一种氦三气体提纯装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氦三气体提纯装置，涉及低温技术、能源、安全检测技术领域。该氦三气体提纯装置包括主体、气体处理单元、一级降温单元和二级降温单元。主体限定出真空腔。气体处理单元的两端设在主体外，气体处理单元的中部设在真空腔中，气体处理单元用于净化氦三混气。一级降温单元设在真空腔中，一级降温单元用于将氦三混气制冷至第一预设温度。二级降温单元设在真空腔中，二级降温单元用于将氦三混气制冷至第二预设温度，第二预设温度低于第一预设温度，第二预设温度不大于10K。本发明专利技术的氦三气体提纯装置能够实现多次高效的氦三提纯，且装置更为简单，所需求的支持辅助设备较少，工作过程耗时较少，从而还能节省人力与设备成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种氦三气体提纯装置


[0001]本专利技术涉及低温技术、能源、安全检测
，尤其涉及一种氦三气体提纯装置。

技术介绍

[0002]氦三气体是氦的同位素，氦三在自然界中的含量很稀少，现有的氦三一般是核反应的产物经过衰变得到。氦三又在低温物理实验、低温工程等方面具有非常重要的作用。在核反应产生的氚经过12.5年的半衰期衰变以后，就可以获得氦三气体了。但这时的氦三氦还混有放射性气体氚，无法直接使用。现有技术中往往采用一种金属钯制成的过滤膜来反复清洁含有氚的混气，但是这种方法的过滤和清洁的次数有限，难以完全过滤氚，且整个过滤清洁过程费时、费力、成本费用相当高昂。
[0003]因此，亟需一种氦三气体提纯装置，能够提高氦三的提纯效果和提纯效率，降低氦三的提纯成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种氦三气体提纯装置，能够提高氦三的提纯效果和提纯效率，降低氦三的提纯成本。
[0005]为实现上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种氦三气体提纯装置，包括：主体，所述主体限定出真空腔；气体处理单元，所述气体处理单元的两端设在所述主体外，所述气体处理单元的中部设在所述真空腔中，所述气体处理单元用于净化氦三混气；一级降温单元，所述一级降温单元设在所述真空腔中，所述一级降温单元用于将所述氦三混气制冷至第一预设温度；二级降温单元，所述二级降温单元设在所述真空腔中，所述二级降温单元用于将所述氦三混气制冷至第二预设温度，所述第二预设温度低于所述第一预设温度，所述第二预设温度不大于10K。
[0007]进一步地，所述气体处理单元包括过滤冷阱，所述过滤冷阱内设有吸附结构，所述吸附结构用于吸附所述氦三混气中在所述第二预设温度下固化后的颗粒，所述过滤冷阱设在所述二级降温单元中。
[0008]进一步地，所述二级降温单元包括：二级热辐射隔热腔，所述二级热辐射隔热腔设在所述一级降温单元中；二级冷盘，所述二级冷盘设在所述二级热辐射隔热腔的顶壁，所述过滤冷阱穿设在所述二级冷盘中并伸入所述二级热辐射隔热腔内。
[0009]进一步地，所述一级降温单元包括：一级热辐射隔热腔；一级冷盘，所述一级冷盘设在所述一级热辐射隔热腔的顶壁，所述气体处理单元还包括制冷体，所述制冷体穿设在所述一级冷盘中并伸入所述一级热辐射隔热腔内。
[0010]进一步地，所述氦三气体提纯装置还包括预冷单元，所述预冷单元设在所述真空腔中，所述预冷单元位于所述一级降温单元和所述二级降温单元之间，所述预冷单元用于预冷位于所述气体处理单元内的气体。
[0011]进一步地，所述预冷单元包括：冷头和预冷换热器，所述冷头设在所述主体上，所述预冷换热器设在所述真空腔中并与所述冷头连接，所述气体处理单元包括绕设在所述预冷换热器上的送气管。
[0012]进一步地，所述氦三气体提纯装置还包括收集机构，所述收集机构与所述气体处理单元的出气端连通，所述收集机构用于收集所述气体处理单元排出的气体。
[0013]进一步地，所述氦三气体提纯装置还包括防辐射罩，所述主体设在所述防辐射罩的内侧，所述气体处理单元的两端延伸出所述防辐射罩的外侧。
[0014]进一步地，所述氦三气体提纯装置还包括安全压力释放阀，所述主体和所述气体处理单元上分别设有所述安全压力释放阀。
[0015]进一步地，所述氦三气体提纯装置还包括旁通管路，所述旁通管路设在所述主体的外侧，所述旁通管路的两端分别与所述气体处理单元的两端连通，所述旁通管路内设有旁通阀。
[0016]本专利技术的有益效果为：根据本专利技术的氦三气体提纯装置，通过一级降温单元和二级降温单元的处理，能够固化氦三混气中的氮气、氚等多种杂质元素，从而能够获得较为纯净、安全的商用氦三气体。相对现有技术中采用多层钯制成的过滤膜过滤氚以提纯氦三的方案而言，本实施例的氦三气体提纯装置能够实现多次高效的氦三提纯，且装置更为简单，所需求的支持辅助设备较少，工作过程耗时较少，从而还能节省人力与设备成本。
[0017]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]图1是本专利技术具体实施方式提供的氦三气体提纯装置的结构示意图。
[0019]附图标记
[0020]1、主体；11、真空腔；
[0021]2、气体处理单元；21、过滤冷阱；22、制冷体；23、送气管；24、进气阀；25、出气管；
[0022]3、一级降温单元；31、一级热辐射隔热腔；32、一级冷盘；
[0023]4、二级降温单元；41、二级热辐射隔热腔；42、二级冷盘；
[0024]51、冷头；52、预冷换热器；53、热导开关；54、控温器；
[0025]6、收集机构；
[0026]71、防辐射罩；72、辐射监测计；
[0027]8、安全压力释放阀；
[0028]9、旁通管路；91、旁通管；92、旁通阀；93、压力表。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0030]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连
通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0032]需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0033]下面参考图1描述本专利技术实施例的氦三气体提纯装置的具体结构。
[0034]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氦三气体提纯装置，其特征在于，包括：主体(1)，所述主体(1)限定出真空腔(11)；气体处理单元(2)，所述气体处理单元(2)的两端设在所述主体(1)外，所述气体处理单元(2)的中部设在所述真空腔(11)中，所述气体处理单元(2)用于净化氦三混气；一级降温单元(3)，所述一级降温单元(3)设在所述真空腔(11)中，所述一级降温单元(3)用于将所述氦三混气制冷至第一预设温度；二级降温单元(4)，所述二级降温单元(4)设在所述真空腔(11)中，所述二级降温单元(4)用于将所述氦三混气制冷至第二预设温度，所述第二预设温度低于所述第一预设温度，所述第二预设温度不大于10K。2.根据权利要求1所述的氦三气体提纯装置，其特征在于，所述气体处理单元(2)包括过滤冷阱(21)，所述过滤冷阱(21)内设有吸附结构，所述吸附结构用于吸附所述氦三混气中在所述第二预设温度下固化后的颗粒，所述过滤冷阱(21)设在所述二级降温单元(4)中。3.根据权利要求2所述的氦三气体提纯装置，其特征在于，所述二级降温单元(4)包括：二级热辐射隔热腔(41)，所述二级热辐射隔热腔(41)设在所述一级降温单元(3)中；二级冷盘(42)，所述二级冷盘(42)设在所述二级热辐射隔热腔(41)的顶壁，所述过滤冷阱(21)穿设在所述二级冷盘(42)中并伸入所述二级热辐射隔热腔(41)内。4.根据权利要求1所述的氦三气体提纯装置，其特征在于，所述一级降温单元(3)包括：一级热辐射隔热腔(31)；一级冷盘(32)，所述一级冷盘(32)设在所述一级热辐射隔热腔(31)的顶壁，所述气体处理单元(2)还包括制冷体(22)，所述制冷体(22)穿设在所述一级冷盘(32)中并伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：付柏山，俞大鹏，
申请(专利权)人：深圳市福田区南科大量子技术与工程研究院，
类型：发明
国别省市：