超低温制冷机及超低温制冷机的控制装置制造方法及图纸

技术编号:21958775 阅读:34 留言:0更新日期:2019-08-24 22:06
本发明专利技术的超低温制冷机(10)具备:冷头(14);阀单元(16),其具备能够将冷头(14)内的工作气体压力周期性地切换成第1高压与比第1高压更低的第2高压的回转阀(58)及使回转阀(58)旋转的阀马达(60),并且回转阀(58)具有将第2高压的工作气体密封于冷头(14)的旋转角度范围;制冷机控制部(24),控制阀马达(60);制冷机停止指示部(26),向制冷机控制部(24)输出制冷机停止指示信号(S1);及阀停止时刻控制部(28),根据制冷机停止指示信号(S1)控制阀马达(60),以使回转阀(58)在上述旋转角度范围内停止。

Control Device of Ultra-low Temperature Refrigerator and Ultra-low Temperature Refrigerator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超低温制冷机及超低温制冷机的控制装置
本专利技术涉及一种超低温制冷机及超低温制冷机的控制装置。
技术介绍
已知有一种对脉冲管制冷机的阀单元进行维护时能够拆卸阀单元的脉冲管制冷机。以往技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-24239号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题本专利技术的一种实施方式的示例性的目的之一在于,减少对超低温制冷机进行维护时的安全隐患。用于解决技术课题的手段根据本专利技术的一种实施方式提供一种超低温制冷机,其具备:冷头;阀单元,其具备能够将所述冷头内的工作气体压力周期性地切换成第1高压与比所述第1高压更低的第2高压的回转阀及使所述回转阀旋转的阀马达,所述回转阀具有将所述第2高压的工作气体密封于所述冷头的旋转角度范围;制冷机控制部,控制所述阀马达;制冷机停止指示部,向所述制冷机控制部输出制冷机停止指示信号;及阀停止时刻控制部,根据所述制冷机停止指示信号控制所述阀马达,以使所述回转阀在所述旋转角度范围内停止。根据本专利技术的一种实施方式提供一种超低温制冷机的控制装置。所述超低温制冷机具备:冷头;阀单元,其具备能够将所述冷头内的工作气体压力周期性地切换成第1高压与比所述第1高压更低的第2高压的回转阀及使所述回转阀旋转的阀马达,所述回转阀具有将所述第2高压的工作气体密封于所述冷头的旋转角度范围;制冷机控制部,控制所述阀马达;及制冷机停止指示部,向所述制冷机控制部输出制冷机停止指示信号。所述控制装置具备阀停止时刻控制部,其根据所述制冷机停止指示信号控制所述阀马达,以使所述回转阀在所述旋转角度范围内停止。所述阀停止时刻控制部构成为,能够安装与所述阀马达与所述制冷机控制部之间或者能够从所述阀马达与所述制冷机控制部之间卸下。另外,以上构成要件的任意组合及在方法、装置、系统等之间彼此替换本专利技术的构成要件及表述的方式也作为本专利技术的方式而有效。专利技术效果根据本专利技术,能够减少对超低温制冷机进行维护时的安全隐患。附图说明图1为概略地表示第1实施方式所涉及的超低温制冷机的整体结构的图。图2为例示超低温制冷机的阀定时的图。图3为例示第1实施方式所涉及的超低温制冷机的控制方法的流程图。图4为概略地表示第2实施方式所涉及的超低温制冷机的整体结构的图。图5为例示第2实施方式所涉及的超低温制冷机的控制方法的流程图。具体实施方式以下,参考附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。另外,在以下说明中,对相同要件标注相同的符号,并适当省略重复说明。并且,以下所述的结构为示例,并不对本专利技术的范围做任何限定。并且,在以下说明中参考的附图中,为了便于说明,各构成部件的大小和厚度并不一定表示实际尺寸和比例。图1为概略地表示第1实施方式所涉及的超低温制冷机的整体结构的图。图2为例示超低温制冷机的阀定时的图。在超低温制冷机的冷却运行期间,具有第1高压的工作气体从压缩机供给至冷头。通过在冷头中的绝热膨胀,工作气体从第1高压减压为比其低的第2高压。具有第2高压的工作气体从冷头回收至压缩机。压缩机压缩回收过来的具有第2高压的工作气体。工作气体再次升压为第1高压。如此,高压的工作气体在压缩机和冷头之间进行循环。通常,第1高压及第2高压均远高于大气压。为了便于说明,将第1高压及第2高压分别简称为高压及低压。通常,高压例如为2~3MPa。低压例如为0.5~1.5MPa,例如为约0.8MPa。工作气体例如为氦气。超低温制冷机需要定期进行维护。进行维护之前,停止冷却运行。通过压缩机的停止,超低温制冷机内部的工作气体压力成为高压与低压的平均压力。平均压力例如为约1.5MPa。并且,停止运行时的冷头低温端的温度在超低温制冷机的正常冷却温度。该冷却温度例如为约4K左右的超低温。在典型的维护步骤中,首先,冷头从超低温被加热至室温。之后,拆卸阀单元等构成要件。经过这种准备阶段之后,进行构成要件的维护。冷头内的高压气体通过从超低温加热至室温而进一步升压。如上述例子所述,在冷头内压为约1.5MPa的平均压力且低温端温度为约4K的情况下,冷头在约300K的室温下升压至约4MPa的压力。构成要件的拆卸有时在冷头为超低温的状态下进行。此时,维护作业中冷头也会自然升温,冷头内的气体压力还是会变高。可以将冷头设计成能够承受能够想到的这些高压。并且,也可以进行在冷头设置安全阀的措施。然而,从减少维护中的安全隐患的观点考虑,期待避免冷头过度升压。因此,如下详述,实施方式所涉及的超低温制冷机构成为,在冷头内的工作气体压力为低压时停止冷却运行。换言之,超低温制冷机在收到停止冷却运行的指示时并不立即停止运行。超低温制冷机构成为,继续运行至冷头内的工作气体压力成为低压的时刻为止,并在该时刻停止运行。如上述例子所述,在冷头内压为约0.8MPa的低压且低温端温度为约4K的情况下,冷头在约300K的室温下升压至约2MPa的压力。但是,其与冷头内压为约1.5MPa的平均压力的情况相比,压力被抑制在大致一半的压力。能够将维护中的冷头内压保持为比较低的压力,例如能够保持为比安全阀的开阀压力更低的压力。如图1所示,超低温制冷机10具备压缩机12、冷头14、阀单元16、高压配管18、低压配管20及吸排气配管22。并且,超低温制冷机10还具备制冷机控制部24、制冷机停止指示部26、阀停止时刻控制部28及电源线路30。压缩机12具备压缩机控制盘32、被压缩机控制盘32控制的压缩机主体34及压缩机框体36。压缩机主体34具备压缩仓38、压缩机马达40、高压流路42、低压流路44、第1压力传感器46、第2压力传感器48、旁通阀50、旁通流路52、高压气体出口54及低压气体入口56。压缩机框体36容纳压缩仓38、压缩机马达40、高压流路42、低压流路44、第1压力传感器46、第2压力传感器48、旁通阀50及旁通流路52。在压缩机框体36的外表面安装有制冷机停止指示部26、高压气体出口54及低压气体入口56。压缩机控制盘32安装于压缩机框体36的外表面,或者容纳于压缩机框体36内。压缩仓38构成为,被压缩机马达40驱动而压缩工作气体。低压气体入口56经由低压流路44与压缩仓38的吸入口连接,高压气体出口54经由高压流路42与压缩仓38的吐出口连接。第1压力传感器46为了测定低压工作气体的压力而设置于低压流路44,第2压力传感器48为了测定高压工作气体的压力而设置于高压流路42。旁通阀50为了使超低温制冷机10停止冷却运行时的高压侧与低压侧的压力均衡而设置于旁通流路52。旁通阀50例如为常开式的电磁阀,在超低温制冷机10进行冷却运行的期间,通过通电而关闭,而在停止冷却运行时则开启。旁通流路52以绕开压缩仓38的方式将高压流路42连接于低压流路44。超低温制冷机10例如为脉冲管制冷机,冷头14具备:冷头主体14a,其具备脉冲管14b及蓄冷器14c;及缓冲罐14d,其与冷头主体14a设置成一体或分体设置且与冷头主体14a流体连结。并且,在冷头主体14a还可以设置用于将工作气体的过剩的内压释放到外部的安全阀15。阀单元16具备回转阀58及使回转阀58旋转的阀马达60。阀马达60可以具备用于测定自身的旋转角度的编码器等旋转角度传感器62。阀单元16构成为回转阀58的旋转角度与阀马达60的旋转角度一致,因此也可以看作旋转角度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低温制冷机,其特征在于,具备:冷头;阀单元,其具备能够将所述冷头内的工作气体压力周期性地切换成第1高压与比所述第1高压更低的第2高压的回转阀及使所述回转阀旋转的阀马达,所述回转阀具有将所述第2高压的工作气体密封于所述冷头的旋转角度范围;制冷机控制部,控制所述阀马达;制冷机停止指示部,向所述制冷机控制部输出制冷机停止指示信号;及阀停止时刻控制部,根据所述制冷机停止指示信号控制所述阀马达,以使所述回转阀在所述旋转角度范围内停止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.16 JP 2017-0050241.一种超低温制冷机,其特征在于,具备:冷头;阀单元,其具备能够将所述冷头内的工作气体压力周期性地切换成第1高压与比所述第1高压更低的第2高压的回转阀及使所述回转阀旋转的阀马达,所述回转阀具有将所述第2高压的工作气体密封于所述冷头的旋转角度范围;制冷机控制部,控制所述阀马达;制冷机停止指示部,向所述制冷机控制部输出制冷机停止指示信号;及阀停止时刻控制部,根据所述制冷机停止指示信号控制所述阀马达,以使所述回转阀在所述旋转角度范围内停止。2.根据权利要求1所述的超低温制冷机,其特征在于,还具备旋转角度传感器,其测定所述回转阀的旋转角度,所述阀停止时刻控制部根据由所述旋转角度传感器测定的旋转角度来确定所述阀马达的停止时刻以使所述回转阀在所述旋转角度范围内停止。3.根据权利要求1所述的超低温制冷机,其特征在于,还具备压力传感器,其测定工作气体的压力,所述阀停止时刻控制部根据由所述压力传感器测定的压力来确定所述阀马达的停止时...

【专利技术属性】
技术研发人员:平山贵士
申请(专利权)人:住友重机械工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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