一种低温氦气循环冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低温氦气循环冷却装置，包括集成杜瓦、监控系统和储气罐；集成杜瓦包括真空杜瓦瓶、GM制冷机和杜瓦瓶连接管，杜瓦瓶连接管套设有集成杜瓦氦气进出接口，其内管包括内部出气接头和内部进气接头；GM制冷机包括机壳、GM制冷机压缩机和GM制冷机冷头，GM制冷机冷头的下部设置有加热器和氦气换热器；GM制冷机提供低温冷量，氦气换热器将GM制冷机冷头产生冷量传递给循环氦气，氦气泵提供低温氦气循环动力，输出低温氦气的温度可通过加热器与外部监控系统控制到需要的温度；本发明专利技术低温氦气循环冷却装置输出氦气压力、流量、温度可灵活控制，适用于高温超导磁体、高温超导电机、高温超导电缆以及其他需要冷却至低温的场合。

A CRYOGENIC HELIUM circulating cooling device

The invention discloses a cryogenic helium circulating cooling device, which includes an integrated dewar, a monitoring system and a gas storage tank; an integrated Dewar includes a vacuum Dewar bottle, a GM refrigerator and a connecting pipe of a Dewar bottle; an integrated Dewar helium inlet and outlet interface is arranged on the connecting pipe sleeve of a Dewar bottle, and its inner pipe includes an internal outlet joint and an internal inlet joint; a GM refrigerator includes a housing, a GM refrigerator compressor and a GM system. The cold head of a GM refrigerator is provided with a heater and a helium heat exchanger at the lower part of the cold head; the GM refrigerator provides low-temperature cooling capacity, and the helium heat exchanger transfers the cooling capacity generated by the cold head of the GM refrigerator to the circulating helium; the helium pump provides low-temperature helium circulating power, and the temperature of the output low-temperature helium gas can be controlled to the required temperature through the heater and the external monitoring system. The output helium pressure, flow rate and temperature of the device can be flexibly controlled. It is suitable for high temperature superconducting magnets, high temperature superconducting motors, high temperature superconducting cables and other occasions requiring cooling to low temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种低温氦气循环冷却装置
本专利技术属于冷却装置
，具体涉及一种低温氦气循环冷却装置。
技术介绍
某些应用场合下，对象需要被冷却至极低的温度，如高温超导磁体需要被冷却至30K温区，高温超导电缆需要被冷却至70K温区，才能实现正常的超导工作状态。一种冷却方式为使用制冷机对被冷却对象直接传导冷却，该方式使用简单，在真空度满足要求的前提下，只需开关制冷机按钮即可。但在某些应用场合，如高温超导电机转子超导磁体的冷却、被冷却对象振动噪声要求高的场合等无法采用制冷机传导冷却形式，这些场合均可使用低温氦气对被冷却对象进行循环冷却，具有冷却装置布置灵活、隔离振动、传热效率高等优势，相较采用液态冷却介质冷却，还具有安全性高的优点。与本专利技术不同的另一种低温氦气循环冷却方式为GM制冷机+冷头氦气换热器+进回氦气换热器+常温压缩机形式，该方式循环氦气动力由处于常温区的压缩机提供，循环氦气需要回到常温，为了利用返回常温的氦气冷量，需要增加一台进回氦气换热器。本专利技术相较于该冷却方式由低温氦气泵取代进回氦气换热器+常温压缩机，装置体积明显减小，热损耗亦相应减少。目前市场上低温氦气循环冷却装置类似产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温氦气循环冷却装置，其特征在于：包括集成杜瓦（Ⅰ）以及设置在集成杜瓦（Ⅰ）外部的监控系统（Ⅱ）和储气罐（Ⅳ）；所述的集成杜瓦（Ⅰ）包括真空杜瓦瓶和并联设置在杜瓦瓶上端面上的若干个GM制冷机，所述的杜瓦瓶的上端面还向外延伸有杜瓦瓶连接管（20），所述的杜瓦瓶连接管（20）的开口端密封套设有真空夹层的集成杜瓦氦气进出接口（11），所述的集成杜瓦氦气进出接口（11）的内管包括带内部出气管（13）的内部出气接头（101）和带内部进气管（12）的内部进气接头（102），所述的内部出气接头（101）和内部进气接头（102）分别与外部待冷却对象连接端的进出气接口相连通，所述的集成杜瓦氦气进出接口（...

【技术特征摘要】
1.一种低温氦气循环冷却装置，其特征在于：包括集成杜瓦（Ⅰ）以及设置在集成杜瓦（Ⅰ）外部的监控系统（Ⅱ）和储气罐（Ⅳ）；所述的集成杜瓦（Ⅰ）包括真空杜瓦瓶和并联设置在杜瓦瓶上端面上的若干个GM制冷机，所述的杜瓦瓶的上端面还向外延伸有杜瓦瓶连接管（20），所述的杜瓦瓶连接管（20）的开口端密封套设有真空夹层的集成杜瓦氦气进出接口（11），所述的集成杜瓦氦气进出接口（11）的内管包括带内部出气管（13）的内部出气接头（101）和带内部进气管（12）的内部进气接头（102），所述的内部出气接头（101）和内部进气接头（102）分别与外部待冷却对象连接端的进出气接口相连通，所述的集成杜瓦氦气进出接口（11）的外管的另一端与外部待冷却对象的连接端密封相连接；所述的GM制冷机包括GM制冷机压缩机（Ⅲ）以及向下密封延伸进杜瓦瓶内的GM制冷机冷头（6），所述的GM制冷机冷头（6）的下部设置有加热器（5），所述的GM制冷机冷头（6）的底部设置有分别与内部出气管（13）和内部进气管（12）相连通的氦气换热器（4），所述的内部进气管（12）上还设置有氦气泵（8）；所述的监控系统（Ⅱ）与集成杜瓦（Ⅰ）上信号接口相连接，所述的储气罐（Ⅳ）通过管道与集成杜瓦内氦气管道相连通。2.根据权利要求1所述的一种低温氦气循环冷却装置，其特征在于，所述的氦气换热器（4）上设置有分别与内部出气管（13）和内部进气管（12）相连通的氦气换热器出气管（31）和氦气换热器进气管（32），所述的氦气换热器出气管（31）与内部出气管（13）之间以及氦气换热器进气管（32）与内部进气管（12）之间分别设置有中空的过渡接口（2）；所述的过渡接口（2）的底面中心处开设有与其内部容腔相连通的第一接口，所述的过渡接口（2）的侧面开设有与GM制冷机数目相同且与其内部容腔相连通的第二接口；所述的内部出气管（13）或内部进气管（12）与过渡接口（2）的第一接口相连通，所述的氦气换热器出气管（31）或氦气换热器进气管（32）与相对应的过渡接口（2）的第二接口相连通。3.根据权利要求2所述的一种低温氦气循环冷却装置，其特征在于，所述的氦气换热器（4）包括密封连接的第一高纯无氧铜板（4b）和第二高纯无氧铜板（4c），所述的第二高纯无氧铜板（4c）上开设有螺旋形通道（4e），所述的第一高纯无氧铜板（4b）底部中心处向下延伸有与螺旋形通道（4e）相连通的氦气出气接口（4a），所述的第二高纯无氧铜板（4c）的侧面向外延伸有与螺旋形通道（4e）相连通的氦气进气接口（4d），所述的氦气出气接口（4a）与氦气换热器出气管（31）相...

【专利技术属性】
技术研发人员：代义军，胡咸军，陈伟，巢伟，郑军，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，中船重工鹏力南京超低温技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42