[發(fā)明專利]具有依賴于溫度的熱分流器的低溫冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110017480.2
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN112815563B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·E·阿姆托爾;M·富德勒;G·B·J·米爾德;C·洛斯勒;P·福斯曼;P·A·門特烏爾
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: F25B9/10
• 分類號: F25B9/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

一種低溫冷卻系統(tǒng)(10)包括低溫恒溫器(12)、兩級低溫冷頭(24)和至少一個熱連接構(gòu)件(136；236；336；436)，該至少一個熱連接構(gòu)件被構(gòu)造成提供熱傳遞路徑(138；238；338；438)的從兩級低溫冷頭(24)的第二級構(gòu)件(30)到第一級構(gòu)件(26)的至少一部分。該熱傳遞路徑(138；238；338；438)被布置在冷頭(24)的外部。熱傳遞路徑(138；238；338；438)的所提供的至少一部分在第二低溫溫度下的熱阻大于熱傳遞路徑(138；238；338；438)的所提供的至少一部分在第一低溫溫度下的熱阻。

本申請是2016年11月24日提交的名稱為“具有依賴于溫度的熱分流器的低溫冷卻系統(tǒng)”的中國發(fā)明專利申請201680070938.8的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有兩級冷頭的低溫冷卻系統(tǒng)，并且特別地包括一種用于在磁共振檢查設(shè)備中使用的超導(dǎo)磁線圈。

背景技術(shù)

兩級低溫冷卻器被頻繁地用作用于將裝置冷卻到低溫溫度的冷卻源。使用氦氣作為工作流體的市售兩級低溫冷卻器的代表示例為Gifford-McMahon(GM)制冷系統(tǒng)和脈沖管(PT)制冷系統(tǒng)。它們允許對樣品、裝置和其它設(shè)備進行冷卻，而沒有使用液氦的不便之處和費用。特別地，這種裝置可包括超導(dǎo)材料，當被冷卻成低于被稱為臨界溫度的特定溫度時，該超導(dǎo)材料呈現(xiàn)出它們的超導(dǎo)特性。這種裝置的代表示例是一種意在于持久模式中操作時產(chǎn)生靜態(tài)磁場的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，如本領(lǐng)域中眾所周知的那樣。

兩級低溫冷卻器的第一級通常被保持于介于50K和100K之間的溫度，并且可被熱連接到環(huán)繞內(nèi)部區(qū)域的熱輻射屏蔽件，該內(nèi)部區(qū)域被構(gòu)造成接收待被冷卻到較低溫度(例如冷卻到4K)的裝置。該裝置被熱聯(lián)接到該兩級低溫冷卻器的第二級。

通常，第一級的冷卻能力與第二級的冷卻能力相比大一個或兩個數(shù)量級。因此，當從室溫開始冷卻時，將該內(nèi)部區(qū)域冷卻到第二級的額定溫度所需的時間比將該內(nèi)部區(qū)域冷卻到第一級的額定溫度所需的時間長得多。

專利文獻US 5,111,667A描述了一種具有制冷器的兩級低溫泵，該制冷器包括第一級、與第一級相比更冷的第二級以及具有冷凝表面的冷凝構(gòu)件。第一聯(lián)接器被構(gòu)造成用于以導(dǎo)熱的方式將冷凝構(gòu)件連接到第二級。包括吸附表面的吸附構(gòu)件與冷凝構(gòu)件間隔開。第二聯(lián)接器被構(gòu)造成用于以導(dǎo)熱的方式將吸附構(gòu)件連接到第二級。還設(shè)置有一種用于在再生該吸附構(gòu)件的時段期間對該吸附構(gòu)件進行加熱的加熱器。第二聯(lián)接器被設(shè)計成，使得它至少在該吸附構(gòu)件的加熱周期期間使吸附構(gòu)件與第二級以及與冷凝構(gòu)件充分地隔熱，用于防止通過該加熱器對該冷凝構(gòu)件進行加熱。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有有效操作和用于將環(huán)境溫度冷卻到低溫溫度的縮短時間的低溫冷卻系統(tǒng)。

在本發(fā)明的一個方面中，該目的通過低溫冷卻系統(tǒng)來實現(xiàn)，該低溫冷卻系統(tǒng)包括低溫恒溫器，該低溫恒溫器具有外罩和被設(shè)置在該外罩內(nèi)的至少一個熱屏蔽件。至少一個熱屏蔽件限定內(nèi)部區(qū)域，并且隔熱區(qū)域由至少一個熱屏蔽件和外罩限定并且被限定在至少一個熱屏蔽件和外罩之間。

低溫冷卻系統(tǒng)進一步包括低溫冷頭，該低溫冷頭具有：

被至少部分地設(shè)置在隔熱區(qū)域中的第一級構(gòu)件，其中，第一級構(gòu)件被構(gòu)造成在靜止狀態(tài)中在第一低溫溫度下操作，并包括被熱連接到至少一個熱屏蔽件的導(dǎo)熱連桿構(gòu)件，

被至少部分地設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域中的至少第二級構(gòu)件，其中，該第二級構(gòu)件被構(gòu)造成在靜止狀態(tài)下在低于第一低溫溫度的第二低溫溫度下操作，和

至少一個熱連接構(gòu)件，其被構(gòu)造成在低溫冷卻系統(tǒng)的至少一個操作狀態(tài)中提供熱傳遞路徑的從第二級構(gòu)件到第一級構(gòu)件的至少一部分，其中，熱傳遞路徑被布置在冷頭的外側(cè)，并且熱傳遞路徑的所提供的至少一部分在第二低溫溫度下的熱阻大于熱傳遞路徑的所提供的至少一部分在第一低溫溫度下的熱阻。