Kryostatbau

Die Kryotechnik ist ein sehr seltenes Angebot in den Lehrplänen der Universitäten und... mehr

Kryostatbau

Die Kryotechnik ist ein sehr seltenes Angebot in den Lehrplänen der Universitäten und Fachhochschulen, so dass sich der Ingenieur, Techniker oder Konstrukteur meist selbständig in dieses Fachgebiet einarbeiten muss. Hierbei ergeben sich aufgrund der relativ geringen Verbreitung kryotechnischen Fachwissens zahlreiche Probleme, wie die Beschaffung geeigneter Literatur, Stoffdaten für Fluide und Materialien sowie des Bezuges geeigneter Standardkomponenten. Darüber hinaus fehlt meist grundlegendes Wissen über wesentliche Punkte, die im Kryostatbau berücksichtigt werden sollten.
Das Seminar befasst sich daher zunächst mit der Vermittlung grundlegenden Wissens und geht dann konkret auf Komponenten des Kryostatbaues ein, welches auch die Mess-, Regelungs- und Steuerungstechnik umfasst. Zu berücksichtigende Normen gehören ebenfalls zu den behandelten Themen wie auch konkrete Konstruktionsbeispiele und Auslegungsrechnungen.

Zum Thema

Als Kryostat (griech. kryos = kalt) wird ein Gerät bezeichnet, in welchem sehr tiefe Temperaturen erreicht werden können. Als Kühlmittel dienen oft flüssiger Stickstoff (77 Kelvin) und flüssiges Helium (4.2 Kelvin), aber auch Neon (27 Kelvin) und Wasserstoff (20 Kelvin) spielen eine zunehmend wichtigere Rolle; durch Abpumpen des Dampfes dieser Kryogene können noch tiefere Temperaturen erreicht werden. Ein Kryostat ist meist in Schalen aufgebaut, wobei von außen nach innen und von oben nach unten die Temperatur abnimmt. Aufgrund der geringen Leistungsziffer bei der Erzeugung tiefer Temperaturen kommt dem thermischen Isolationsaufbau, den Schnittstellen (z. B. Ventile, Anschlüsse etc.) bzw. den Verbindungen zwischen Umgebungs- und Tieftemperatur hinsichtlich Konstruktion und Materialauswahl eine besondere Bedeutung zu. Ebenso müssen die Anwendungen den geltenden Sicherheitsvorschriften sowie die Mess- und Regeltechnik auf die Besonderheiten im Tieftemperaturbereich abgestimmt werden.

Programm

Tag 1, 08:30 - 17:15 Uhr

08:30 Begrüßung und Einführung
Dr.-Ing. Holger Neumann

08:50 Thermodynamische Grundlagen
(Kryostataufbau, Kühlarten, Kryoversorgung, thermische Isolation)
Dr.-Ing. Holger Neumann

12:00 Gemeinsames Mittagessen

13:30 Werkstoffe in der Kryotechnik
(Materialeigenschaf, Messverfahren und Ergebnisse, Beispiele zur Umsetzung)
Dr. Klaus-Peter Weiss

17:15 Ende des 1. Tages

Tag 2, 08:00 - 17:15 Uhr

08:00 Mess- und Regeltechnik
(Regelventile, Sicherheitskonzepte, Temperatur-, Druck und Wegmessung, Durchflussmessung, Füllstandsmessung)
Dr.-Ing. Holger Neumann

12:00 Gemeinsames Mittagessen

13:30 Konstruktionsbeispiele
(Normen, Konstruktionselemente, Vorgehensweise bei der Kryostatkonstruktion, Ausführungsbeispiele)
Dr. Ralph Lietzow

17:15 Ende des 2. Tages

Tag 3, 08:00 - 16:00 Uhr

08:00 Uhr  Vakuumtechnik und Gefahren im Umgang mit Kryogenen
Druckbereich, Vakuumerzeugung, Lecksuchtechniken, Gefahren im Umgang mit Kryogenen, Unfallursachen
Dr.-Ing. Holger Neumann

12:00 Uhr Gemeinsames Mittagessen

13:30 Uhr  Sonderveranstaltung:
Bustransfer zum KIT (Campus Nord) Karlsruhe
Nach spezieller Anmeldung über HDT (begrenzte Teilnehmerzahl)
Personalausweis erforderlich

14:00 Uhr  Besichtigung der kryotechnischen Einrichtungen des Instituts für Technische Physik auf dem Gelände des KIT (Campus Nord) Karlsruhe

16:00 Uhr  Bustransfer zum Bahnhof und zum Hotel / Ende der Veranstaltung

Zielsetzung

Ziel des Seminars ist ein intensiver Erfahrungs- und Wissenstransfer, der durch grundlegende Vorträge Kenntnisse über die Besonderheiten im Kryostatbau vermitteln soll. Hierbei sollen vor allem die wesentlichen Prinzipien und deren Grundlagen behandelt werden. Darüber hinaus sollen zahlreiche Ausführungsbeispiele die Umsetzung erleichtern.

Teilnehmerkreis

Ingenieure, Naturwissenschaftler, Techniker und Konstrukteure aus Forschung, Entwicklung und Produktion, welche die Grundlagen und den Entwicklungsstand auf diesem Fachgebiet kennen lernen und für Eigenkonstruktionen oder Spezifikationen anwenden wollen.