Kryostatbau

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

1. Tag

08:30 Uhr Begrüßung und Einführung

Dr.-Ing. Holger Neumann

08:50 Uhr Thermodynamische Grundlagen

• Kryostataufbau

• Kühlarten

• Kryoversorgung

• thermische Isolation

Dr.-Ing. Holger Neumann

12:00 Uhr Gemeinsames Mittagessen

13:30 Uhr Werkstoffe in der Kryotechnik

• Materialeigenschaften

• Messverfahren und Ergebnisse

• Beispiele zur Umsetzung

Dr. Klaus-Peter Weiss

17:15 Ende des 1. Tages

2. Tag

08:00 Uhr Mess- und Regeltechnik

Regelventile, Sicherheitskonzepte, Temperatur-, Druck und Wegmessung, Durchflussmessung, Füllstandsmessung

Dr.-Ing. Holger Neumann

12:00 Gmeinsames Mittagessen

13:30 Konstruktionsbeispiele

Normen, Konstruktionselemente, Vorgehensweise bei

der Kryostatkonstruktion, Ausführungsbeispiele

Dr. Ralph Lietzow

17:15 Uhr Ende des 2. Tages

3. Tag

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

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.

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.