[發(fā)明專利]溫度梯度型低溫環(huán)境制備裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910163050.4
• 申請(qǐng)日: 2019-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN109945596A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎軍;雷海樂;林偉;王凱;代飛;劉喜川;漆小波;陶朝友;吳文榮;張偉;李喜波;劉元瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): F25J1/02
• 分類號(hào): F25J1/02
• 代理公司: 蘇州廣恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32334
• 代理人: 何邈

一種溫度梯度型低溫環(huán)境制備裝置，包括前冷頭、支架組合體、檢測(cè)單元和控制單元，支架組合體包括多個(gè)間隔設(shè)置并且導(dǎo)熱系數(shù)依次遞變的導(dǎo)冷分支，導(dǎo)冷分支將制冷機(jī)冷頭的冷量傳導(dǎo)并轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袦囟忍荻鹊亩嗦防淞枯敵?，每個(gè)導(dǎo)冷分支上獨(dú)立設(shè)置有溫度傳感器和加熱塊，導(dǎo)冷分支的末端連接有深冷腔，深冷腔的側(cè)面設(shè)置診斷窗，檢測(cè)單元連接于診斷窗對(duì)深冷腔診斷并輸出診斷結(jié)果，控制單元根據(jù)診斷結(jié)果控制溫度傳感器和加熱塊調(diào)整多路冷量輸出的溫度梯度，由于在不影響制冷機(jī)冷量傳輸?shù)那闆r下將制冷機(jī)的單一冷量輸出分為多路可控輸出，在深冷腔內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度的方式，通過對(duì)溫度梯度的精密控制與調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)低溫腔體的氣體固化均勻性進(jìn)行有效控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低溫技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著低溫技術(shù)應(yīng)用的不斷深入與發(fā)展，超低溫的應(yīng)用技術(shù)研究正在逐漸成熟進(jìn)步，利用制冷機(jī)制造出超低溫環(huán)境得到各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，多種氣體只有在超低溫環(huán)境下才能夠液化及固化，滿足科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的各種超低溫氣體液化后的低溫環(huán)境制備即可通過制冷機(jī)輸出的超低溫冷量來實(shí)現(xiàn)，但是不管何種制冷機(jī)，其本身只有冷頭的單一冷量輸出。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于將制冷機(jī)冷量單一傳輸轉(zhuǎn)換為有溫度差的多路傳輸并對(duì)充氣冷凍樣品的均勻低溫腔體制備產(chǎn)生影響的溫度梯度型低溫環(huán)境制備裝置。

本發(fā)明提供了一種溫度梯度型低溫環(huán)境制備裝置，包括前冷頭和制成的支架組合體，所述的前冷頭的前端連接于制冷機(jī)冷頭、后端連接于所述的支架組合體，所述的支架組合體包括多個(gè)間隔設(shè)置并且導(dǎo)熱系數(shù)依次遞變的導(dǎo)冷分支，所述的導(dǎo)冷分支將制冷機(jī)冷頭的冷量傳導(dǎo)并轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袦囟忍荻鹊亩嗦防淞枯敵?，每個(gè)所述的導(dǎo)冷分支上獨(dú)立設(shè)置有溫度傳感器和加熱塊，所述的導(dǎo)冷分支的末端連接有深冷腔，所述的深冷腔上設(shè)置有充氣管，所述的深冷腔的頂面和底面密封安裝有液封玻片、側(cè)面設(shè)置有診斷孔，所述的診斷孔上安裝診斷窗，還包括檢測(cè)單元和控制單元，所述的檢測(cè)單元連接于所述的診斷窗對(duì)深冷腔診斷并輸出診斷結(jié)果，所述的控制單元根據(jù)診斷結(jié)果控制溫度傳感器和加熱塊調(diào)整多路冷量輸出的溫度梯度。

優(yōu)選的，所述的導(dǎo)冷分支的末端與深冷腔的接觸面上設(shè)置用于增大接觸面積并降低熱阻的銦層。

優(yōu)選的，還包括二級(jí)低溫屏蔽，所述的二級(jí)低溫屏蔽扣合在所述的深冷腔的外部，二級(jí)低溫屏蔽采用扣合式設(shè)計(jì)，保證了窗口的同心度，避免遮擋外部能量的進(jìn)入，同時(shí)避免了在安裝時(shí)與充氣管產(chǎn)生干涉，在診斷窗口相應(yīng)位置開有缺口，方便診斷設(shè)備對(duì)低溫腔體的診斷，實(shí)驗(yàn)完成損壞后方便拆裝。

優(yōu)選的，所述的支架組合體包括導(dǎo)冷支架Ⅰ和導(dǎo)冷支架Ⅱ，所述的導(dǎo)冷支架Ⅱ的導(dǎo)熱系數(shù)小于導(dǎo)冷支架Ⅰ。

優(yōu)選的，所述的前冷頭上設(shè)置有第一連接臺(tái)階，所述的導(dǎo)冷支架Ⅰ安裝在所述的第一連接臺(tái)階上，所述的導(dǎo)冷支架Ⅰ上設(shè)置有第二連接臺(tái)階，所述的導(dǎo)冷支架Ⅱ安裝在所述的第二連接臺(tái)階上。

優(yōu)選的，所述的前冷頭、導(dǎo)冷支架Ⅰ、導(dǎo)冷支架Ⅱ之間設(shè)有定位凸臺(tái)以保證定位精度，精密定位凸臺(tái)的設(shè)計(jì)，在重復(fù)安裝和更換時(shí)能夠保證深冷腔中心的定位精度。

優(yōu)選的，所述的導(dǎo)冷支架Ⅰ與導(dǎo)冷支架Ⅱ的前端對(duì)稱設(shè)置有臺(tái)階式夾持面，所述的臺(tái)階式夾持面包括第一夾持面和第二夾持面，所述的第二夾持面位于所述的第一夾持面的外部，所述的深冷腔連接于所述的第一夾持面，所述的二級(jí)低溫屏蔽連接于所述的第二夾持面。

優(yōu)選的，所述的深冷腔具有第一連接臂和第二連接臂，所述的第一連接臂和第二連接臂分別連接于所述的第一夾持面。

優(yōu)選的，所述的液封玻片、診斷窗、充氣管采用低溫膠與深冷腔密封粘合。

優(yōu)選的，所述的導(dǎo)冷支架Ⅰ、導(dǎo)冷支架Ⅱ上設(shè)置有凹槽，所述的凹槽中安裝溫度傳感器和加熱塊。