Heliumgas-Reiniger
Unser PartnerQuantum Design

Heliumgas-Reiniger

ATP30 und LN2 Falle von Quantum Design

Heliumgas Reiniger werden verwendet um Verunreinigungen, wie die Bestandteile der Luft (Sauerstoff, Stickstoff, Wasser, ….) aber auch andere Kontaminationen, wie Öle und Kohlenwasserstoffe, aus dem Heliumgas zu entfernen. Hierbei wird das Heliumgas samt Verunreinigungen auf kryogene Temperaturen abgekühlt und somit alle Bestandteile des Gasgemischs außer Helium ausgefroren. Die Kühlkraft wird je nach Reiniger, entweder durch flüssigen Stickstoff (LN2 Kühlfalle) oder durch einen Kryo-Cooler (Advance Technology Purifier, kurz ATP) bereit gestellt.

Eigenschaften
  • Ausfrieren von Luftbestandteilen
  • Eingangsqualität < 1% Verunreinigungnen
  • Heliumgas Reinheit >99,999%
  • Einfach zu bedienen

Weitere Informationen

ATP-30:

Der Heliumgas-Reiniger ATP30 (Advanced Technology Purifier) kann bis zu 30 Liter Heliumgas pro Minute reinigen und ist damit das System der ersten Wahl für die Aufarbeitung des Heliumgases, bevor dieses den ATL-Heliumgas-Verflüssigern von Quantum Design zugeführt wird. Nachdem es den ATP durchflossen hat, hat das Heliumgas eine extrem hohe Reinheit von 99,9995% oder besser bei einem Druck von etwa 2 bar. Wie die ATL-Verflüssiger arbeitet auch der ATP-Heliumgas-Reiniger voll automatisch und kann innerhalb von 5 Stunden regeneriert werden. Ein ATP-Reiniger ist normalerweise ausreichend, um zwei Verflüssiger ATL160 zu versorgen. Das System wird im Hochdruck-Rückgewinnungssystem eingesetzt.

Mithilfe eines Gifford-McMahon (GM)-Kühlers gefriert der ATP30 im Heliumgas vorhandene Verunreinigungen wie Stickstoff oder Sauerstoff. In diesem GM-Kühler wird in einem geschlossenen Kreislauf Heliumgas über einen Kompressor verdichtet und anschließend im Kaltkopf des Verflüssigers entspannt. Dadurch entsteht Kälte, die zur Kühlung des umschließenden Dewars und des darin befindlichen Heliumgas für das Experiment dient. Der Helium-Reiniger ist einfach zu installieren und kann problemlos in jedem Labor betrieben werden. Die Bedienung des automatischen Systems erfolgt über ein Touch-Screen-Bedienfeld. Der ATP30 ist Teil des Hochdruck-Rückgewinnungssystems, das abdampfendes Helium in einem Gasballon auffängt und in Gasflaschen speichert, in denen das Gas ebenfalls durch einen Hochdruck-Heliumgaskompressor verdichtet wird. Im Hochdruck-Rückgewinnungssystem diffundieren Verunreinigungen wie Sauerstoff und Stickstoff durch den Kunststoffballon in das Heliumgas. Diese Verunreinigungen werden durch den ATP30 vom Heliumgas getrennt, so dass sauberes Heliumgas wieder verflüssigt werden kann.

LN2 Falle:

Die Stickstofffalle ist eine einfache und ausgereifte Lösung um Heliumgas zu reinigen. Das Heliumgas mit einer Reinheit von 99% oder mehr wird durch ein mit flüssigem Stickstoff gekühlten Falle geleitet. Hierbei frieren alle Gase außer Helium aus. Je nach Verunreinigungsgrad muss sowohl die Falle regeneriert, sprich aufgewärmt werden und auch der kontinuierlich verdampfende flüssige Stickstoff nachgefüllt werden.

Spezifikation

ATP30:

  • Reinigungsrate: 30 l Gas pro Minute
  • Reinheit: 99.9995% (besser als UHP)
  • Ausfallsicherer Betrieb
  • Regenerationszeit: 5 Stunden (voll automatisch)
  • Abmessungen (L x B x H): 60 x 65 x 120 cm
  • Kompressor: Luft- oder wassergekühlt
  • Typische Leistungsaufnahme und Spannungsbereich: 5 kW; Hoch- & Niederspannung möglich
  • Vollautomatische Steuerung, Bedienung über Touch Panel

LN2 Falle:

  • Beinhaltet Einsatz, Dewar, Heizung, Hebezeug, Regenerationsstand und Trockner
  • Bietet eine wirtschaftliche Reinigungslösung für Mitteldruck- und Direktrückgewinnungssysteme
  • Reinheit:> 99,999%
  • Reinheit des Heliumeinlasses: ≤ 1% Verunreinigungen
  • Durchflussrate: 0-50 SLPM
  • Haltezeit: 2 Wochen *
  • LN2-Kapazität: 120 Liter
  • LN2-Verbrauch: 30 Liter pro Woche *
  • Regenerationszeit: 12 Stunden
  • Regenerationsintervall: 2 Monate mit 0,2% Verunreinigungen *

* Mit 10 SLPM Heliumfluss.

Anwendungen

Rückgewinnung von flüssigem Helium

Die Reiniger für das Heliumgas dienen zur Versorgung der ATL-Heliumverflüssiger mit sauberem Helium. Mögliche Einsatzorte sind dort, wo Helium-Verflüssiger eingesetzt werden, z.B. zur Rückgewinnung von flüssigem Helium in Magnetsystemen und in der Kryotechnik.  Einsatzbeispiele sind Quantum-Design-Systeme wie das MPMS und PPMS, MEG-Systeme Magnetoenzephalographie), z.B. von Elekta, und NMR-Systeme (Nuclear Magnetic Resonance) verschiedener Hersteller. Weitere  Systeme, die flüssiges Helium von einem ATL beziehen können, sind Bad- und Durchflusskryostate, die zum Beispiel bei der Rasterkraftmikroskopie (AFM), Rastertunnelmikroskopie (STM), Fourier-Transformierter Massenspektroskopie (FT-MS) oder Elektronenspinresonanz (ESR), oder bei Kathodolumineszenz-Anwendungen, Mößbauer-Spektroskopie, IR-Detektoren und Elektronenstrahl-Ionenfallen (EBIT) verwendet werden.

In allen Fällen, in denen das Heliumgas verunreinigt wird, weil nicht metallische Rückführungsleitungen vorhanden sind, sollte ein Heliumgas-Reiniger eingesetzt werden, um das Heliumgas zu reinigen, bevor dieses den ATL-Verflüssigern zugeführt wird.

Downloads

ATL next generation
ATL next generation
Purification cartridges
Purification cartridges
Application Note High pressure recovery plant
Application Note High pressure recovery plant

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Dr. Tobias Adler
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