一种机械振动隔离的无液氦消耗极低温制冷系统

摘要

本发明属于极低温制冷设备技术领域，具体为一种机械振动隔离的无液氦消耗极低温制冷系统。本发明系统包括：闭循环制冷机系统，氦气热交换气致冷隔振系统，极低温节流阀制冷系统和温度反馈控制系统。本发明提供的制冷方式能够在不需要消耗液氦的条件下实现低至1.4 K（基于氦4媒质）或0.2 K（基于氦3媒质）的极低温，同时能够非常有效的隔离闭循环制冷机系统固有的机械振动；通过温度反馈控制系统能够实现变温调控。本发明还可适用于需要经高温烘烤的超高真空环境。

主权项

一种机械振动隔离的无液氦消耗极低温制冷系统，其特征在于包括：闭循环制冷机系统，氦气热交换气致冷隔振系统，极低温节流阀制冷系统和温度反馈控制系统；其中，所述闭循环制冷机系统包括：制冷头、压缩机和氦气输送管道；所述氦气热交换气致冷隔振系统包括：致冷隔振界面、氦气热交换气体及用于密封氦气和隔离振动的软橡胶；所述极低温节流阀制冷系统包括：换热机构、节流阀、液氦池、真空泵以及进、出气管道；所述温度反馈控制系统由测温元件、加热元件和反馈控温元件经电路连接组成；所述氦气热交换气致冷隔振系统中，闭循环制冷机的制冷头伸入致冷隔振界面内，制冷头和致冷隔振界面间填充氦气热交换气体作为制冷降温媒质；氦气热交换气作为热交换媒质致冷的同时用于隔离制冷头的机械振动；所述极低温节流阀制冷系统中，换热机构、节流阀、液氦池顺次连接，它们固定在氦气热交换气致冷隔振系统的低温端；极低温节流阀制冷系统中，高压氦气与换热机构进行热交换获得低温后；真空泵用于提供低压环境，并通过节流阀的节流制冷作用，进一步降温，获得极低温；所述液氦池用以储存在极低温和低压环境中部分氦气液化形成的液氦，所述液氦为氦4或氦3；所述温度反馈控制系统可分为两个部分，分别设置在液氦池和致冷隔振界面的低温端；其中，加热元件、测温元件和反馈控温元件相连接，反馈控温元件通过反馈调节控制温度。