[發明專利]一種用于液氦杜瓦的自加壓裝置及加壓方法

有效

• 申請號: 202010381851.0
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111622925B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 王釗勝;梁起美;皮靂
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: F04B37/12
• 分類號: F04B37/12;F04B39/00;F04B39/06;F04B39/10;F17C9/02;F17C13/02;F17C13/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種用于液氦杜瓦的自加壓裝置，包括用以儲存低溫液化氣體的杜瓦，其特征在于，杜瓦通過第一管道與外設的換熱活塞連通，第一管道上設有增壓閥門，換熱活塞包括換熱腔室和可在換熱腔室中往復滑動的活塞桿，第一管道包括外管和內管，外管和內管中的氣體流動相互獨立，換熱腔室包括第一側壁和第二側壁，第一側壁上設有進氣閥門，第二側壁上設有排氣閥門，進氣閥門與外管遠離杜瓦的一端通過第二管道相連，排氣閥門與內管遠離杜瓦的一端通過第三管道相連，內管的另一端與設在杜瓦內部的換熱氣囊相連，換熱活塞由鋁合金制成，截面呈T型的活塞桿包括本體和推桿，本體和換熱腔室配合構成密封腔，進氣閥門和排氣閥門均靠近密封腔遠離本體的一端，第三管道包括第一分段和第二分段，第一分段遠離第一管道的一端與排氣閥門相連，第一分段的另一端設有單向閥，第二分段的一端與內管相連，單向閥與第二分段的另一端之間可拆卸連接有快速接頭，單向閥對自第二分段流入第一分段的氣體進行截止；利用所述用于液氦杜瓦的自加壓裝置的加壓方法，包括以下步驟：

（1）將增壓閥門、進氣閥門和排氣閥門保持在關閉狀態，快速接頭處于未安裝狀態，拉動活塞桿遠離進氣閥門運動以在密封腔中形成負壓，此過程中需避免空氣進入密封腔中；

（2）打開增壓閥門和進氣閥門，待杜瓦中的低溫氦氣擴散至密封腔中后，打開排氣閥門，按壓活塞桿將密封腔中的氦氣和空氣的混合氣體排出，關閉排氣閥門，待低溫氦氣再次擴散至密封腔中后，打開排氣閥門，重復按壓活塞桿將密封腔中的氣體排出；

（3）待密封腔中裝滿純凈的低溫氦氣后，再次按壓活塞桿，在排氣過程中安裝快速接頭以將第一分段和第二分段連通；

（4）關閉增壓閥門、進氣閥門和排氣閥門，重復往復拉動活塞桿，測量換熱活塞的壁面溫度T1，測量室溫T2；

（5）當T1與T2差值的絕對值小于5℃時，打開排氣閥門和增壓閥門，杜瓦中的壓強上升，從而實現液氦的排放。

2.根據權利要求1所述的一種用于液氦杜瓦的自加壓裝置，其特征在于，杜瓦的一端設有長管狀的注料管，注料管遠離杜瓦的一端設有注料閥，注料管包括第一外管和第一內管，外管靠近杜瓦的一端與第一外管相連通，內管靠近杜瓦的一端與第一內管相連通，第一內管靠近注料閥的一端封閉，第一內管的另一端與換熱氣囊相連。

3.根據權利要求1或2所述的一種用于液氦杜瓦的自加壓裝置，其特征在于，換熱氣囊由柔性介質制備，所述介質為聚酰亞胺、尼龍聚乙烯共聚物或纖維樹脂復合材料。

4.根據權利要求1或2所述的一種用于液氦杜瓦的自加壓裝置，其特征在于，第一管道、第二管道和第三管道均為PU管。

5.根據權利要求2所述的一種用于液氦杜瓦的自加壓裝置，其特征在于，第一外管的管壁外側設有絕緣包覆層。

6.根據權利要求2所述的一種用于液氦杜瓦的自加壓裝置，其特征在于，第一外管上設有壓力表。

7.一種利用權利要求1至6任意一項所述的用于液氦杜瓦的自加壓裝置的加壓方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將增壓閥門、進氣閥門和排氣閥門保持在關閉狀態，快速接頭處于未安裝狀態，拉動活塞桿遠離進氣閥門運動以在密封腔中形成負壓，此過程中需避免空氣進入密封腔中；

（2）打開增壓閥門和進氣閥門，待杜瓦中的低溫氦氣擴散至密封腔中后，打開排氣閥門，按壓活塞桿將密封腔中的氦氣和空氣的混合氣體排出，關閉排氣閥門，待低溫氦氣再次擴散至密封腔中后，打開排氣閥門，重復按壓活塞桿將密封腔中的氣體排出；

（3）待密封腔中裝滿純凈的低溫氦氣后，再次按壓活塞桿，在排氣過程中安裝快速接頭以將第一分段和第二分段連通；

（4）關閉增壓閥門、進氣閥門和排氣閥門，重復往復拉動活塞桿，測量換熱活塞的壁面溫度T1，測量室溫T2；

（5）當T1與T2差值的絕對值小于5℃時，打開排氣閥門和增壓閥門，杜瓦中的壓強上升，從而實現液氦的排放。