[发明专利]用于低温致冷器内的回转阀的驱动装置

说明书

技术领域

低温致冷器具有许多应用，诸如低温气体的液化、低温恒温器构件的传导冷却、半导体的直接或间接冷却、以及作为用于维持真空完整性的冷源。这样的致冷器通常应用回转阀来管理压缩气体诸如氦、氖、氮、氩或甲烷到致冷器的膨胀室的分配以及压缩气体从该膨胀室的分配。

背景技术

在现有技术的例子中，一种机械驱动的两级吉福德-麦克马洪致冷器(Gifford McMahon refrigerator)使用电动机，例如步进电机，来通过“止转棒轭”驱动气体置换器。此外，电动机驱动了控制高压气体从气体压缩机进入致冷器的流动、及气体回到气体压缩机的回转阀。

低温致冷器也可以使用气体驱动的气体置换器。可替代的低温致冷器是脉冲管类型的，其中压缩气体的流动是受控的，但没有移动气体置换器。这样的致冷器仍使用电动机来操作回流阀。

在某些环境中，基于电激励的回转驱动机构要么是不切实际的、要么是不合需要的(例如，在存在高磁场处、在对电动机所产生的电磁干扰敏感的系统中、或者在环境包含易燃材料或有爆炸危险的场合)。一种可能的解决方案是将驱动电机置于离回转阀一定距离之外，并提供到回转阀的机械驱动连接，例如，通过驱动轴或驱动电缆。在某些应用中，并不需要具有这样的机械装置。出于这种原因，可取的是提供一种用于回转阀的驱动装置，其中电激励不是必需的。

发明内容

本发明因此提供了一种包括回转阀的低温致冷器，回转阀控制高压气体流入致冷器及气体从致冷器回流，该低温致冷器进一步包括用于驱动回转阀的回转流体电动机，其中回转流体电动机是由非磁性材料构成，用于高强度的或敏感的磁场。

根据本发明，通常被用来驱动低温致冷器中的回转阀的电动机被回转流体电动机所取代，例如多叶片型回转流体电动机。回转流体电动机是由非磁性材料构成，以用于高强度的或敏感的磁场。

回转流体电动机可以用于直接驱动回转阀，或可以用于通过齿轮机构驱动回转阀。它是由适于其应用及环境(即，用于在高强度磁场中使用)的非磁性材料构成。回转流体电动机可以被任何适合的流体诸如空气、气体、水或油所驱动。正如在常规情况下，提供了通常由电动机操作、并位于远离回转流体电动机处的泵，以将流体循环到回转流体电动机。这是有利的，由于电动机的位置可以远离危险，诸如易燃材料、爆炸的危险或敏感的磁场。回转流体电动机也可以被制造成能耐受可阻止或阻碍使用电动机来驱动回转阀的极端温度。回转流体电动机被制造成非磁性的，这能使回转流体电动机被用在可阻止或阻碍使用电动机来驱动回转阀的强磁场或敏感磁场的区域中。

在回转流体电动机的气体推进的情况下，用于推进回转流体电动机的气体可以源自在从动回转阀内切换的压缩气体供应装置。

具体实施方式

在尤其有利的实施例中，本发明被应用来驱动用以容纳核磁共振(NMR)或磁共振成像(MRI)系统的电磁线圈的低温恒温器的低温致冷器的回转阀。这样的致冷器在高强度磁场中运行，必须使该高强度磁场免受外磁场干扰。因为电动机的运行可以被高强度磁场降低，且电动机可以产生足以降低用于成像的磁场的均匀性的电磁干扰，这样的环境不适合部署电动机。低温致冷器的回转阀用于切换流体，通常是在接近室温的温度下进行。非磁性材料的回转流体电动机可以被装设在回转阀处。这样的回转流体电动机将不受高强度电磁场的影响，且不产生任何电磁干扰。通过仔细选择回转流体电动机的材料以及用来驱动回转流体电动机的流体，回转流体电动机可以被制成能耐受所遭遇的温度。在尤其有利的实施例中，用来驱动回转流体电动机的流体可以源自被回转阀切换的高压气体供应装置。