[發(fā)明專利]一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115750957A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代義軍;蔡家琦;彭思思;熊琪;鄭軍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所（中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所）
• 主分類號: F16L27/10
• 分類號: F16L27/10;F16L27/11;F16L53/30
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本發(fā)明公開了一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對低溫制冷機(jī)冷頭的快速拆裝，且不破壞低溫部件所處真空，包括冷頭腔、真空腔、外套管組件和內(nèi)套管組件，內(nèi)套管組件內(nèi)形成內(nèi)封閉空間，外套管組件與內(nèi)套管組件之間形成外封閉空間，內(nèi)封閉空間、外封閉空間與真空腔為相互獨(dú)立空間，在拆出低溫制冷機(jī)冷頭時與內(nèi)套管組件向上移動，與外套管組件的銅板脫離接觸，避免了內(nèi)套管組件銅板與外套管組件銅板的相互傳熱，通過對內(nèi)套管組件銅板的加熱可以避免其結(jié)霜結(jié)冰。本發(fā)明可在設(shè)備正常運(yùn)行的狀態(tài)下安裝拆卸低溫制冷機(jī)冷頭，提高了設(shè)備的可維護(hù)性與實(shí)用性，可應(yīng)用于采用低溫制冷機(jī)冷卻的設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冷卻裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，采用低溫制冷機(jī)對被冷卻對象冷卻時，一般情況下，被冷卻對象處于真空容器中，同時低溫制冷機(jī)冷頭數(shù)量具有冗余設(shè)計(jì)。

由于低溫制冷機(jī)的維護(hù)間隔一般約10000小時，另外，低溫制冷機(jī)在運(yùn)行過程中也可能出現(xiàn)意外故障需要維修，傳統(tǒng)的低溫制冷機(jī)冷頭低溫面通過銅板直接與被冷卻對象連接傳遞冷量的結(jié)構(gòu)形式，維修低溫制冷機(jī)時，需要停止被冷卻對象的運(yùn)行狀態(tài)，打開被冷卻對象所處真空容器，破壞掉被冷卻對象所處真空，在被冷卻對象回到常溫后，再拆出低溫制冷機(jī)冷頭進(jìn)行維修或更換。

因而傳統(tǒng)的低溫制冷機(jī)冷頭結(jié)構(gòu)缺乏裝置的維護(hù)性與實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在被冷卻對象處于低溫工況下的低溫制冷機(jī)冷頭拆卸與安裝，不破壞被冷卻對象所處主真空，克服現(xiàn)有低溫制冷機(jī)冷頭維修不方便的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，包括容納低溫制冷機(jī)冷頭的冷頭腔和放置被冷卻部件的真空腔，還包括由內(nèi)管和密封在內(nèi)管底端的內(nèi)套管銅板，依次設(shè)置在內(nèi)管外側(cè)頂部的中法蘭和上法蘭構(gòu)成的內(nèi)套管組件，其各部件間通過焊接形成一個整體，內(nèi)套管組件內(nèi)形成一個與冷頭腔連通的內(nèi)封閉空間，還包括由與內(nèi)管同心的中管和外管，以及密封在中管底端的外套管銅板和密封在外管頂端的下法蘭構(gòu)成的外套管組件，其各部件間通過焊接形成一個整體，下法蘭內(nèi)側(cè)設(shè)置有O型圈，外套管組件與內(nèi)套管組件之間形成一個外封閉空間，外封閉空間位于真空腔內(nèi)側(cè)，內(nèi)封閉空間、外封閉空間與真空腔為相互獨(dú)立空間，外套管銅板上連接有采用傳導(dǎo)冷卻方式或氣冷方式對被冷卻部件冷卻的導(dǎo)冷件，所述的中法蘭上設(shè)置有頂出螺桿，所述的下法蘭和上法蘭之間連接有螺栓，螺栓上分別設(shè)置有上螺帽和下螺帽。

所述的一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)套管組件還包括位于中法蘭和上法蘭之間的不銹鋼波紋管，實(shí)現(xiàn)低溫制冷機(jī)冷頭與內(nèi)套管組件的軸向尺寸的匹配。

所述的一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，其上法蘭上設(shè)置有真空閥與航空插座，通過上法蘭上的徑向槽與內(nèi)封閉空間相通。

所述的一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，其下法蘭設(shè)置有真空閥，通過下法蘭內(nèi)部開槽與外封閉空間相通。

所述的一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，其外套管銅板和內(nèi)套管銅板及低溫制冷機(jī)冷頭之間接觸界面均填充可降低界面接觸熱阻的阻熱填充物。

所述的一種低溫制冷機(jī)冷頭可插拔結(jié)構(gòu)，其低溫制冷機(jī)冷頭低溫區(qū)及內(nèi)管內(nèi)低溫區(qū)可設(shè)置加熱元件及溫度傳感器，用于溫度監(jiān)測與拆卸過程中的加熱。

本發(fā)明通過采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)勢：

1，低溫制冷機(jī)冷頭所處的冷頭腔與被冷卻對象所處的真空腔為相互獨(dú)立的真空，拆除低溫制冷機(jī)冷頭時，不破壞被冷卻對象所處真空區(qū)域。

2，采用外套管組件與內(nèi)套管組件形成的內(nèi)外套管/雙套管組件結(jié)構(gòu)形式，在拆除制冷機(jī)冷頭時，先將內(nèi)套管組件與低溫制冷機(jī)冷頭向上移動，與外套管組件銅板脫離接觸，從而避免了外部環(huán)境熱量由內(nèi)套管組件銅板傳向外套管組件銅板而造成的被冷卻對象溫升。