一种包括两级低温制冷机(17)和相关联的安装装置的组件，其包括套(15)，所述套具有对应于所述制冷机(17)的第一级(30)和第二级(32)的第一级(61)和第二级(68)，其中，所述制冷机的第一级与所述套的第一级热接触，并且所述制冷机的第二级与所述套的第二级热接触。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于提供低温制冷机和冷却的部件之间的热连接的改进装置，其中制冷机是可移除的，并且热连接必须能够被打断并重新建立而没有可辨别的热阻增加。本专利技术特别在两级低温制冷机的情况下进行描述，其冷却到约为4.2K的温度，用于低温恒温器中重新冷凝氦，该低温恒温器用于冷却核磁共振成像(MRI)系统的超导磁体。
技术介绍
图1示出了低温恒温器的传统布置，其包括致冷剂容器12。冷却的超导磁铁10被设置在致冷剂容器12内，所述容器12本身被保持在外部真空室(OVC) 14内。一个或多个热辐射屏蔽件16被设置在致冷剂容器12和外部真空室14之间的真空空间内。在一些已知的装置中，制冷机17被安装在制冷机套15内，所述制冷机套15位于针对所述目的提供的转塔(turret) 18内，朝向低温恒温器的一侧。可替代地，制冷机17可以位于访问转塔19内，其保持访问颈部(通风管)20被安装在低温恒温器的顶部。制冷机17提供主动制冷以在致冷剂容器12内冷却致冷剂气体，在一些装置中通过将致冷剂气体重新冷凝成液体来冷却致冷剂气体。制冷机17还可以用于冷却辐射屏蔽件16。如图1所示，制冷机17可以是两级制冷机。第一冷却级30被热链接到辐射屏蔽件16，并提供冷却至典型地在80至100K的范围内的第一温度。第二冷却级32提供致冷剂气体冷却至低得多的温度，典型地在4至1K的范围内。在当前的低温制冷机中，第一级可提供冷却至50K的大约44W，以及在大约4K冷却的约1W。负电连接21a通常是通过低温恒温器的主体被提供到磁体10。正电连接21通常是由穿过通风管20的导体提供。本专利技术特别涉及用于低温制冷机17的安装装置及其与制冷机套15的接口。制冷机17的第一级30通常被压成与套的第一级接触。套的第一级通常与热辐射屏蔽件16热接触。在侧套的下部封闭端，制冷机的第二级32被设置。当处于适当位置时，制冷机17的第二级22可被压成与套15的第二级接触。套的第二级通常热链接到暴露于致冷剂容器12内的气态致冷剂的热交换器。在一些装置中，热交换器被直接暴露于致冷剂容器的内部。在其它装置中，热交换器被定位在小的再冷凝室内，其由一个或多个通道链接到主致冷剂容器。在这样的装置内，在制冷机的第一级和第二级具有合适的机械压力，以提供制冷机17的级和套15的级之间的有效热接触是很重要的，当在低温下使用时，该接触必须被保持。制冷机套15可以具有某种内置的柔性连接，以试图确保有效的机械连接，而不管由于建造公差造成的部件尺寸变化。制冷机17的第一级和第二级在图2中更清楚地可见。在制冷机和套之间不充分的热接触的情况下，有效的冷却将不会被提供给热辐射屏蔽件和热交换器；并且它可能无法维持致冷剂容器内的所需温度。例如，硬机械接触也可以被采用，其中，第二级热交换器32被压成与热交换器机械接触。这通常是通过套15的长度的仔细选择被设置，具体是使套的第一级和第二级之间的距离对应于制冷机的第一级和第二级之间的距离。制冷机的第一级和套的第一级之间的热接触可以通过直接的机械接触实现，其中制冷机的第一级和套的第一级是由设有互补的锥形的固体金属件来提供的。由于制造过程中固有的尺寸变化，难以可靠地实现制冷机的第二级和套的第二级之间的适当机械压力，其被设置成与热汇流条接触，以及难以可靠地实现制冷机的第一级和套的第一级之间的适当机械压力接触。如果由于装配公差，制冷机的各级和套的各级的配合面没有准确地形成，那么热接触表面积以及因此再冷凝性能可能会降低。套的第二级通常被放置在套的封闭端，因此套的第一级和套的第二级之间的距离在套的构造期间是固定的。它也必须可以从套中移除制冷机以用于维修和替换或代替它，当制冷机被重新安装时，还实现了与热汇流条的可接受热接触。图13示出了示例现有技术的装置，如在US2005/0166600中所述，其中具有第一级H1和第二SH2的低温制冷机R位于自身具有第一级F1和第二SF2的套2内。为了形成相应的第一和第二级之间的有效热接头，压力被施加到该制冷机的上部凸缘4，典型地通过将上部凸缘螺栓连接到在套的顶部的安装点F3，被附连至低温恒温器100。这将制冷机压入套内，并提供制冷机的第一级H1和套的第一级F i之间，以及制冷机的第二级H 2和套的第二级F2之间的接触压力。根据有关的各种部件的建造公差，第一级和第二级之间的接触力的分布将变化。可以发现，在各级在制冷机和套之间提供铟垫圈3a，3b或一层导热润滑脂是谨慎的，但是当制冷机被移除以用于维修和更换时，这种铟垫圈或润滑脂很难除去。更显著地，相对大的力被施加到凸缘4，其将压缩力放到制冷机上，以及套的张力。制冷机R是脆弱的精密机器，并且优选的是避免将显著的力放置在制冷机的主体上。
技术实现思路
本专利技术提供制冷机的第二级和诸如热交换之类的冷却部件之间的有效热接合。本专利技术避免了将显著的力放置在制冷机的主体上。本专利技术解决上述问题，并提供如所附权利要求所限定的装置。【附图说明】在仅通过非限制性示例方式给出，并结合附图的某些实施例的以下描述中，本专利技术的以上以及其他目的、特征和优点将变得更加明显，其中:图1示意性地示出了传统低温冷却的超导磁体组件，其可以根据本专利技术被修改；图2示出了市售低温制冷机，其可在本专利技术的装置中使用；图3A和3B示出了根据本专利技术的某些特征修改的图2的制冷机；图4示出了根据本专利技术的某些特征，用于容纳低温制冷机的套；图5示出了图4的类似视图，但是其中某些特征被透明地示出；图6示出穿过如图4、5所示的套的轴向横截面；图7示出了组装到如图5所示的套内的图3A、3B的制冷机的视图；和图8示出了穿过图7的组件的轴向横截面；图9示出了穿过根据本专利技术的另一实施例的制冷机和安装装置的横截面；图10表示用于根据本专利技术的一个实施例的低温制冷机的安装装置的横截面；图11-12示出了本专利技术的其它实施例的示意图；以及图13如以上所讨论的，示出了包括两级低温制冷机和相关联的安装装置的传统组件。【具体实施方式】本专利技术提供一种改进的制冷机套和改进的接口装置，以确保两级低温制冷机的级和制冷机套的相应级之间的有效热接触。根据本专利技术的一个特征，制冷机的第二级由一个或多个螺栓或类似机械紧固件机械附连到冷却的部件。优选地，机械紧固件可从套和OVC的外部接近。密封的端口可以被提供，以允许当需要移除或安装低温制冷机时接近紧固件。在本专利技术的一个例子中，制冷机被安装在抽成真空的制冷机套内，但制冷机和套的热接触面通过螺栓或类似的机械紧固件被压在一起。其它类似的固定装置可以在其他实施例中使用。一个或多个紧固件被使用，其允许在制冷机的第二级和套的第二级之间提供可控制的夹紧力，而无需在制冷机的主体上的压缩轴向载荷。如有必要，受控的夹紧力会提供制冷机的一个或多个级和/或套的一个或多个级的一些变形，从而提供制冷机和套之间增加的接触面积。这是有益的，因为即使制冷机和/或套的某些部件在允许的制造公差内可能具有不准确的结构，其也可以提供有效的热接触。图2-8显示了制冷机17和制冷机套15，它们的轴线A-A近似水平。在本专利技术的实施例中，在使用中，轴线A-A通常是大致垂直的，如图1所示，但在附图中为了便于表示被示出为近似水平。套可以成任何角度，虽然制冷机垂直工作更好，或者如图1所示的“直立”本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括两级低温制冷机(17)和相关联的安装装置的组件，包括套(15)，所述套具有对应于所述制冷机(17)的第一级(30)和第二级(32)级的第一级(61)和第二级(68)，其中所述制冷机的第一级与所述套的第一级热接触，并且所述制冷机的第二级与所述套的第二级热接触，其特征在于，在所述套的部分内设置有一个或多个紧固件(40)，所述部分在所述套的第一级和所述套的第二级之间延伸，所述紧固件作用于所述制冷机的第二级和所述套的第二级，以将所述制冷机的第二级机械地夹紧成与所述套的第二级接触。(图8，12)
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·辛普金斯，N·C·泰格维尔，K·瓦斯蒂，
申请(专利权)人：西门子有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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