[发明专利]高真空环境中旋转部件的加热与冷却装置及方法

权利要求书

1.一种高真空环境中旋转部件的加热与冷却装置，包括真空腔和位于真空腔内部的控温装置，所述控温装置包括环状低温热沉、位于所述低温热沉内部的中空的加热器、位于所述加热器内部的旋转机构；所述环状低温热沉具有一下盖板；所述旋转机构由静止部件和旋转部件组成，所述静止部件由定位柱固定在所述加热器上，旋转轴穿过所述低温热沉的下盖板与所述旋转部件连接；所述加热器由支撑固定在所述低温热沉的下盖板上；所述定位柱和支撑均采用黄铜制作。

2.按权利要求1所述的加热与冷却装置，其特征在于，所述环状低温热沉为环形液氮槽，该液氮槽具有液氮输入管和气氮输出管，所述液氮输入管由所述液氮槽的顶部插入并延伸至该槽底部，所述气氮输出管的端口位于所述液氮槽顶部并与该液氮槽连通。

3.按权利要求1所述的加热与冷却装置，其特征在于，所述加热器包括中空的加热器支架和缠绕在该支架上的加热丝，所述加热器支架包括一底板，所述定位柱和所述支撑均与该底板固定连接；所述加热器支架采用紫铜制作。

4.按权利要求1所述的加热与冷却装置，其特征在于，所述低温热沉还具有一上盖板，所述上盖板和下盖板均采用紫铜制作。

5.按权利要求2所述的加热与冷却装置，其特征在于，所述液氮槽的槽壁采用紫铜或不锈钢制作。

6.按权利要求1所述的加热与冷却装置，其特征在于，所述低温热沉的下盖板在与旋转轴的连接处安装有黄铜制作的滚针轴承。

7.按权利要求1所述的加热与冷却装置，其特征在于，该装置还具有控温单元，所述控温单元的温度传感器安装在所述旋转机构上。

8.一种利用权利要求1所述的高真空环境中旋转部件的加热与冷却装置的高真空环境中旋转部件的加热与冷却方法，其中，加热方法是通过控温单元对所述加热器的加热电流实施控制，使所述旋转机构达到所需温度；

冷却方法包括如下步骤：1)对所述真空腔抽真空；2)在低温热沉中加注制冷工质；3)当所述低温热沉达到制冷工质的液化温度时，停止加注制冷工质；当所述低温热沉温度超过100K时，重新加注制冷工质；不断重复停止和加注制冷工质，直到所述旋转机构达到最低温度。

9.按权利要求8所述的加热与冷却方法，其特征在于，所述制冷工质为液氮。

10.按权利要求9所述的加热与冷却方法，其特征在于，当所述旋转机构所需温度大于150K时，所述低温热沉中不加注液氮，控温单元对所述加热器的加热电流实施控制，使所述旋转机构达到所需温度；当所述旋转机构所需温度不大于150K时，则在低温热沉中加注液氮以使所述旋转机构达到所需温度。