同轴脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法

摘要

本发明公开了一种同轴脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法，结构由热端换热器、冷头、导热带、冷板、高反射冷屏、防辐射屏、工字形杜瓦、杜瓦盖、细框架结构、设备箱组成。脉冲管制冷机可靠性高、工作寿命长，且冷端无运动部件，消除了冷端运动振动对高温超导滤波器信号传输的影响。本发明充分利用同轴脉冲管制冷机易耦合、整体结构紧凑等优点，可为高温超导滤波器提供稳定可靠、低噪声、低振动的低温冷源。本发明对高温超导滤波器进一步的推广应用以及同轴脉冲管制冷机在移动通讯等领域的实用化有着积极的意义。

主权项

一种同轴脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构，它由热端换热器(7)、冷头(27)、导热带(23)、冷板(17)、高反射冷屏(24)、防辐射屏(25)、工字形杜瓦(14)、杜瓦盖(18)、细框架结构(21)、设备箱(9)组成，其特征在于：同轴脉冲管制冷机脉冲管(4)同心地插入蓄冷器(3)中，压缩机(1)通过连管(2)与同轴脉冲管制冷机热端换热器(7)相连，与调相机构(5)和气库(6)共同组成同轴脉冲管制冷机；制冷工质在制冷机内部往复流动，通过调相机构(5)和气库(6)的调相作用，在冷头(27)处产生冷量，冷头(27)左侧有中心孔(38)，通过熔焊将导热带(23)中部平台(39)与中心孔(38)端面相连；导热带(23)具有一定弹性，呈几字形结构，将冷头(27)处产生冷量传递至冷板(17)；在冷头(27)中心孔(38)端面一侧有直径约1.0～3.0mm真空通道(16)，作用为在抽真空时使冷头(27)中心孔(38)内聚积的空气通过排出；冷板(17)中心凸台(41)插入冷头(27)中心孔(38)，压于导热带(23)两端平台(40)上；冷板(17)与冷头(27)之间涂有导热硅脂；高温超导滤波器(20)下端面放置有高导热系数的铟片(19)，铟片(19)放置于冷板(17)端面浅槽(42)内，三者通过螺钉紧固连接，其中铟片(19)与冷板(17)端面浅槽(42)上有用于固定高温超导滤波器(20)的均布通孔(43)和槽面螺纹孔(44)；高温超导滤波器(20)、铟片(19)与冷板(17)之间涂有导热硅脂；高温超导滤波器(20)放置于高反射冷屏(24)之中以减少热辐射导致的热量损失，高反射冷屏(24)为几字形结构，底边平台有均布通孔(45)，通过螺钉紧固连接防辐射屏(25)于冷板(17)端面，其中冷板(17)端面相对应处有均布螺纹孔(46)，防辐射屏(25)顶部有均布通孔(47)；防辐射壁(35)厚度在0.5～2.0mm之间；蓄冷器(3)及冷头(27)外表面裹有多层单面镀铝聚脂薄膜(28)；细框架结构(21)连接于工字形杜瓦(14)上法兰(61)端面，由3～10条直径1.0～5.0mm的细棒组成，呈笼状结构，在外侧裹有多层高反射材料(22)；热端换热器(7)、工字形杜瓦(14)、杜瓦盖(18)组成真空室，三者通过螺钉相连接，利用密封圈进行密封；杜瓦盖(18)侧壁安装有真空阀座(26)，为抽真空接口；高温超导滤波器(20)的信号输入与输出利用与两端同轴‑微带接头相连接的同轴电缆(29)，穿过高反射冷屏(24)侧壁的通孔(49)连接于工字形杜瓦(14)上法兰(61)端面的密封电连接器(30)，并通过信号传输线(13)和信号传输线(15)将信号传送至电控及信号采集装置(10)；电控及信号采集装置(10)在设备箱(9)外侧布置有外部的电源及信号接口，高温超导滤波器(20)同同轴脉冲管制冷机耦合后整体放置于设备箱(9)，设备箱(9)由横挡板(12)和竖挡板(31)分隔为三个部分，横挡板(12)下方放置固定压缩机(1)及电控及信号采集装置(10)，横挡板(12)上方放置同轴脉冲管制冷机冷指，竖挡板(31)右侧为热端换热器(7)及调相装置(5)和气库(6)，左侧为高温超导滤波器(20)及真空杜瓦组件；压缩机(1)通过支架(8)固定于设备箱(9)底板(51)，并放置于散热支撑平台(36)之上，横挡板(12)中部位于连管(2)位置处有长方狭缝孔(37)，方便连管(2)穿过与热端换热器(7)相连接；左侧有通道(52)方便信号传输线(13)和信号传输线(15)通过；同轴脉冲管制冷机冷指热端换热器(7)利用支架(32)固定于设备箱(9)底板(51)，支架(32)的下方放置于横挡板(12)上，竖挡板(31)由两片对称挡板组成，每片挡板中心有半圆槽(59)，在竖挡板(31)两侧各有一片环形夹板(58)，安装后形成圆形孔(60)，工字形杜瓦(14)放置于圆形孔(60)上固定；工字形杜瓦(14)上法兰(61)放置于设备箱(9)左侧板(50)的圆孔(62)上，将设备箱(9)的箱体上盖(63)及设备箱(9)左侧板盖(64)放置好，使得高温超导滤波器(20)及同轴脉冲管制冷机整体封装于设备箱(9)内；设备箱(9)的上侧板(53)中部位置留有风扇安装孔(54)，右侧板(55)中部位置留有栅栏安装孔(56)，分别安装有风扇(34)和风扇栅栏(33)以及栅栏(35)；从而共同形成一种同轴脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构。