一种利用富余冷量的1-2K复合型多级脉管制冷机制造技术

本发明专利技术公开了一种利用富余冷量的1-2K复合型多级脉管制冷机，包括使用氦-4工质的预冷级低频脉管制冷机和使用氦-3工质的低温级高频脉管制冷机，本发明专利技术通过高频脉管制冷机和低频脉管制冷机的耦合，可以在使用较少氦-3的条件下获得1-2K的制冷温度，从所述预冷级低频脉管制冷机回热器的中部提取富余冷量，从而提高预冷级脉管制冷机的冷量利用率。与传统的使用氦-3为工质的两级低频脉管制冷机相比，本发明专利技术可以显著的减少获得1-2K温度所需氦-3气体的用量，具有成本低，获得方便的优点，同时保留了脉管制冷机结构紧凑、寿命长和可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合型多级脉管制冷机，尤其涉及一种利用富余冷量的同时使用氦-4和氦-3为工质的1-2K高低频复合型多级脉管制冷机。
技术介绍
低温制冷技术在基础科学研究、低温物理、工业应用、医学生物、国防军事以及空间探测等领域有着广泛而不可替代的应用，与低温相关的科学领域目前已成为核心或高科技的代表，如欧洲强子对撞机等大型科学装置。按照国际约定，低温制冷技术涵盖120K以下的温度区域，当前整个低温温区的制冷方式相对成熟，IK及以上温区可采用超流氦、液氦或其他低温液体杜瓦技术和机械式制冷技术获得，而IK以下则有绝热去磁制冷和稀释制冷等技术。在低温温区内，1-2K是一个非常关键和特殊的温区，一方面有大量的探测器(如锗掺镓探测器)和超导设备工作在该温区，另一方面更低的mK级温区的高效获得必须在该温区被预先冷却。当前获得1-2K温区的制冷方式主要有超流氦抽空技术和机械式制冷技术。超流氦抽空技术需要大量的液氦，为保证系统的高效绝热，系统结构设计异常复杂，同时为保证氦气的高效利用，需要配备复杂的氦气回收纯化系统，这些均导致超流氦抽空技术成本高，系统结构复杂且可靠性低。机械式制冷技术采用闭式制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用富余冷量的1?2K复合型多级脉管制冷机，包括预冷级低频脉管制冷机单元和低温级高频脉管制冷机单元，所述预冷级低频脉管制冷机单元为单级低频脉管制冷机，其使用的工质为氦?4；其特征在于，所述低温级高频脉管制冷机单元包括低温级压缩机(C2)、以及通过管路依次与低温级压缩机(C2)出口连通的低温级回热器热端换热器(HX4)、低温级第一预冷段回热器(RG21)、低温级第一预冷段回热器冷端换热器(HX5)、低温级第二预冷段回热器(RG22)、低温级第二预冷段回热器冷端换热器(HX6)、低温级低温段回热器(RG23)、低温级冷端换热器(HX7)、低温级脉管(PT2)、低温级脉管热端换热器(HX8)和低...

【技术特征摘要】
1.一种利用富余冷量的1-2K复合型多级脉管制冷机，包括预冷级低频脉管制冷机单元和低温级高频脉管制冷机单元，所述预冷级低频脉管制冷机单元为单级低频脉管制冷机，其使用的工质为氦-4 ;其特征在于， 所述低温级高频脉管制冷机单元包括低温级压缩机(C2)、以及通过管路依次与低温级压缩机(C2)出口连通的低温级回热器热端换热器(HX4)、低温级第一预冷段回热器(RG21)、低温级第一预冷段回热器冷端换热器(HX5)、低温级第二预冷段回热器(RG22)、低温级第二预冷段回热器冷端换热器(HX6)、低温级低温段回热器(RG23)、低温级冷端换热器(HX7)、低温级脉管(PT2)、低温级脉管热端换热器(HX8)和低温级调相机构；所述低温级高频脉管制冷机单元采用的制冷工质为氦-3 ； 所述预冷级低频脉管制冷机单元和低温级高频脉管制冷机单元通过连接在低温级第一预冷段回热器冷端换热器(HX5)和预冷级低频脉管制冷机单元的回热器靠近冷端部分的第一级热桥(TBl)进行一次热 耦合；通过连接在低温级第二预冷段回热器冷端换热器(HX6)以及预冷级低频脉管制冷机单元的冷端换热器之间的第二级热桥(TB2)进行二次热耦合。2.根据权利要求1所述的利用富余冷量的1-2K复合型多级脉管制冷机，其特征在于，所述低温级调相机构为惯性管，且该惯性管和低温级脉管热端换热器(HX8)同时与所述第二级热桥(TB2)连接。3.根据权利要求1所述的利用富余冷量的1-2K复合型多级脉管制冷机，其特征在于，所述低温级调相机构为惯性管以及与惯性管连通的气库，且所述惯性管、气库和低温级脉管热端换热器(HX8)同时与所述第二级热桥(TB2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，王龙一，刘东立，甘智华，张学军，张小斌，汪伟伟，刘雨梦，吴镁，宋豫京，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：