierelements (11, 26, 27) versehen sind, wobei Positionierelemente (11, 26, 27) an den Endbereichen der Aufwölbungen (14) abgestützt bzw. verankert sind.

7. Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bolzen (11) einerseits mit einem an einem seiner Enden vorgesehenen Bund und andererseits mit einem selbstsperrenden Sicherungsring (25), der am anderen Ende des Bolzens (11) aufgeschoben ist, am Gerät bzw. an der Innen- bzw. Aussenschale (1, 2) bzw. an der Isolierschale (10) abgestützt bzw. verankert sind.

8. Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Bolzen (11) mit an ihren Enden vorgesehenen Schnappnasen (13) versehen sind, die zum Einsetzen in Öffnungen (17, 18) und zum Verankern der Bolzen (11) in diesen Öffnungen (17, 18) dienen, wobei die Öffnungen (17, 18) am Gerät bzw. an der Innen- bzw. Aussenschale (1, 2) bzw. an einer Isolierschale (10) vorgesehen sind.

9. Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Bolzen (11) mit einem Ende mittels einer Schraubverbindung mit dem Gerät bzw. mit der Innenoder Aussenschale (1, 2) oder mit einer Isolierschale (10) verankert sind.

10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Positionierelemente (11, 27) zur Oberfläche der Isolierschale (10) bzw. des Gerätes bzw. der Innen- oder Aussenschale (1 , 2) im Bereich der Befestigung der Positionierelemente (11) geneigt ist.

11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierelemente von Magneten (26) gebildet sind.

12. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierelemente (11, 26, 27) bezüglich einer Längsachse (6) des Behälters um diese Längsachse (6) herum gleichmässig verteilt angeordnet sind.

13. Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass drei Positionierelemente (11, 26, 27) um die Längsachse (6) herum verteilt angeordnet sind.

14. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschale (10) bzw. die Isolierschalen (10) jeweils von zwei Halbschalen (10\ 10") gebildet ist (sind), welche Halbschalen (10\ 10") mittels einer Steckverbindung (21) miteinander zu einer Isolierschale (10) verbindbar sind.

15. Behälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Halbschalen (10', 10<">) mittels Positionierelementen (11, 27) direkt oder indirekt am Gerät bzw. an der Aussenund/oder Innenschale (1, 2) bzw. an einer weiteren Isolierschale (10) befestigt ist.

16. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschale(n) mittels Positionierelementen (11, 26, 27) unter Erzeugung von die Teile (10', 10") der Isolierschale(n) (10) gegeneinander sichernden Kräften, hervorgerufen vorzugsweise durch Federn, an der Aussen- und/oder der Innenschale befestigt ist (sind).

17. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (10', 10") einer Isolierschale (10) gegeneinander mittels Haken (30) lagegesichert sind.

18. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (10', 10") einer Isolierschale (10) miteinander durch eine Klebe- oder Schweissverbindung (29) verbunden sind.

19. Behälter mit einer Mehrzahl von Isolierschalen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierelemente als Schraubenfedem (27) ausgebildet sind, wobei die Schraubenfedem (27) zur Abstützung benachbarter Isolierschalen (10) zueinander fluchtend angeordnet sind und die Isolierschalen (10) Zugriffsöffnungen (34) zu den Schraubenfedem (27) aufweisen.

20. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnetspule über Befestigungselemente (3) mit der Aussenschale (1) lagestabil verbunden ist.