OPERATION AND SERVICE MANUAL INCLUDES CP25
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1. me fonction que le d canteur mais une chelle plus fine L huile pi g e est retourn e au compresseur travers la canalisation de retour d huile du coalesceur ILB 10 Canalisation de retour d huile du coalesceur La canalisation de retour d huile du coalesceur et celle du d canteur sont identiques la fois dans leur composition et dans leur fonction Le voyant du coalesceur devrait montrer un coulement d huile faible ou nul H B 11 Adsorbeur charbon actif Apr s que les particules d huile et a rosols aient t enlev s l h lium entre dans l adsorbeur charbon actif Quelque contaminant vapeur que ce soit il sera adsorb par le charbon actif Ainsi seulement l h lium gazeux pur p n tre dans la t te froide La fonction premi re de l adsorbeur au charbon est l limination des impuret s dans le flux d h lium gazeux Si de l humidit est admise dans le syst me l adsorbeur la retiendra Toutefois si des quantit s excessives sont admises ceci provoquera ventuellement un mauvais fonctionnement de la t te froide et n cessitera une r paration L adsorbeur charbon actif doit tre remplac toutes les 10 000 heures H B 12 Jauges de pression Situ es sur le panneau de contr le du bloc de compresseur CP 25 il y a deux jauges de pression Ces jauges indiquent la haute pression jauge de droite et la basse pression jauge de gauche Ceci est particuli rement utile quand on essaie de contr2. tage doit atteindre 8 K 9 K L utilisateur peut modifier les basses temp ratures atteintes en changeant la quantit de gaz dans le syst me La plus basse temp rature du 2 me tage peut tre atteinte en diminuant la pression d aspiration voir section IV F Avec cette plus faible pression d aspiration le 2 me tage peut atteindre 7K 8K s il n y a pas de charge sur le 2 me tage Ces temp ratures minimales possibles peuvent tre affect es par les param tres mentionn s ci dessus et repr sentent les temp ratures obtenues dans des conditions id ales Alors que la plus basse temp rature est atteinte avec une faible pression d aspiration la capacit maximum pour une charge thermique est obtenue avec un grand diff rentiel de pression Le diff rentiel de pression maximum possible est 275 psi Ce diff rentiel produit les plus grandes capacit s Lorsque le cryog n rateur GB 37 refroidit il demande davantage d h lium le diff rentiel de pression d cro t donc avec le refroidissement de l unit IV D Charges thermiques Comme signal dans le pr c dant paragraphe le diff rentiel de pression fourni par le compresseur au cryog n rateur GB 37 influe sur les capacit s du syst me La capacit du cryog n rateur se d termine par le nombre de watts de chaleur qu il peut absorber une temp rature donn e IV E Capacit s du Cryomech GB 37 CAPACITES DU CRYOREFRIGERATEUR CRYOMECH GB 37 COMPRESSEUR ler ETAGE
3. Ceci am ne 24 un diff rentiel de pression entre 220 psi et 260 psi Ces diff rentiels produiront les plus grandes capacit s Si les capacit s sont trop importantes et des temp ratures plus lev es sont d sir es plusieurs changements peuvent tre faits R duire la charge d h lium dans le syst me diminuera l ensemble des capacit s Une plus faible charge diminuera le diff rentiel de pression produisant donc de plus faibles capacit s Une autre m thode moins compliqu e de r duire les capacit s est d ouvrir la vanne by pass Ceci d tourne de la t te froide une partie de l h lium circulant et par ce moyen diminue le travail fait dans la t te froide Une caract ristique de cette m thode de contr le de la temp rature est que si la basse pression augmente 100 PSIG la temp rature du 2 me tage augmente norm ment S il est important d obtenir de basses temp ratures au 2 me tage la basse pression doit tre gard e la plus faible possible Si un contr le plus sp cifique de l un ou de l autre tage est n cessaire il faut proc der des modifications internes Cela implique de modifier la distance de d placement du d placeur R duire la course du d placeur revient r duire la capacit de l tage Des espaceurs peuvent tre fournis par Cryomech pour modifier la course du d placeur Si ces modifications doivent tre apport es il est recommand de consulter Cryomech IV G V rifications requi
4. h lium comprim la t te froide via des lignes flexibles en acier inoxydable Cet h lium sous pression doit tre exempt d huile d humidit ou de tout gaz qui pourrait tre condens lors de l op ration ce qui se produirait pour tout gaz sauf l h lium Quelques parties par million d autres gaz sont tol r es par la t te froide en conservant sa fiabilit et son MTBF Mais il faut prendre les plus grandes pr cautions pour ne pas introduire d autres gaz dans le circuit Le cryor frig rateur GB37 suit le cycle G M par une d tente de l h lium haute pression vers une basse pression Ceci est r p t 144 fois par minute La fr quence est contr l e par une vanne rotative qui active les d placeurs et envoie le flux d h lium travers les r g n rateurs et les changeurs de chaleur Le volume de gaz d tendre est ainsi charg en h lium haute pression La vanne rotative effectue alors une rotation de 45 et l h lium haute pression peut se d tendre et s chapper en traversant l changeur de chaleur Le gaz retourne ensuite travers le r g n rateur vers l aspiration basse pression du compresseur H DESCRIPTION H A La t te froide Le cryor frig rateur GB 37 est constitu de deux ensembles d l ments la partie moteur et la partie cylindres La figure 1 montre une vue des deux parties et comment elles s assemblent ILA 1 Ensemble des l ments de cylindre La partie cylindres N 15 est l l ment
5. pas 4 contacter Cryomech Le manuel lui m me est divis en 5 sections 1 Introduction d finitions et th orie 2 Description des composants du GB 37 3 Installation 4 Fonctionnement 5 Entretien et maintenance Chaque section fournit une explication d taill e accompagn e d illustrations de tout ce que vous devez savoir sur le Cryomech GB 37 L B Code de renvoi Afin d viter des confusions certains sujets de ce manuel sont r f renc s Le code de renvoi correspond la num rotation de la table des mati res plus le num ro de la page Par exemple pour le sujet jauges de pression H B 12 section sous section sujet CONSERVEZ CE MANUEL DANS UN ENDROIT SUR ET PRATIQUE AFIN DE POUVOIR S Y REFERER A TOUT MOMENT ILC Nomenclature La nomenclature doit tre d finie afin de clarifier les noms commun ment attribu s aux diff rents composants dans un syst me de cryor frig rateur Cryomech Les d finitions sont les suivantes CRYOREFRIGERATEUR un syst me incluant une t te froide un compresseur et des lignes qui est capable d atteindre une temp rature cryog nique inf rieure 120K ELEMENT COMPRESSEUR ou BLOC COMPRESSEUR composant producteur de travail du syst me cryor frig rateur qui comprime l h lium afin d alimenter la t te froide TETE FROIDE syst me de d tente qui est capable d atteindre des temp ratures cryog niques par une d tente de l h lium entre la haute pression et la basse
6. principal contenant les d placeurs r g n rateurs et changeurs de chaleur Les tubes sont soud s une bride principale o se trouvent les trous destin s la fixation de la t te froide sur l enceinte vide L changeur de chaleur du ler tage N 23 est fix l extr mit du tube du d placeur du ler tage N 20 et du tube du r g n rateur du 1er tage N 28 L changeur de chaleur du 2 me tage N 27 est fix l extr mit du tube du 2 me tage N 8 et du tube du r g n rateur du 2 me tage N 25 Les deux changeurs de chaleur sont faits de cuivre haute conductibilit Les tubes de cet ensemble sont en acier inoxydable 304 et d paisseur 0 030 ATTENTION ETANT DONNE LA FAIBLE EPAISSEUR DES PAROIS DES TUBES LA MANIPULATION DE LA TETE FROIDE DOIT SE FAIRE AVEC UNE EXTREME PRECAUTION LA GARANTIE NE COUVRE PAS DES DEPLACEURS REGENERATEURS JOINTS ET TUBES GRIFFES OU COURBES Le cryor frig rateur GB 37 est pourvu de deux 2 d placeurs qui s ins rent dans l ensemble cylindres Le d placeur du ler tage num ro 21 a le plus gros diam tre et s ins re dans le tube de plus gros diam tre num ro 20 Le joint torique du ler tage num ro 19 s ins re sur la tige du ler tage num ro 17 et s pare l extr mit chaude du d placeur de l extr mit froide active Le d placeur du 2 me tage num ro 7 est de petit diam tre et s ins re dans le plus petit cylindre num ro
7. un syst me cryog nique Dans votre syst me sous un vide atteignant 5x10 torr ou mieux quand votre GB 37 est en fonctionnement 0 0001 est une barri re thermique tr s importante Utiliser une feuille d indium entre l changeur de chaleur de la t te froide et le capteur L emploi d une feuille d indium est parfois d licat et lors d applications o se produisent des r chauffements et refroidissements r p t s le contact devra tre souvent v rifi Nous recommandons l utilisation de capteurs mont s en bobines fix s la surface cryog nique par une vis en cuivre Les capteurs de type cylindrique doivent tre mont s dans des trous de dimensions tr s voisines l espace vide tant rempli avec une poxy haute conductivit ou avec un m lange graisse vide cuivre Avec les capteurs cylindriques il est imp ratif que les fils connect s au capteur soient fix s la surface avec un ruban de cuivre sur 6 8 pouces 15 20 cm 16 H D 1 Emplacement Un bon contact physique est important et doit tre pris en consid ration pour l adaptation de la forme du capteur l changeur de chaleur Dans la plupart des cas il est pr f rable de faire le contact sur la surface plate des changeurs de chaleur Si les surfaces plates doivent tre occup es par d autres montages des adaptateurs sp ciaux peuvent tre utilis es pour adapter la partie ronde de l changeur de chaleur un montage plan Le meilleur moyen de mon
8. 8 c t du tube de plus gros diam tre num ro 20 Les joints d embout du 2 me tage num ro 6 s ins rent sur la tige du 2 me tage num ro 5 Les deux d placeurs des ler et 2 me tages se d placent l int rieur de leur cylindre Le r g n rateur du ler tage num ro 22 se trouve dans le cylindre du r g n rateur num ro 28 Le r g n rateur est un changeur de chaleur travers lequel l h lium comprim entr e et l h lium d tendu sortie passent pour atteindre les volumes de d tente L h lium d tendu provenant du volume d expansion est une temp rature plus basse que celle de l changeur en tout point donn A chaque point pr cis il prend de la chaleur abaissant la temp rature cet endroit de l changeur Quand l h lium comprim sur son trajet vers le volume d expansion passe au m me endroit dans l changeur il est une temp rature sup rieure celle de l changeur donc il c de de la chaleur l changeur abaissant la temp rature du gaz entrant Gr ce l utilisation d un r g n rateur la temperature de l h lium haute pression charg dans le volume d expansion l extr mit froide du r g n rateur est proche de la temp rature de la derni re charge d h lium d tendu dans le fond extr mit la plus froide de la matrice du r g n rateur Le r g n rateur conserve la chaleur dans l h lium qu est comprim temp rature ambiante et vite sa transmission l ex
9. CRYOMECH Model GB37 Cryogenic Refrigerator OPERATION ano SERVICE MANUAL INCLUDES CP25 COMPRESSOR SYSTEM 1630 ERIE BLVD EAST SYRACUSE NEW YORK 13210 USA TEL 315 475 9692 FAX 315 422 1202 TABLE DES MATIERES Le CNY RODUGC ELON red Eeer te og ee ote ana ne aa 5 As APRECIAN erg E en ALA A enter eae te 5 B a Code de ERT e ter tt ie EE Beans 5 Ex N t rk e ee ad a due te ie AN 5 Dy Garantia eh de E E E Be Sea bose A Se 6 E Principe de fonctionnement o oooooooooooom os 6 LES DESCREP LEON deaa e erger dd Ae ee A ida ane gees 6 A La Tete PTOLAR ui a a ds a 6 Le Et LEE ei A a AA 6 2 Joints de tube axial et syst me de maintien 7 Bis DRSEMPIE MOC SUT seer Ea ea See A he ele ee eee le ee wea ae 8 4 Vanne et plaque VaMMB oooooooooooooooooooo 8 B Ensemble CompresseUTl coooooooonooonoonooononooasso 8 te MOGULE d COMD CSSCOUT ear dad Avante eee 8 2 Behanger de Chaleur thie AR A Le ee a E 9 3 ler tage de s paration d huile 9 A Circuit Grn eck ton ROUTE aia a a sa Se 9 5 2eme tage de s paration d huile 9 6 Circuit de retour d huile des s parateurS 9 Fa DECANCOUTS ti re a as tens 4 9 8 Canalisation de retour d huile du d canteur 10 Ji CO LEE UI A Dh d s Rd de ge are el LO 10 Canalisations de retour d huile du coalesceur 10 Ll Adsorbeur charbon actif ces ce ee chia esc ur LO 12 JAUGES de PLES
10. MAX 2 me ETAGE MAX ENSEMBLE 1 42 CP25 60 W 70K 30 W 20K 60 W 70K 25 W 20K Ces capacit s sont maximales dans des conditions id ales Les courbes des deux tages et des capacit s interm diaires sont disponibles sur demande L analyse des capacit s ci dessus montre que la charge d un tage influe sur la capacit de l autre tage Alors que les tages sont des temp ratures diff rentes et semblent tre ind pendantes elles sont interd pendantes et agissent l une sur l autre Chacun des deux tages a une capacit plus basse quand l autre tage est dans le cas d une pleine charge thermique En g n ral la capacit varie sur chaque tage en fonction que la charge change sur l autre tage Ces capacit s sont bien pr visibles et doivent tre reproductibles si le syst me est install correctement IV F Modifications des capacit s Les capacit s du r frig rateur peuvent tre modifi es par le changement de certaines conditions la fois externes et internes la t te froide Les changements externes incluent la variation de la pression du syst me et l augmentation ou la diminution du diff rentiel de pression par la vanne by pass Changer la pression du syst me changera le diff rentiel de pression et par l modifiera les capacit s Pour des capacit s maximales le compresseur peut tre charg en marche avec la vanne by pass compl tement ferm e pour obtenir la haute pression maximale de 300 PSIG
11. STON 4 sve secede Sone eens aaa al LO 13 Soupape de by pass 10 14 Circuit de contr le et s curit s 1 11 15 Acc s de maintenance et vanne de service 11 16 C ble d alimentation du moteur 1 Cu beregnes L RIDESS esesten di es oh Se aed L2 D Pi ces de rechanges et OUCLISE sue Game mad ane 12 Em e e A a adi 12 1 Temp ratures et puissances de r frig ration 12 2 Sp cifications du T Frig ratelrs ss she eee sees de 13 I INSTALLATION DU CRYOREFRIGERATEUR GB 37 13 Ax TAP BOGUGCE LON A A ti DHS E3 Le DAMAS FOULS a a ES ee a e 2 Montage sur la surface froide 13 Ba EIERE EEN A oye eet ee he tend A Sade ol SES Cy TASTE LUMENTACLON us domaine a saisie A aia ad a ave 14 ta Died s aw SS BLPCMIM Soh oie Rote ee oa eae ee te ahs Da ares BAS 14 Lan TLACLMOCOUD IES tie ene bea els Shas bbe Wes Se ist as 15 3 Thermom tres pression de vapeur 15 D Installation de capteurs de temp rature T5 Lo TWOCALELSAL LON atures eaa t as e area eG 2 Thermalisation des fils 16 S Lialsons TherMIQU S eesis pedals Ege wale Rec eek E Isolement de la chaleur rayonnante 17 F Condition de vide requiS ccc cece ete ee ee cee eee 17 E sta lation du COMPLESSCU
12. T un Xia er te ala ee NS 17 1 Conditions de puissance requises 18 245 BLOG AU ELANSEOTMALEUT a ee ost e nda as Dies 18 3 Consid rations environnementales 1 LE a Temp rature ambiante 18 Pe POUSSL rT MANEL rs ack Tube dou der a 19 Es HUMLA CE dae Ke Be ae A AAS sud eed al L9 Qe HOT ZONES LLL la uae e Cae eee ae aaa be a eee ee 19 4 Conditions requises de refroidissement 19 5 Cordon d alimentation de la t te froide 20 H Installation d s TLONOES As NI EE Nes 20 IV FONCTIONNEMENT DU CRYOREFRIGERATEUR oooooooooo o 21 As atelier a eas 21 Bx Mis en SCENIC id 21 Es POMCE EE EE oe Soe AAS yon Ae a ES he ee a wee 21 D Charges CAlLOELQU S x cimas La a wea a EE 22 E Capacit s du Cryomech GB 37 nee Ni hss Siew Ze F Baisses de rendement a csaits A sata 22 Ge Verifications LEGUISES so ns ek der at 23 Li Tete Troid e A A nel buis 23 Ze COME PES SeU vus due a SE eee de Alas oo a Oa die amants 23 Her V TILLCALIONS QUOE Ld Snes da We ts het Bate ai 24 I INTRODUCTION I A Aper u Le cryor frig rateur Cryomech GB 37 a t soigneusement congu et fabriqu pour des heures de fonctionnement sans incident Pour tirer le meilleur parti de cet appareil Cryomech recommande de vous familiariser avec les indications notes et proc dures d crites dans ce manuel Si apr s l avoir consult vous aviez quelques questions n h sitez
13. anter optiquement de toute surface plus chaude Un mylar rev tu d aluminium appel superisolation est disponible pour cette application Il peut tre enroul en plusieurs couches autour des cylindres liminant effectivement les pertes thermiques par rayonnement sur les composants cryog niques L changeur de chaleur 2 et au moins la moiti de la distance l changeur de chaleur 1 sur chacun des tubes doivent tre envelopp s de superisolant entre 6 et 10 couches Plusieurs grandes feuilles peuvent tre pli es pour faire des matelas couches multiples L isolation devra tre fix e en place par des films adh sifs mais non serr e au point de g ner l vacuation Veiller envelopper la surface entre les deux tubes de petit diam tre Ceci est important car cela isole optiquement l changeur de chaleur 2 de l changeur de chaleur 1 Apr s avoir crant le 2 me tage il faut cranter le ler tage Les cing ou six premi res couches doivent commencer approximativement mi chemin entre la bride principale et l changeur de chaleur 1 et continuer vers le bas enveloppant enti rement le 2 me tage S assurer que la surface entre le petit et le grand tube est l gerement envelopp e de superisolant 6 a 10 autres couches doivent tre enroul es sur toute la longueur du r frig rateur Il est important que l isolation restant au del du 2 me tage soit repli e sur elle m me et fix e par un adh sif Si la
14. ation d huile La majeure partie de la s paration d huile a lieu dans ce s parateur par l utilisation d un cran et d un brusque changement dans la direction du flux L huile r cup r e ainsi dans le fond du filtre alimente le circuit d injection d huile et le reste retourne la r serve du compresseur par la canalisation de retour d huile ILB 4 Circuit d injection d huile Le circuit d injection d huile joue un r le majeur dans le refroidissement du module de compresseur Ce circuit commence au ler tage de s paration d huile et consiste en un filtre et deux orifices de contr le du flux suivis chacun par un voyant liquide Le circuit d injection de l huile se continue au niveau des t tes du compresseur o l huile est inject e dans les entr es basse pression situ es sur chaque t te H y a deux entr es d injection par t te L huile refroidie haute pression recueillie au fond du ler tage de s paration est refoul e dans le filtre travers les orifices de contr le de flux et les voyants et finalement dans les couvercles de culasses L l huile se m le nouveau avec l h lium est comprim e et le cycle est r p t ILB 5 2 me tage de s paration d huile L h lium entre ensuite dans le 2 me tage de s paration d huile qui fonctionne sur les m mes principes que le s parateur d huile num ro 1 mais avec un cran plus fin L huile est renvoy e la r serve d huile du compresseur par la canalis
15. ation de retour d huile I B 6 Circuit de retour d huile des ler et 2 me s parateurs Les deux s parateurs d huile des ler et 2 me tages ont un flotteur interne et des m canismes de soupape qui permettent le retour de l huile la r serve du compresseur Les deux canalisations de retour d huile sont pourvues de voyants pour v rifier la quantit d huile retourn e La canalisation de retour du ler tage de s paration op rera en premier et renverra une plus grande quantit d huile que celle du 2 me tage de s paration I B 7 D canteur L h lium venant du 2 me s parateur entre ensuite dans le d canteur A ce point la quantit d huile entra n e par l h lium a t r duite de mani re significative Dans le d canteur l huile s accumule sur des surfaces fibreuses et s coule vers le fond L huile pi g e est retourn e la r serve du compresseur par la canalisation de retour d huile 10 ILB 8 Canalisation de retour d huile du d canteur Cette canalisation est constitu e d un voyant d un micro filtre et d un orifice de contr le du flux L huile collect e au fond du d canteur est en permanence retourn e au compresseur Le gaz haute pression contenu dans le d canteur est utilis pour refouler l huile vers la r serve d huile du compresseur qui est a basse pression I B 9 Coalesceur De la vapeur d huile est toujours pr sente dans l h lium quittant le d canteur Le coalesceur remplit la m
16. bl mes cons quents Si une 19 unit peut tre soumise l une ou l autre de ces conditions extr mes il est conseill de consulter Cryomech pour des suggestions quant aux moyens utiliser pour compenser ces conditions 20 HIG 3 b Propret Un environnement tr s sale peut affecter les performances du compresseur La poussi re introduite dans l unit par le ventilateur de refroidissement est souffl e sur le module de compresseur Une accumulation de poussi re sur le module de compresseur diminuera ses capacit s de refroidissement Etant donn que le syst me est tanche a l h lium le circuit d h lium n est pas concern par cette contamination HI G 3 c Humidit Comme pour la plupart des quipements lectro m caniques l humidit peut tre un probl me Bien que la plupart des parties mobiles soient enferm es dans un environnement d h lium ceux qui sont expos s l atmosph re ne fonctionnent pas toujours correctement en atmosph re humide Une humidit normale ne doit provoquer aucun probl me au syst me Cependant un contact direct avec l eau endommagerait les composants et serait un danger lectrique ATTENTION TOUT EQUIPEMENT EXPOSE DIRECTEMENT AU CONTACT DE L EAU DOIT ETRE DECONNECTE AU BOITIER COUPE CIRCUIT ET REVISE TI G 3 d Position de fonctionnement Il est recommand que le syst me de compresseur CP25 fonctionne dans la position horizontale Cependant une horizontalit pr c
17. ces composants sont expliqu s plus loin I B 1 Module compresseur Le module compresseur est un compresseur semi herm tique quatre cylindres lubrifi l huile Il a t modifi la fois l int rieur et l ext rieur pour une utilisation dans un syst me h lium Le but de ces modifications est d viter la surchauffe du module compresseur Un ventilateur orient vers l enveloppe du moteur de compresseur fournit un refroidissement suppl mentaire Un voyant liquide circulaire est visible travers la grille du panneau avant pour contr ler le niveau d huile Ce voyant est situ sous la boite lectrique du module compresseur Le niveau d huile doit toujours tre au moins la moiti de la hauteur du voyant quand l unit est en marche H B 2 Echangeur de chaleur Le syst me de compresseur CP 25 est disponible seulement en version refroidie par eau L unique circuit changeur de chaleur refroidit le m lange h lium comprim huile fourni directement par le module de compresseur Il est important que le flux h lium huile soit bien refroidi car l efficacit des s parateurs d huile est r duite de mani re significative quand la temp rature du m lange h lium huile augmente Le d bit requis et la temp rature maximum de l eau de refroidissement sont donn s en section I G 4 I B 3 ler tage de s paration d huile Le m lange h lium huile refroidi passe de l changeur de chaleur au ler tage de s par
18. che connexion rapide qui se connecte une prise similaire trois fiches sur la t te froide Lorsqu on relie la fiche son socle le d trompeur de la fiche doit correspondre avec le rep re d alignement bleu sur la prise La prise a une douille de verrouillage sur laquelle se trouve la marque bleue Cette douille doit cliquer dans la position verrouill e quand la fiche est pouss e fermement sur la prise Pour d connecter tirer la douille en d branchant ATTENTION NE PAS CONNECTER OU DECONNECTER CETTE PRISE QUAND LE SYSTEME DE COMPRESSEUR EST EN MARCHE CETTE MANOEUVRE ENDOMMAGERAIT LA FICHE ET LA PRISE GRILLERAIT LE MOTEUR DE TETE FROIDE ET POURRAIT CAUSER DES BLESSURES 12 ILC Lignes flexibles Les deux lignes flexibles en acier inoxydables sont utilis es pour connecter le bloc de compresseur la t te froide La longueur standard est de 10 pieds avec les raccords Aeroquip aux deux extr mit s Les lignes flexibles sont livr es propres ferm es et charg es avec 190 5 PSIG d h lium La dimension des lignes et des raccords Aeroquip a t d termin e en fonction du flux d h lium venant de et allant vers la t te froide Toute modification des lignes ou des raccords Aeroquip doit se faire apr s concertation avec le personnel de Cryomech ATTENTION LES RACCORDS AEROQUIP NE DOIVENT JAMAIS ETRE ENLEVES DES LIGNES FLEXIBLES SANS QUE CELLES CI N AIENT ETE AUPARAVANT VIDEES DE LEUR CHARGE D HELIUM UD Pi ces d
19. composants de plus de lbs Kg devront tre support s l ext rieur comme d crit ci dessus HI B Orientation La t te froide du Cryomech GB 37 peut tre utilis e dans n importe quelle orientation Si elle est utilis e dans une orientation autre que la verticale avec l extr mit froide en bas il est important que l unit soit bien attach e la bride de l enceinte vide HI C Instrumentation A cause de nombreuses difficult s il n est pas toujours possible de mesurer avec pr cision les temp ratures cryog niques Plusieurs m thodes et types d quipements sont disponibles qui ont tous une pr cision raisonnable mais qui ont tous certaines limites Selon l installation et les limites de son emploi un type de thermom trie sera plus souhaitable qu un autre Dans la section suivante diff rentes m thodes de thermom trie sont envisag es Si apr s les rappels de cette section il reste des questions contacter Cryomech TI C 1 Diodes au silicium De r cents d veloppements en capteurs lectroniques de temp rature ont augment leur fiabilit et leur pr cision Ces petits l ments sont reli s un microprocesseur pour indiquer des temp ratures de 1 4K jusqu 380K la plupart des fournisseurs pr tendant une pr cision de 0 2K sur la gamme de temp ratures cryog niques Ceci semblerait tre l un des moyens les plus pr cis de lire la temp rature Mais quel que soit l instrument il a ses probl
20. compresseur CP25 n cessite peu d attention Comme pour tout quipement de pr cision il est important que l installation soit correcte La section suivante doit tre vue avant la mise en route du syst me de compresseur Une installation incorrecte peut entra ner une perte des droits de garantie 18 HIG 1 Puissance requise Le syst me de compresseur CP25 est disponible selon plusieurs caract ristiques lectriques diff rentes Le syst me standard utilise une alimentation 208 220 VAC 60 Hz 3 phases ATTENTION LES TENSIONS FOURNIES DOIVENT ETRE A PLUS OU MOINS 5 POUR CENT DE LA TENSION PREVUE INSCRITE SUR L ETIQUETTE D IDENTIFICATION SITUEE SUR LE PANNEAU ARRIERE L ordre des phases d alimentation du syst me de compresseur CP25 n est pas critique La rotation du compresseur dans le sens des aiguilles d une montre ou en sens inverse donne le m me r sultat Le syst me de compresseur n cessite un circuit estim 40 A en marche normale et 60 A en pointe Un circuit sous dimensionn pour la charge du compresseur provoquerait une tension faible et un dommage possible du compresseur ATTENTION LE SYSTEME DE COMPRESSEUR EST POURVU D UNE PRISE DE TERRE NE JAMAIS OMETTRE CETTE CONNEXION OU ALIMENTER LE COMPRESSEUR PAR UN CIRCUIT NON RELIE A LA TERRE CELA PEUT ENGENDRER UN DANGER H G 2 Transformateur Le module compresseur CP25 fonctionne mieux lorsque la tension fournie est proche de la limite sup rieure sp cifi
21. e en figure 2 Les capacit s sur chaque tage peuvent tre l g rement chang es avec des modifications faites l int rieur aussi bien qu l ext rieur Ceci est galement expliqu dans la section IV F Les capacit s cit es ci dessous sont les capacit s standard du GB 37 fourni par Cryomech Si des capacit s diff rentes sont requises Cryomech peut proposer des suggestions sur les modifications appropri es 4 effectuer Cependant Cryomech ne garantira que les capacit s montr es dans le tableau intitul Capacit s du cryor frig rateur Cryomech GB 37 ILE 2 Sp cifications du r frig rateur Les sp cifications donn es ci apr s sont celles que l on peut attendre quand le r frig rateur fonctionne dans des conditions id ales Des transformations peuvent tre apport es dans la t te froide ou dans le syst me durant le fonctionnement afin de changer les capacit s si d sir Ces changements peuvent tre trouv s en section IV F CAPACITES DU CRYOREFRIGERATEUR CRYOMECH GB 37 COMPRESSEUR ler ETAGE MAX 2 ETAGE MAX ENSEMBLE 1 2 CP25 60 W 70K 30 W 20K 60 W 70K 25 W 20K IN INSTALLATION DU CRYOREFRIGERATEUR GB 37 IIL A Introduction L installation correcte du cryor frig rateur est la chose primordiale pour le succ s d une application Nombre des probl mes rencontr s en cryog nie viennent d installations inadapt es Bien que chaque application soit diff rente les contraintes de l environnem
22. e en section ILG 1 Avec cette tension la plus lev e le courant du module de compresseur est minimum En cons quence cela diminue la temp rature des bobinages lectriques et augmente la vie du compresseur La tension de la ligne dans beaucoup d tablissements descend couramment 200 V 210V Pour cette raison un l ment transformateur a t ajout au syst me de compresseur Ce transformateur augmente la tension de la ligne alimentant le compresseur d approximativement 10 pour cent ATTENTION SI LA TENSION DE LA LIGNE ALIMENTANT LE SYSTEME DE COMPRESSEUR EST 220V OU PLUS LE TRANSFORMATEUR DOIT ETRE INUTILISE LE MAINTIEN DU TRANSFORMATEUR CAUSERAIT UNE TENSION EXCESSIVE ET DOMMAGEABLE POUR LE COMPRESSEUR IlI G 3 Consid rations sur l environnement Ou et comment le compresseur est install peut influer sur ses capacit s Bien que les composants utilis s dans la fabrication du compresseur soient de la meilleure qualit des conditions environnementales extr mes peuvent nuire 4 son fonctionnement ou n cessiter un entretien HI G 3 a Temp rature ambiante Le compresseur CP25 est destin fonctionner dans une temp rature ambiante de 45 F 105 F 7 2 40 5 C Si la temp rature est sous 45 F 7 C une plus grande viscosit de l huile peut emp cher le d marrage et provoquer une mauvaise lubrification Un fonctionnement au dessus de la limite de 105 F 40 C provoquera un sur chauffement et des pro
23. e rechange et outils Votre syst me de cryor frig rateur Cryomech est fourni avec certaines pi ces de rechange et outils Ces pi ces de rechange sont les remplacements les plus courants La liste est la suivante PIECES DE RECHANGE 1 joint de tube axial de diam tre 7 16 avec joint torique 1 joint de tube axial de diametre 1 2 avec joint torique 1 joint rond de 2 250 2 segments de 1 5 avec joints toriques OUTILS 1 Cl ouverte 3 4 1 Cl ouverte 1 3 8 2 Cl s ouvertes 1 5 8 1 Cl 5 8 1 Cl a T 8 32 1 Cl longue T 5 16 24 1 Cl a T 10 32 1 Ensemble de cl s hexagonales 1 Raccord Aeroquip 1 4 femelle pour maintenance 1 Raccord Aeroquip 3 4 male pour maintenance 1 Raccord Aeroquip 3 4 femelle pour maintenance 1 Tournevis t te hexagonale 3 8 I E Capacit s du syst me ILE 1 Temp ratures et capacit s Dans le cas d une charge nulle le cryor frig rateur GB37 a une temp rature donn e estim e 30 K sur le premier tage et 8 5 K sur le 2 me tage Des temp ratures l g rement plus basses peuvent tre obtenues avec quelques modifications internes et externes Ces ajustements et leurs effets sur les caract ristiques du r frig rateur sont discut es en section IV F Les capacit s du r frig rateur mesur es en watts varient en fonction des charges sur chaque tage Des capacit s estim es sont donn es ci apr s et la relation entre les tages est montr e sur le graph
24. ent sont g n ralement assez semblables La section suivante explique ce qui est n cessaire une installation Si apr s ces rappels des questions restaient sans r ponses ou si des contraintes particuli res demandaient une attention sp ciale contactez Cryomech pour avis TILA 1 Dimensions La figure 3 montre le dessin classique de la t te froide GB 37 Les principales dimensions et les emplacements de montage sont galement montr s La bride principale a quatre trous libres pour des vis 1 4 20 M6x1 Un montage solide est recommand Il est n cessaire quelque soit l application si la t te froide est mont e verticalement et l extr mit froide orient e vers le bas Ne pas maintenir la t te froide en place seulement en mettant sous vide HI A 2 Montage sur la surface froide Les changeurs de chaleur ou surfaces froides des ler et 2 me tages sont en cuivre de haute conductibilit OFHC L changeur de chaleur du ler tage a quatre trous perc s pour des vis 8 32 ou M4x0 7 L changeur de chaleur du 2 me tage est perc en quatre endroits 8 32 ou M4x0 7 pour les clients utilisant les mesures m triques Si le montage de l interface utilise ces trous une feuille d indium doit tre plac e entre l interface et l changeur de chaleur ou l utilisation de vis en cuivre est recommand e A notre connaissance 14 aucun fabricant ne propose des vis en cuivre Vous pouvez les faire vous m me en filetant une t
25. huile est visible le syst me doit tre arr t et la ligne de retour remise en tat Voir Section V B 6 Il est souhaitable que la section de ce manuel concernant le fonctionnement permette d obtenir toute satisfaction dans le fonctionnement du cryor frig rateur Cryomech GB37 Les informations sont donn es ici pour faciliter l installation et le fonctionnement mais une situation particuli re peut demander une attention sp ciale Si apr s la lecture de cette section il reste des questions contacter Cryomech pour de plus amples informations PT WIS dd NOL VO S NMO S6 12 90 31VO VIY431 VW VH JO e LN AVMV UU 2689 AN 031319385 3SIMY2H1O SSINN S gt SS ENN CO S WWII3O P9 15 SNOLLIVas SHEI DL AN SSNIVYAS ONT HOSWOAND 6S Se I SOLEUS AUREL a A SOND O Bac FA a yee de 2689 awez NP YNATWHO AQ ENJONVHOZ Zz abeja awaz np YNALVYANSOSY 9z eBejo Suez np UNALVWYANAOSY NG IYANITAO sz abeyg awaz np YNSLVYANSOSY Nd LNior pz e6eje 184 np YNZTVHO 20 HNAONVHOG ez abeje Io np YNILYYANIO AY zz abey 191 np UNAOW Idd LZ oBejo Ja np yn30Y1d30 NG AHGNITAO oz abeya 18 np LHOSSAY Y LNAWORS 61 6e 184 np TVIXY San 81 abeja 191 np Twix 38NL 30 LNIOF 44 abeja 184 np 1VIXV San 30 LHOdAaNs al SAHQNITAO SIA 39V18NASSY Is said yt ie A E EAS Mer ENZLON 3G LHOdANS el YNALONW ZL 3N0lY419312 39VSSVd LL HNILON NA AddOTSANG 04 Le
26. ige de cuivre et en pr voyant une section plus large pour la t te Si la platine de montage sur l changeur de chaleur demande une modification Cryomech doit d abord tre consult afin d viter tout dommage la t te froide Le per age de trous sans approbation pr alable de Cryomech annule la garantie L installation id ale est obtenue par l emploi d une soudure d indium 200 F 95 C sur l changeur de chaleur et l interface Ne pas lever la temp rature de l changeur de chaleur ou de n importe quel composant du GB 37 au dessus de la temp rature minimale n cessaire pour faire couler la soudure d indium Nous recommandons un pistolet lectrique air chaud standard Joindre les deux surfaces soud es et r chauffer avec un pistolet air chaud jusqu ce que la soudure coule ATTENTION NE PAS UTILISER DE SOUDURE 50 PLOMB 50 ETAIN SON POINT DE FUSION EST TROP ELEVE CE QUI ENDOMMAGERAIT LES PARTIES INTERNES Dans certaines applications des composants lourds doivent tre mont s sur les surfaces froides Des composants pesant plus de 1b Kg doivent tre support s par une structure auxiliaire qui ajoutera bien s r une nouvelle charge thermique sur l tage froid Un poids excessif install sur les cylindres peut ab mer les tubes ou les tordre restreignant le mouvement des d placeurs Quand la t te froide est mont e horizontalement des poids plus l gers causerons des torsions Pour un montage horizontal des
27. ise n est pas n cessaire et un angle allant jusqu 5 est acceptable Un fonctionnement des angles sup rieurs aux 5 recommand s peut poser des probl mes en ce qui concerne la lubrification de certaines parties du compresseur et doit tre vit Si l application demande un plus grand angle contacter Cryomech HI G 4 Conditions requises pour le refroidissement Les tubes d arriv e et d vacuation de l eau 1 4 FPT sont situ s sur le panneau arri re Ne pas appliquer de chaleur ces raccords L utilisation de ruban t flon ou d un autre composant d tanch it est recommand Pour un refroidissement correct un d bit d eau minimum de 2 0 GPM 7 6 l mn est requis La temp rature de l eau arrivant ne doit pas exc der 80 F 27 C ATTENTION UNE TEMPERATURE D EAU SUPERIEURE A 80 F NE REFROIDIT PAS CORRECTEMENT LE COMPRESSEUR ET PEUT PROVOQUER UNE PANNE Le ventilateur dirig sur le module de compresseur est aussi un l ment important du syst me de refroidissement Des pr cautions doivent tre prises lors de l installation du compresseur afin de laisser un espace libre l avant et l arri re pour la circulation de l air 21 Ill G 5 C ble d alimentation de la t te froide Le c ble du moteur de la t te froide est muni d une prise de type encliquetage rapide L anneau externe de la fiche s enclanche et se ferme sur le collier de la prise Un d trompeur sur la prise s ajuste dans une rainure de
28. la fiche ce qui oriente les trois tiges Pour verrouiller la fiche poussez l anneau externe en poussant la fiche dans la prise S assurer que la fiche est en place et verrouill e avant de mettre en marche le syst me Pour enlever la fiche tirer en arri re l anneau externe et retirer la fiche ATTENTION NE PAS CONNECTER OU DECONNECTER LE CABLE DU MOTEUR DE LA TETE FROIDE QUAND LE COMPRESSEUR EST EN FONCTIONNEMENT CECI ENDOMMAGERAIT LA PRISE ET LA FICHE ET POURRAIT BLESSER L OPERATEUR I H Installation des lignes Le syst me de cryog n rateur est aliment par des lignes flexibles de 10 pieds pour amener le flux d h lium du compresseur la t te froide Si l installation n cessite que les composants soient s par s d une plus grande distance Cryomech doit tre consult Des lignes d une plus grande longueur ne posent pas un r el probl me si certaines conditions requises sont remplies Des distances de 100 pieds ou plus entre les l ments sont possibles si des pr cautions ad quates sont respect es De plus grandes longueurs de lignes si elles ne sont pas d termin es et install es correctement provoquent des pertes importantes en capacit de r frig ration Les tuyaux standards sont quip s de raccords Aeroquip qui s adaptent sur le compresseur et sur la t te froide Ces raccords sont con us pour permettre de d connecter les l ments sans perdre d H lium Lors du montage ou de l enl vement des raccords il est im
29. ler la temp rature du r frig rateur ou sa capacit en modifiant la pression du syst me ou le diff rentiel de pression Voir section IV F sur le fonctionnement du r frig rateur H B 13 Soupape de by pass Situ e aussi sur le panneau de contr le la vanne de by pass permet le contr le du diff rentiel de pression Ouvrir la vanne tourner dans le sens inverse des aiguilles d une montre permet au gaz de passer du circuit haute pression vers le circuit basse pression Ceci permet un contr le de la temp rature de la t te froide et des ajustements de la capacit aussi bien court terme qu long terme Pour une performance maximum la vanne de by pass doit tre compl tement ferm e Voir section IV F sur le fonctionnement du r frig rateur Avant d arr ter le compresseur la vanne de by pass doit tre ouverte de plusieurs tours 11 H B 14 Circuit de contr le et contr les de s curit Le bloc de compresseur CP 25 a un boitier lectrique ind pendant contenant tous les composants n cessaires au fonctionnement de la t te froide et du compresseur Le bouton poussoir lumineux de mise en route situ sur le panneau de contr le active le syst me entier Une horloge se trouve galement sur le panneau avant Les contr les de s curit suivants sont inclus dans le bloc de compresseur a Interrupteur d arr t en basse pression r gl a 40 5 PSIG Bouton de r enclanchement manuel situ sur le panneau avant
30. m me bouton que pour b b Interrupteur d arr t en haute pression r gl a 315 5 PSIG Bouton de r enclanchement manuel situ sur le panneau de devant c Interrupteur d arr t en haute temp rature r gl 120 F 49 C Bouton de r enclanchement manuel situ sur le panneau avant L interrupteur ne se r enclanche pas tant que le bulbe situ sur la canalisation de sortie de l changeur de chaleur ne s est pas refroidi de 10 F environ 5 C d vanne de s curit l atmosph re sur le coalesceur r gl e 340 5 PSIG Re enclanchement automatique 325 5 PSIG e Interrupteur d arr t de surintensit et de haute temp rature situ a l ext rieur sur le module de compresseur Se r enclanche automatiquement ILB 15 Acc s de maintenance et vanne d intervention Les acc s de maintenance et la vanne d intervention sont situ s sur le panneau avant Ils permettent l ajout ou le retrait d h lium du bloc de compresseur Le kit d outils comprend les cl s et raccords Aeroquip pour les connexions d intervention ATTENTION LE RACCORD AEROQUIP D INTERVENTION DEVRA ETRE ENLEVE APRES UTILISATION AFIN D EVITER DES PERTES ACCIDENTELLES D HELIUM POUR LES INSTRUCTIONS CONCERNANT L AJOUT OU L EVACUATION DE GAZ VOIR SECTION V B 4 H B 16 Cable Le c ble d alimentation du moteur situ sur le panneau arri re du bloc compresseur fournit la puissance la t te froide C est un c ble de couleur grise avec une fi
31. machine tr s simple d emploi La section suivante explique en d tail comment obtenir le maximum du syst me Cette section comprend les instructions de d marrage et d arr t simples Y figurent galement des m thodes qui permettent de faire varier la capacit et la temp rature Lire enti rement cette section cela aidera obtenir des performances optimales IV B Mise en service Une fois l installation accomplie quelques rapides v rifications faciliteront la r ussite de l op ration Avant d alimenter le compresseur faites les v rifications pr liminaires suivantes 1 v rifiez la pression du syst me les jauges doivent indiquer 190 205 PSIG 2 ouvrez la vanne by pass de plusieurs tours 3 assurez vous que le d bit d eau de refroidissement et sa temp rature correspondent aux conditions requises sur l tiquette d identification 4 assurez vous que tous les raccords Aeroquip sont bien serr s 5 assurez vous que le courant d alimentation correspond aux sp cifications requises sur l tiquette d identification 6 v rifiez que le c ble du moteur de la t te froide est connect ATTENTION NE PAS TENTER DE CONNECTER LE CORDON DU MOTEUR QUAND LE COMPRESSEUR EST EN MARCHE CELA PROVOQUERAIT UN ARC DE HAUT VOLTAGE DETRUISANT LE CONNECTEUR ET EVENTUELLEMENT LE MOTEUR DE LA T TE FROIDE POUVANT M ME BLESSER L OPERATEUR Pour mettre en marche le syst me pousser le bouton de mise sous tension Une diff rence de pression doi
32. me de compression g n re le flux d h lium tr s pur pour le syst me de r frig rateur cryog nique D un point de vue empirique nous avons une alimentation en haute pression et un retour en basse pression Une compr hension l mentaire du syst me de compression de ses composants et de leur fonction est n cessaire pour tirer les meilleures performances de la machine Le bloc du compresseur doit tre aliment avec un courant de 208 220 V 3 phases 60Hz ou 400 V 3 phases 50Hz et de l eau de refroidissement Le module compresseur utilise le courant lectrique pour comprimer l h lium et produit de la chaleur lors du processus La majeure partie de la chaleur est dans le m lange d huile et d h lium qui a t comprim Cette chaleur est vacu e dans l changeur de chaleur refroidi par eau Le circuit d injection d huile refroidit aussi le module compresseur en injectant de l huile froide directement sur les t tes du compresseur Un ventilateur enl ve galement de la chaleur au compresseur Les autres composants sont les s parateurs d huile dont la fonction est d assurer que l h lium haute pression qui sort du compresseur soit absolument pur Quatre de ces s parateurs d huile ont des circuits de retour d huile au compresseur Le circuit lectrique pour l alimentation du moteur de la t te froide est situ dans la boite lectrique du bloc de compresseur et est reli la t te froide via le c ble lectrique gris Tous
33. mes et ses incertitudes Les avantages des thermom tres diode silicium sont d tre faciles quiper et de pouvoir en option recevoir un quipement annexe au thermom tre pour r guler et contr ler la temp rature Des contr leurs sont disponibles pour piloter des chauffages ou des circuits de contr le qui r gulent 15 les temp ratures Cette souplesse d emploi rend ces thermom tres particuli rement utiles pour de nombreuses applications D autres probl mes rencontr s avec des thermom tres diode silicium les rendent difficiles utiliser dans certaines applications Des interf rences radio g n r es par certains moteurs lectriques soudures a l arc etc peuvent influencer les capteurs Ces interf rences lectromagn tiques provoquent des lectures erron es du thermom tre Nombre de ces probl mes peuvent tre r solus par une protection correcte Pour les questions concernant la pr cision de thermom tres et leur probl mes consulter les fabricants d instruments HIC 2 Thermocouples Des l ments de thermocouple qui mesurent des temp ratures descendant jusqu 3K et moins sont disponibles La pr cision des thermocouples cette temp rature est assez discutable Des thermocouples semblent avoir une bonne pr cision aux alentours de 70K 90K quand la jonction de r f rence est l azote liquide Une pr caution particuli re doit tre prise lors de l assemblage d un thermocouple La jonction sensible d
34. oide est ouverte ILA 3 L ensemble moteur moteur et support du moteur Le moteur num ro 12 et le support du moteur num ro 13 contiennent la vanne rotative num ro 1 et la plaque de vanne num ro 2 Cet ensemble est mont sur la flasque num ro 14 de l ensemble cylindres num ro 15 Le moteur est de type synchronique tournant a 72 t mn et actionne avec pr cision la vanne rotative sur la plaque vanne La vitesse de ce moteur d termine le nombre de cycles par minute de la t te froide Le moteur est mont sur le support du moteur num ro 13 et est isol de l ext rieur par l enveloppe du moteur num ro 10 et sa plaque de fermeture num ro 9 L alimentation lectrique du moteur est fournie par un passage tanche num ro 11 avec une fiche et sa fixation ILA 4 Vanne et plaque de vanne La vanne num ro 1 s adapte sur l axe carr du moteur et s appuie sur la face de la plaque de vanne num ro 2 La vanne contr le l alternance de haute et basse pression du gaz la fois pour le processus de d tente et pour le mouvement des d placeurs Pour chaque demi tour de la vanne la t te froide ex cute un cycle Ceci est a prendre en consid ration ainsi que le fait que le moteur tournant 4 72 t mn le GB 37 effectue un cycle 144 fois par minute quand on a une alimentation en 60Hz Si on utilise une alimentation en 50Hz la t te froide effectuera un cycle 120 fois par minute H B Syst me de compression Le syst
35. oit avoir un point de contact Il doit tre fix la t te froide de sorte que cette jonction soit le seul point de contact sur la surface froide Si le thermocouple est mont soigneusement des lectures de temp rature raisonnablement pr cises peuvent tre effectu es Pour de plus amples informations concernant l installation contacter le service technique du fabricant de thermocouple HI C 3 Thermom tres tension de vapeur Pour des temp ratures inf rieures 28K des jauges tension de vapeur bien calibr es peuvent tre tr s pr cises Une jauge hydrog ne peut lire des temp ratures l g rement sup rieures 12K et jusqu 28K avec pr cision Pour des temp ratures sous 12K une jauge tension de vapeur d h lium adapt e peut tre utilis e Cette jauge h lium est talonn e avec la jauge hydrog ne des temp ratures au dessus de 12K Une courbe de temp rature est alors trac e en fonction de la pression et la courbe est extrapol e jusqu 4 2 K 14 7 PSIA Cette courbe extrapol e bien que non pr cise permet une lecture satisfaisante un prix raisonnable IL D Installation de capteurs de temp rature L emplacement de l l ment sensible sur les changeurs de chaleur est important et peut influencer les r sultats obtenus Les capteurs doivent tre mis en place soigneusement Des capteurs de temp rature install s de fa on non judicieuse sont une cause courante de probl mes dans
36. p ratif d utiliser deux cl s l une pour tenir la base du raccord et l autre pour tourner l crou Ne pas maintenir la base du raccord peut provoquer son d sassemblage une perte d H lium et une destruction du joint d tanch it Le raccordement des lignes vers la t te froide et le compresseur est important pour un bon fonctionnement du syst me Le compresseur et la t te froide ont des rep res color s sur les raccords rouge indique une haute pression et bleu indique une basse pression Comme avec tout quipement d licat des pr cautions devront tre prises lors du transport des lignes et des raccords Bien que le mat riel utilis soit durable les lignes et en particulier les raccords ne doivent pas tre heurt s ou laiss s tomber Les raccords doivent tre prot g s de la poussi re et de l humidit lorsqu ils sont d connect s et les extr mit s doivent tre nettoy es de toute particule visible avant leur montage Avant de connecter les lignes v rifiez les joints dans les c t s m les des raccords mont s sur la t te froide et sur le compresseur pour une tanch it correcte Une cause courante de perte de gaz du syst me est un joint d t rior ou manquant ATTENTION LES RACCORDS AEROQUIP NE DOIVENT JAMAIS ETRE ENLEVES DES LIGNES SANS QUE LA CHARGE D HELIUM N AIT ETE EVACUEE AUPARAVANT 22 IV FONCTIONNEMENT DU CRYOGENERATEUR IV A Introduction Le GB 37 de Cryomech avec le compresseur CP 25 est une
37. pouces 5 cm de contact entre les fils et la surface HLD 3 Liaison thermique La liaison des instruments et de l quipement aux changeurs de chaleur est extr mement importante pour l obtention d une capacit maximum et d une basse temp rature Le meilleur contact est obtenu en soudant directement les pi ces sur l changeur de chaleur avec une soudure l indium Si la soudure n est pas possible il faut installer une connexion m canique serr e Des trous 8 32 M4 x 0 7 sont perc s dans chacun des changeurs de chaleur des ler et 2 me tages Une fine feuille d indium doit tre plac e entre l changeur de chaleur et l quipement afin d assurer une conduction maximale de la chaleur Si les trous de vis sont inad quats pour une application particuli re Cryomech doit tre consult pour d autres options A aucun moment des trous ne doivent tre perc s dans l changeur de chaleur Ceci pourrait endommager la t te froide et annule la garantie Durant le processus d instrumentation se rappeler que de nombreux param tres variables influent sur le bon fonctionnement du cryog n rateur GB 37 Un grand soin doit tre pris afin que toutes les connexions soient fiables 17 HLD 3 Isolation de la chaleur rayonnante L isolation de la chaleur rayonnante est une partie importante de l installation cryog nique Une fois que tous les instruments et autres quipements sont install s sur la t te froide il faut l cr
38. pression du retour au compresseur REFRIGERATEUR dans ce manuel le mot r frig rateur est employ en terme g n rique en remplacement du terme cryor frig rateur R frig rateur fait r f rence au syst me entier incluant la t te froide le compresseur et les canalisations ILD Garantie Cryomech tend une garantie sur toutes les parties et fabrications pour 6000 heures d utilisation ou trois 3 ans si ce temps d utilisation n est pas atteint avant dans la mesure o l utilisateur emploie et maintient l quipement selon les sp cifications et proc dures pr conis es ici par Cryomech Inc Lors des op rations sous garantie le transport et la manutention sont a la charge du client LE Aper u sur la th orie du proc d Le GB 37 est un cryor frig rateur Gifford McMahon G M L espace de ce manuel ne permet pas d exposer les l ments complets de la th orie Sur demande Cryomech fournira une publication du Professeur William E Gifford co inventeur du cycle G M o sont expliqu s les principes physiques mis en pratique dans le GB 37 Un sch ma simple se trouve figure 1 et explicite le fonctionnement d un cryor frig rateur cycle Gifford McMahon deux tages Nous esp rons qu il vous fournira suffisamment d explications pour tre utile lors de l utilisation du GB37 Le syst me de compresseur dont vous disposez est essentiel au fonctionnement du cryor frig rateur GB 37 Le compresseur CP 25 fournit de l
39. ses Le dernier point de l utilisation du cryor frig rateur GB37 est une inspection de routine Apr s lecture et compr hension des diverses fonctions du syst me il est clair que avec une maintenance relativement r duite le syst me doit tre v rifi r guli rement pour assurer le meilleur fonctionnement IV G 1 T te froide L utilisateur doit inspecter r guli rement la t te froide et relever sa temp rature et sa capacit Si la temp rature s l ve et que la capacit de refroidissement diminue cela est a priori le signe d un probl me m canique l int rieur de la t te froide Si le diff rentiel de pression au compresseur est correct et que le compresseur semble fonctionner correctement La t te froide requiers probablement une maintenance Une v rification suppl mentaire consiste couter le bruit de la t te froide Une d faillance m canique est le plus souvent accompagn e d une augmentation significative du bruit Un claquement aigu indique une alt ration dans le mouvement du d placeur provocant une baisse de rendement la t te froide En g n ral prendre le temps d interpr ter le bruit du syst me permet de pr venir ou de d tecter un mauvais fonctionnement IV G 2 Compresseur Le syst me de compresseur CP25 a t con u pour un fonctionnement continu et sans probl me Cependant quelques v rifications sont propos es qui aideront localiser ou pr venir un dysfonctionnement La li
40. ste suivante doit tre observ e soigneusement IV H V rifications quotidiennes 1 V rifier le niveau d huile du module compresseur Le niveau doit tre au moins la moiti du voyant lorsque l appareil est en marche Sinon le compresseur n est pas correctement lubrifi et peut serrer Voir Section V B 2 2 S assurer que le ventilateur tourne S il ne tourne pas arr ter l appareil et remplacer le ventilateur 3 V rifier la pression du syst me et le diff rentiel de pression De brusques variations de pression ou de diff rentiel de pression indiquent une fuite de pression ou d autres probl mes du circuit 4 V rifier les voyants liquide d injection d huile Les deux voyants doivent montrer un flux d huile assez rapide Si le flux est r duit ou absent arr ter imm diatement le syst me et voir Section V B 7 5 V rifier les voyants liquide des deux tages de retour d huile Un coulement d huile doit tre visible dans les deux voyants avec un coulement nettement sup rieur dans le voyant du premier tage de s paration 6 V rifier le voyant sur la ligne de retour d huile du d canteur Un niveau d huile lev ou une absence de mouvement d huile indique un bouchage de l orifice et ou du filtre limitant le flux Arr ter imm diatement le syst me et se r f rer la section V B 6 7 V rifier le voyant de retour d huile du coalesceur Ce voyant montre normalement peu ou pas d huile Cependant si un niveau d
41. t YNALOW 6 abeja awiez np YNIOYIdIA Nd SYaGNI1A9 le a e owaz np uNnszovidad LU afp awez np SINSWOAS 9 e6ej9 awez np Tv 38n 1 S abeys aulJez np Tou INL 30 LNIOF p abey9 awez np WIxv San 30 LHOdANS le INNVA 30 3NOVId iz 3NLV LOY 3NNVA L
42. t te froide est dans une installation telle que l utilisation de superisolant soit impossible un crantage est n cessaire entre le ler et le 2 me tage Son omission provoquerait une charge de chaleur excessive sur les deux tages augmentant la temp rature du second tage IIL F Conditions de vide requises Le dernier l ment concern par l installation de la t te froide est le syst me de vide Une enceinte vide tanche et un syst me de pompage pouvant tablir un vide de qualit sont n cessaires si le cryog n rateur doit d livrer une capacit maximum et une basse temp rature Le vide minimum requis pour une fonction correcte de la t te froide est 5x10 torr Avec ce vide la superisolation devient efficace Des vides de cette qualit ou mieux peuvent tre atteints avec l utilisation d une pompe multi tag e reli s a une pompe a diffusion La t te froide cryopompe un vide d une qualit similaire celui de la pompe diffusion Il faut se rappeler que meilleur sera le vide mieux la t te froide fonctionnera Dans la mesure o il faut chiffrer un vide minimum on doit retenir un vide de 2x107 o mieux Nombre de fabricants proposent des quipements pour le vide Si quelque question concernant l quipement vide est soulev e ne pas h siter appeler Cryomech TII G Installation du compresseur Le compresseur CP25 est con u pour un fonctionnement fiable durant des ann es Une fois install le
43. t imm diatement appara tre entre les jauges de haute et basse pressions Fermer compl tement la vanne by pass pour obtenir un diff rentiel de pression maximum Le diff rentiel de pression diminuera mesure que la t te froide refroidira Quand la t te froide vient de se mettre en marche elle produit un bruit de choc m canique Ce bruit diminuera graduellement au fur et mesure que la t te froide refroidira IV C Fonctionnement Un cryog n rateur GB37 sans masse additionnelle sur les changeurs de chaleur 1 et 2 refroidira tr s rapidement Un refroidissement moyen 80 K pour le ler tage demande 40 45 minutes et 35 40 minutes pour que le 2 me tage atteigne 10 K Quand une masse additionnelle est mont e sur chaque tage le refroidissement demande plus de temps ATTENTION A AUCUN MOMENT LA HAUTE PRESSION NE DOIT DEPASSER 315 PSIG DES PRESSIONS DE PLUS DE 315 PSIG SURCHARGERAIENT LE MODULE DE COMPRESSEUR ET POURRAIENT L ENDOMMAGER DES PRESSIONS DE PLUS DE 315 PSIG ACTIONNERONT LE PRESSOSTAT POUR BAISSER LA HAUTE PRESSION REDUIRE LA PRESSION DU SYSTEME VOIR SECTION IV F 23 Les basses temp ratures sans charge thermique d pendent d un certain nombre de variables La qualit du vide la qualit de la superisolation et la charge apport e par les fils de liaison aux instruments ont un effet sur les basses temp ratures atteintes Sans aucune charge le ler tage doit atteindre 25 K 32 K alors que le 2 me
44. ter un capteur plat sur un changeur de chaleur rond est de faire un adaptateur plat dont une face pouse la courbure du cylindre Cette plaque doit tre faite en cuivre OFHC pour assurer qu il n y ait pas de gradient thermique entre le capteur et l changeur de chaleur L adaptateur plat devra tre soud a l changeur de chaleur avec une soudure l indium L emplacement du capteur doit aussi tre envisag en fonction de la charge Positionner le capteur entre la charge thermique et la surface d change de chaleur sur le GB 37 peut provoquer une erreur de lecture de temp rature Dans un cryostat complexe avec plusieurs liaisons thermiques et un cran labor des capteurs multiples aideront donner l op rateur un profil des temp ratures du syst me IH D 2 Thermalisation des fils Lors de l instrumentation une autre consid ration est la thermalisation des fils depuis la temp rature ambiante jusqu celle du second tage Parce que la plupart des liaisons aux quipements fix s sur les surfaces froides sont de bons conducteurs il est important que ces liaisons soient thermalis es sur le premier tage Pour les tests en dessous de 10 K la quantit de chaleur apport e par plusieurs conducteurs non thermalis s pourrait emp cher d atteindre les temp ratures requises pour les exp riences Fixer les fils solidement avec un adh sif l changeur de chaleur du ler tage en v rifiant qu il y ait au moins deux
45. tr mit froide de l changeur de chaleur 23 Le r g n rateur est une matrice d changeur de chaleur il refroidit le gaz entrant et retient les frigories du gaz sortant Le r g n rateur du 2 me tage num ro 26 est situ dans le cylindre de petit diam tre num ro 25 situ sous le cylindre du r g n rateur du ler tage Le r g n rateur du 2 me tage est fixe et est pourvu d un joint num ro 24 pour viter le passage du gaz et permettre ainsi un rendement maximum Le but de cet l ment est le m me que celui du r g n rateur du ler tage La mati re du r g n rateur du second tage est diff rente afin d optimiser la capacit du GB 37 en dessous de 25K TILA 2 Joints du tube axial et leur maintien Pour faciliter leurs mouvements les deux d placeurs n cessitent un dispositif de maintien du tube axial et des joints Les d placeurs sont mus pneumatiquement par le travail de l h lium La pression actionnant les d placeurs s applique au tube axial et est isol e du reste du syst me par les joints Le joint du tube axial du ler tage num ro 18 et son dispositif de retenue num ro 16 sont en haut du cylindre du d placeur du ler tage Le joint du tube axial du 2 me tage num ro 4 et son dispositif de maintien num ro 3 sont en haut du tube du d placeur du 2 me tage Les joints sont importants pour le bon fonctionnement des d placeurs et doivent tre v rifi s chaque fois que la t te fr
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