稀释制冷装置和方法制造方法及图纸

一种稀释制冷装置，该稀释制冷装置包括工作回路(2)，该工作回路包括氦

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稀释制冷装置和方法
[0001]本专利技术涉及一种稀释制冷装置和方法。
[0002]本专利技术更具体地涉及一种稀释制冷装置，该稀释制冷装置包括工作回路，该工作回路呈包含循环流体的环路形式，该循环流体包括氦
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3(3He)和氦
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4(4He)的混合物，该工作回路包括混合室、蒸发器和传输构件，这些部件串联设置并且经由一组管线流体连接，回路被配置成将混合室的出口连接至蒸发器的入口并且将蒸发器的出口连接至传输构件的入口，回路还被配置成将传输构件的出口连接至混合室的入口，该装置进一步包括至少一个冷却构件，该至少一个冷却构件与工作回路进行热交换并且被配置成将冷能传递至循环流体，该至少一个冷却构件包括例如吉福德
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麦克马洪类型或脉冲管类型的低温制冷器，该装置包括支撑件、流体密封的外壳(9)。
[0003]本专利技术特别地涉及一种低温或极低温(意指可能降低至介于1毫开到约100毫开的范围的温度)的低温制冷装置和方法。
[0004]实际上，获得约1毫开到约100毫开的温度的制冷功率的传统手段是氦
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3/氦
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4稀释制冷器。
[0005]文件FR 2914050 A1描述了一种稀释制冷装置中使用的低温制冷器类型的冷却系统。
[0006]然而，将低温制冷器与稀释制冷装置联接(热关联和机械关联)可能会向稀释制冷装置传递振动。这些振动是有害的，因为这些振动会导致过度消耗功率或过度加热以及对经稀释制冷装置冷却的物体造成寄生噪音。
[0007]另外，由于需要大量的流体回路，已知的装置相对复杂并且较为笨重。
[0008]本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺陷中的全部或一些缺陷。
[0009]为此，根据本专利技术的、在其他方面也符合在上文前序部分中给出的其一般定义的装置的实质性特征在于，该外壳的开放端部经由流体密封的柔性波纹管机械地连接至支撑件，低温制冷器的上端部固定至支撑件，该装置进一步包括容纳在外壳中的流体密封的护套，低温制冷器的下端部在护套中、在波纹管内部延伸，使得外壳和护套至少部分地与低温制冷器所产生的振动机械隔绝，工作回路包括流体喷射管线，该流体喷射管线经由在护套中的流体密封的通路将传输构件的出口连接至混合室的入口，喷射管线与低温制冷器和支撑件在机械上脱离联接，也就是说喷射管线至少部分地与低温制冷器所产生的振动机械隔绝，并且工作回路包括一组返回管线，这组返回管线经由在护套中的循环气体通路将蒸发器的出口连接至在外壳之外的传输构件的入口，循环流体涌入到该通路中并且在护套的与低温制冷器的下端部接触的体积内循环。
[0010]因此，根据本专利技术的装置与低温制冷器一起操作，而不使冷稀释部分经受低温制冷器的振动或对振动过于敏感。
[0011]此外，该系统是紧凑的并且可以仅使用同一单一流体作为工作流体和护套中的气氛。
[0012]此外，本专利技术的实施例可以包括以下特征中的一个或多个：
[0013]‑
喷射管线与低温制冷器和在蒸发器的出口与传输构件的入口之间在护套中循环
的循环流体进行热交换，
[0014]‑
这组返回管线包括第一部分返回管线和第二部分返回管线，该第一部分返回管线在护套下端部处通向护套以便将循环气体喷射到其中，该第二部分返回管线的下端部与护套的上端部连通以便收集循环气体，
[0015]‑
低温制冷器的下端部包括至少一个热交换器，该至少一个热交换器用于冷却循环气体，第一部分返回管线通向所述热交换器的下方，以便将喷射到护套中的循环流体流定向成与该至少一个热交换器接触，
[0016]‑
该至少一个热交换器在其厚度内包括一个或多个通路、例如孔口和/或翅片，该一个或多个通路沿竖直方向定向以容纳至少一部分经由第一部分返回管线涌出的循环气体流，
[0017]‑
这组返回管线也与低温制冷器和支撑件在机械上脱离联接，也就是说这组返回管线至少部分地与低温制冷器所产生的振动机械隔绝，
[0018]‑
喷射管线固定至护套的内壁和/或悬挂在该护套中，
[0019]‑
混合室和蒸发器安装在位于外壳中的壳和/或容器中，传输构件位于外壳之外，
[0020]‑
在操作配置下，低温制冷器的下端部包括第一部分和第二部分，该第一部分被冷却至在4K与100K之间、例如等于50K的第一温度，该第二部分被冷却至在2K与8K之间、例如等于4K的第二温度，
[0021]‑
该至少一个冷却构件包括位于蒸发器的入口上游的另一冷却系统、例如焦耳
‑
汤姆逊类型的冷却器，
[0022]‑
支撑件包括第一基座，该第一基座安装在第一组支腿、例如三个支腿上，
[0023]‑
支撑件包括第二基座，该第二基座位于第一基座下方并且安装在第二组支腿、例如三个支腿上，波纹管(10)的两个端部分别连接至第一基座和第二基座，
[0024]‑
外壳机械地连接至第二基座。
[0025]本专利技术还涉及一种使用根据上文或下文特征中的任一特征的装置的稀释制冷方法，该方法包括：通过低温制冷器制冷的步骤；对工作回路中的循环流体进行循环的步骤，该方法进一步包括以下步骤中的至少一个步骤：调节护套中的气体量，将护套中的压力调节至确定值，例如接近大气压力、尤其是在0巴与2巴之间，将护套中的压力调节至与氦
‑
4在低温制冷器的最低温度下的液化压力相对应的压力。
[0026]本专利技术还可以涉及包括权利要求范围内的上文或下文特征的任何组合的任何替代性的装置或方法。
[0027]通过阅读以下参考附图给出的描述，进一步的特定特征和优点将变得显而易见，在附图中：
[0028][图1]示出了展示根据本专利技术的装置的结构和操作的可能示例的示意性局部视图，
[0029][图2]示出了展示用于这种装置的支撑结构的另一示例的简化示意性局部视图。
[0030][图3]示出了展示装置的热交换器的结构的示例的简化示意性局部俯视图。
[0031][图1]所示的稀释制冷装置1包括呈包含循环流体的环路形式的工作回路2。这种循环流体包括氦
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3(3He)和氦
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4(4He)的混合物。
[0032]这个工作回路2形成例如闭合的环路并且包括混合室3、蒸发器5和传输构件6(例
如泵或其他装置)，这些部件串联设置并且经由一组管线12、13、130流体连接。工作回路2的这组管线特别地被配置成将混合室3的出口连接至蒸发器5的入口并且将蒸发器5的出口连接至传输构件6的入口。
[0033]此外，回路2的这组管线还被配置成将传输构件6的出口连接至混合室3的入口。通常，热交换部分(简洁起见未示出)可以设置在混合室3与蒸发器5之间的逆流管线之间。
[0034]装置1进一步包括至少一个冷却构件，该至少一个冷却构件与工作回路2进行热交换，并且该至少一个冷却构件被配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种稀释制冷装置，该稀释制冷装置包括工作回路(2)，该工作回路呈包含循环流体的环路形式，该循环流体包括氦
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3(3He)和氦
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4(4He)的混合物，该工作回路(2)包括混合室(3)、蒸发器(5)和传输构件(6)，这些部件串联设置并且经由一组管线流体连接，该回路(2)被配置成将该混合室(3)的出口连接至该蒸发器(5)的入口并且将该蒸发器(5)的出口连接至该传输构件(6)的入口，该回路(2)还被配置成将该传输构件(6)的出口连接至该混合室(3)的入口，该装置(1)进一步至少包括一个冷却构件(4，50)，该至少一个冷却构件与该工作回路(2)进行热交换并且被配置成将冷能传递至该循环流体，该至少一个冷却构件(4，50)包括例如吉福德
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麦克马洪类型或脉冲管类型的低温制冷器(4)，该装置(1)包括支撑件(7，8)、流体密封的外壳(9)，该外壳(9)的开放端部经由流体密封的柔性波纹管(10)机械地连接至该支撑件(7，8)，该低温制冷器(4)的上端部固定至该支撑件(7，8)，该装置(1)进一步包括容纳在该外壳(9)中的流体密封的护套(90)，该低温制冷器(4)的下端部在该护套(90)中、在该波纹管(10)内部延伸，使得该外壳(9)和该护套(90)至少部分地与该低温制冷器(4)所产生的振动机械隔绝，该工作回路(2)包括流体喷射管线(12)，该流体喷射管线经由在该护套(90)中的流体密封的通路将该传输构件(6)的出口连接至该混合室(3)的入口，该喷射管线(12)与该低温制冷器(4)和该支撑件在机械上脱离联接，也就是说该喷射管线(12)至少部分地与该低温制冷器(4)所产生的振动机械隔绝，并且该工作回路(2)包括一组返回管线(13，130)，这组返回管线经由在该护套(90)中的循环气体通路将该蒸发器(5)的出口连接至在该外壳(9)之外的传输构件(6)的入口，在该通路中，该循环流体涌入到该通路中并且在该护套(90)的与该低温制冷器(4)的下端部接触的体积内循环。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该喷射管线(12)与该低温制冷器(4)和在该蒸发器(5)的出口与该传输构件(6)的入口之间在该护套(90)中循环的循环流体进行热交换。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这组返回管线(13，130)包括第一部分返回管线(13)和第二部分返回管线(130)，该第一部分返回管线在该护套(90)的下端部处通向该护套(90)以便将该循环气体喷射到其中，该第二部分返回管线的下端部与该护套(90)的上端部连通以便收集该循环气体。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该低温制冷器(4)的该下端部包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：