[發明專利]一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試平臺及方法

有效

• 申請號: 202111508780.7
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114405572B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 陳鑫;陳金龍;李思稼;袁磊;鐘云珂;付猷昆;蔡立君;李強
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: B01L7/00
• 分類號: B01L7/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

1.一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試平臺，其特征在于：包括低溫恒溫器(2)、設于低溫恒溫器(2)內的氦槽(3)和樣品腔(5)、設于氦槽(3)內的換熱器(4)、與氦槽(3)通過管道連接的液氦杜瓦(6)，以及與氦槽(3)通過管道連接的制冷機(1)；

所述的氦槽(3)和制冷機(1)之間設有四條管道，分別為氦常溫傳輸管道、迫流液氦流質傳輸管道、氦低溫傳輸管道和超臨界氦流質傳輸管道；所述的超臨界氦流質傳輸管道與所述的換熱器(4)入口連接；

所述的氦槽(3)和樣品腔(5)之間設有三條管道，分別為樣品腔低溫流質傳輸管、迫流液氦樣品腔傳輸管道和超臨界氦樣品腔傳輸管道；

所述的氦槽(3)和液氦杜瓦(6)之間設有兩條管道，分別為液氦杜瓦傳輸管道和液氦杜瓦返流管道；

所述的氦常溫傳輸管道，將氦槽(3)內的常溫氦氣d傳輸制冷機(1)的常溫端；

所述的迫流液氦流質傳輸管道，將制冷機(1)節流產生的迫流液氦傳輸到氦槽(3)；

所述的氦低溫傳輸管道，將氦槽(3)內的低溫氦氣c傳輸到制冷機(1)的低溫端；

所述的超臨界氦流質傳輸管道，將制冷機(1)產生的超臨界氦b傳輸到氦槽(3)；

所述的樣品腔低溫流質傳輸管，將樣品腔(5)內的迫流液氦a或者低溫氦氣c傳輸至氦槽(3)；

所述的迫流液氦樣品腔傳輸管道，將氦槽(3)內的迫流液氦a傳輸到樣品腔(5)；

所述的超臨界氦樣品腔傳輸管道，將氦槽(3)內的超臨界氦b傳輸至樣品腔(5)；

所述的液氦杜瓦傳輸管道，將液氦杜瓦(6)內儲存的迫流液氦a通過自增壓方式壓送至氦槽(3)內；

所述的液氦杜瓦返流管道，將氦槽(3)內的低溫氦氣c傳輸至液氦杜瓦(6)中；

所述的制冷機(1)能夠提供迫流液氦a，或者，超臨界氦b，分別記為液化模式和制冷模式；

在液化模式下，制冷機(1)將產生氣液兩相氦通過所述的迫流液氦流質傳輸管道傳輸并儲存在氦槽(3)中；所述的氦槽(3)通過迫流液氦樣品腔傳輸管道將液氦傳輸至樣品腔(5)內；

在制冷模式下，制冷機(1)將產生的超臨界氦b通過超臨界氦流質傳輸管道傳輸至帶有冷屏(8)的低溫恒溫器(2)內的氦槽(3)內；氦槽(3)內的超臨界氦b通過換熱器(4)進行熱量交換，再經過超臨界氦樣品腔傳輸管道傳輸至樣品腔(5)內；樣品腔(5)內進行低溫用戶后的迫流液氦a經過樣品腔低溫流質傳輸管傳輸至氦槽(3)內。

2.如權利要求1所述的一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試平臺，其特征在于：所述的低溫恒溫器(2)外部設有冷屏(8)，所述的冷屏(8)通過管道連接液氮儲罐(7)，冷屏(8)和液氮儲罐(7)之間的管道，為液氮傳輸管道。

3.如權利要求2所述的一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試平臺，其特征在于：所述的冷屏(8)連接氮氣排空管道。

4.如權利要求2所述的一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試平臺，其特征在于：所述的冷屏(8)上端設有排氣口，通過排氣口與大氣(9)相通。

5.如權利要求1所述的一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試平臺，其特征在于：所述的樣品腔(5)設有樣品注入口(10)。

6.一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試方法，其基于如權利要求1所述的測試系統，其特征在于：所述的制冷機(1)能夠提供迫流液氦a，或者，超臨界氦b，分別記為液化模式和制冷模式。

7.如權利要求6所述的一種多工況運行模式下氦低溫實驗測試方法，其特征在于：在液化模式下，制冷機(1)將產生氣液兩相氦通過所述的迫流液氦流質傳輸管道傳輸并儲存在氦槽(3)中；所述的氦槽(3)通過迫流液氦樣品腔傳輸管道將液氦傳輸至樣品腔(5)內。