技术简介：
本专利针对G-M制冷机难以直接冷却浸泡式超导磁体至液氦温度及生产液氦的技术难题，提出利用G-M制冷机冷头构建防热辐射屏，通过换热管将外部氦气冷却后自然对流冷却磁体，实现零蒸发；后续补充氦气时，制冷机可将其液化，实现自供液氦。
关键词：超导磁体杜瓦,零蒸发自供液氦
专利名称：零蒸发自供液氦的超导磁体杜瓦的制作方法
技术领域：
本实用新型属于制冷设备与低温技术，具体是一种零蒸发自供液氦 的超导磁体杜瓦。
技术背景G-M循环是由吉福特(Gifford)和麦克马洪(Mcmahon) 二人发明， 其原理是绝热气体放气制冷。目前G-M型制冷机己广泛应用于冷却各 种小型超导磁体。但是G-M型制冷机如何将浸泡式超导磁体直接从室 温冷却至液氦温度以及G-M型制冷机如何生产出液氦是尚未能解决难 点问题。 实用新型内容本实用新型的目的是提供一种零蒸发自供液氦的超导磁体杜瓦，并 可以生产出液氦，解决了将浸泡式超导磁体直接从室温冷却至液氦温度 以及如何生产出液氦的技术问题。本实用新型的技术方案如下零蒸发自供液氦的超导磁体杜瓦，包括有G-M制冷机，其特征在于 所述的G-M制冷机电机下部连接有真空外壳， 一级冷头和二级冷头外连 接有防热辐射屏壳体，二级冷头前端连接有氦冷凝器，二级冷头外连接 有氦冷凝腔壳体，防热辐射屏壳体罩在氦冷凝腔壳体外，真空外壳罩在防热辐射屏壳体外；防热辐射屏壳体外环绕有换热管，换热管一端穿过 真空外壳与外部的氦气源联通，换热管另一端通入到氦冷凝器，到达氦 冷凝腔壳体内；氦冷凝腔壳体底部放置有浸泡式超导磁体；氦冷凝腔壳 体连接有管道穿过防热辐射屏壳体、真空外壳到达外部。本实用新型利用G-M制冷机的一级冷头做防热辐射屏，同时预冷从 外界补充的氦气；G-M制冷机的二级冷头将从外界补充的氦气冷却，冷 却后的氦气通过对自然流换热冷却浸泡式超导磁体，直至其到液氦温 度。当液氦达到所需的质量后，停止补充氦气，超导磁体系统可维持负 压运行而液氦质量不变，即实现了零蒸发。若继续补充氦气、G-M制冷 机可将补充的氦气液化，即实现了自供液氦。
图l为本实用新型结构示意图。
具体实施方式零蒸发自供液氦的超导磁体杜瓦，包括有G-M制冷机1，所述的G-M 制冷机1电机下部连接有真空外壳2， 一级冷头3和二级冷头9外连接 有防热辐射屏壳体5， 二级冷头9前端连接有氦冷凝器7， 二级冷头9 外连接有氦冷凝腔壳体6，防热辐射屏壳体5罩在氦冷凝腔壳体6外， 真空外壳2罩在防热辐射屏壳体5外；防热辐射屏壳体5外环绕有换热 管4，换热管4一端穿过真空外壳2与外部的氦气源联通，换热管4另 一端通入到氦冷凝腔壳体6内；氦冷凝腔壳体6底部放置有浸泡式超导 磁体ll;氦冷凝腔壳体6连接有管道穿过防热辐射屏壳体5、真空外壳 2到达外部。室温氦气由氦入口 8进入换热器管4,被防热辐射屏壳体5冷却后 进入氦冷凝器7，由氦出口 IO流出。冷氦气在氦冷凝腔壳体6上方，液 氦在氦冷凝腔壳体6下部。
权利要求1、零蒸发自供液氦的超导磁体杜瓦，包括有G-M制冷机，其特征在于所述的G-M制冷机电机下部连接有真空外壳，一级冷头和二级冷头外连接有防热辐射屏壳体，二级冷头前端连接有氦冷凝器，二级冷头外连接有氦冷凝腔壳体，防热辐射屏壳体罩在氦冷凝腔壳体外，真空外壳罩在防热辐射屏壳体外；防热辐射屏壳体外环绕有换热管，换热管一端穿过真空外壳与外部的氦气源联通，换热管另一端通入到氦冷凝器，到达氦冷凝腔壳体内；氦冷凝腔壳体底部放置有浸泡式超导磁体；氦冷凝腔壳体连接有管道穿过防热辐射屏壳体、真空外壳到达外部。
专利摘要本实用新型公开了一种零蒸发自供液氦的超导磁体杜瓦，有G-M制冷机，G-M制冷机电机下部连接有真空外壳，一级冷头和二级冷头外依次连接有防热辐射屏壳体、氦冷凝腔壳体；防热辐射屏壳体外环绕有换热管，换热管一端穿过真空外壳与外部的氦气源联通，换热管另一端通入到氦冷凝器，到达氦冷凝腔壳体内；氦冷凝腔壳体底部放置有浸泡式超导磁体；本实用新型利用冷却后的氦气通过对自然流换热冷却浸泡式超导磁体，直至其到液氦温度。当液氦达到所需的质量后，停止补充氦气，超导磁体系统可维持负压运行而液氦质量不变，即实现了零蒸发。若继续补充氦气、G-M制冷机可将补充的氦气液化，即实现了自供液氦。
文档编号F25B9/14GK201104046SQ200720044400
公开日2008年8月20日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者李洪强 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院