[發(fā)明專利]一種制冷機冷頭柔性橫向支撐裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410584821.4
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104406351A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李毅;趙保志;王秋良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: F25D23/00
• 分類號: F25D23/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫傳導(dǎo)冷卻系統(tǒng)的裝置。

背景技術(shù)

低溫冷卻技術(shù)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟及軍工發(fā)展等各個領(lǐng)域，其應(yīng)用深入醫(yī)學(xué)、電力、科學(xué)實驗及國防軍工等方面，對國家建設(shè)發(fā)揮著越來越大的作用。低溫傳導(dǎo)冷卻技術(shù)快速發(fā)展，應(yīng)用越來越普遍。傳導(dǎo)冷卻技術(shù)可以在無需制冷劑的條件下，通過制冷機將被冷物體冷卻至低溫(如液氮溫度)甚至低于液氦溫度。

傳導(dǎo)到冷卻技術(shù)中制冷機通過導(dǎo)冷帶與被冷物體相連，吸收被冷物體的熱能。導(dǎo)冷帶一般采用高導(dǎo)熱率的純銅制成。導(dǎo)冷帶制成易于彎曲的導(dǎo)冷條，再將多個導(dǎo)冷條捆綁在一起，連接于被冷物體與制冷機的冷頭。根據(jù)熱傳導(dǎo)傅里葉定律，導(dǎo)冷功率與導(dǎo)冷帶的長度成反比，與導(dǎo)冷帶的橫截面積成正比。如果被冷物體質(zhì)量大，或者被冷物體距離冷頭較遠，需要導(dǎo)冷帶的橫截面積更大，從而產(chǎn)生足夠的冷功率。這樣，導(dǎo)冷帶的重量就比較大。

對于制冷機而言，由于制造時為了減小室溫端向冷頭的漏熱，因此連接冷頭與室溫端的氣管的管壁很薄，在較大的橫向外力下(例如SUMITOMO?415D型號的制冷機，其橫向最大運行外力僅為20N)就會發(fā)生變形，使制冷機無法正常工作，甚至徹底損壞。但是制冷機縱向可承受較大外力(例如SUMITOMO?415D型號的制冷機，其縱向最大運行外力大于200N)，因此在一般情況下，制冷機垂直地面放置，導(dǎo)冷帶與冷頭相接處也是垂直地面放置，使得導(dǎo)冷帶的重力與冷頭平行，即導(dǎo)冷帶的重力對冷頭只產(chǎn)生縱向拉力。對于不得不橫向放置冷頭的情況，一般通過先將導(dǎo)冷帶擺放好位置，然后使其自然下垂，最后連接導(dǎo)冷帶，這樣利用導(dǎo)冷帶的彎曲變形來承載其自身重力，從而不給冷頭帶來橫向負(fù)重。

然而對于需要大角度(90度以上)轉(zhuǎn)動的低溫系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)動必然會使冷頭要么在垂直地面時承受導(dǎo)冷帶的負(fù)重，要么在平行地面時承受導(dǎo)冷帶的負(fù)重。如前所述，如果被冷物體質(zhì)量較大，或者距離冷頭很遠，那么就需要質(zhì)量很大的導(dǎo)冷帶。過重的導(dǎo)冷帶會給這種旋轉(zhuǎn)式低溫系統(tǒng)的冷頭帶來損害。

為此，必須將連接冷頭處的導(dǎo)冷帶加以固定，消除導(dǎo)冷帶重力對冷頭的橫向拉伸作用。為了固定導(dǎo)冷帶，一種方法是將導(dǎo)冷帶固定于低溫杜瓦容器上，但是冷頭與低溫容器的巨大溫差會帶來很大的漏熱；另一種方法是將導(dǎo)冷帶固定于被冷物體上，固定裝置與冷頭、被冷物體在同一溫區(qū)內(nèi)，不會帶來漏熱問題。但是將導(dǎo)冷帶緊固與被冷物體上，會帶來一個問題，就是制冷機一般緊固于低溫容器上，而被冷物體一般不緊固于低溫容器，如果被冷物體發(fā)生較大的偏移，那么被冷物體會帶動導(dǎo)冷帶緊固裝置一起運動，從而也對冷頭產(chǎn)生很大的橫向拉力，使冷頭損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種制冷機冷頭柔性橫向支撐裝置。本發(fā)明可抵消低溫制冷機冷頭所受的橫向拉力，同時不給冷頭帶來額外的大熱負(fù)荷，確保制冷機在被冷物體發(fā)生較大位移時能夠不被損壞。

本發(fā)明制冷機冷頭柔性橫向支撐裝置，由導(dǎo)冷帶、尼龍繩和支架組成。所述的導(dǎo)冷帶的一端連接到制冷機冷頭，另一端連接被冷物體。被冷物體固定在低溫容器內(nèi)。在制冷機冷頭的下端放置一只不銹鋼的支架，該支架套裝在導(dǎo)冷帶外，不與導(dǎo)冷帶接觸。所述支架固定在被冷物體上。通過尼龍繩將支架與導(dǎo)冷帶捆綁在一起。

尼龍繩選取具有較大剛性，即彈性模量很小的材料；尼龍繩應(yīng)在10kg質(zhì)量對應(yīng)的拉力下能夠斷開，因此需要事先選擇合適粗細的尼龍繩。

支架沿導(dǎo)冷帶的圓周方向開有若干通孔，每一對相鄰?fù)字g穿過一根尼龍繩，該根尼龍繩與導(dǎo)冷帶捆綁在一起；這樣，多對通孔穿過多根尼龍繩，使導(dǎo)冷帶能夠在多方向上被固定。

當(dāng)整個低溫系統(tǒng)在某一方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，由于導(dǎo)冷帶是多根銅絲或銅帶制成的柔性導(dǎo)冷部件，因此導(dǎo)冷帶偏轉(zhuǎn)后會由于重力作用而發(fā)生形變，從而拉拽冷頭，但是當(dāng)導(dǎo)冷帶綁扎了尼龍繩后，尼龍繩吸收了導(dǎo)冷帶在重力方向上對冷頭產(chǎn)生的橫向拉應(yīng)力，使冷頭可以繼續(xù)工作；當(dāng)被冷物體發(fā)生較大偏移時，支架也隨之發(fā)生較大偏移，此時尼龍繩斷開，冷頭不隨支架和被冷物體移動，起到保護冷頭不被損毀的作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的制冷機冷頭柔性橫向支撐裝置示意圖，圖中：1制冷機、2導(dǎo)冷帶、3多孔支架、4尼龍繩、5被冷物體、6低溫容器、7制冷機冷頭、8支架孔洞；

圖2是本發(fā)明實施例的支架部分放大示意圖，圖中：2導(dǎo)冷帶、3多孔支架、4尼龍繩、7制冷機冷頭、8支架通孔；

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式進一步說明本發(fā)明。

本發(fā)明的制冷機冷頭柔性橫向支撐裝置由導(dǎo)冷帶2、支架3、尼龍繩4組成。