[发明专利]一种新型脉冲管制冷机

说明书

本发明公开了一种新型脉冲管制冷机，包括冷头体和进气管，所述冷头体侧壁上设有进气管，冷头体底部设有一级制冷系统，冷头体内设有盘旋管道和膨胀腔，盘旋管道两端分别与进气管和膨胀腔上端连通，膨胀腔底部与一级制冷系统连通；还包括二级制冷系统。在进气管与膨胀腔之间设置盘旋管道，通过盘旋管道的过渡，避免高压氦气直接陡然由进气管进入膨胀腔内造成涡流损失和总压损失，使得盘旋管内高压氦气的流动接近于绝热等熵流动，流动损失小，从而最大限度地利用高压气源的能量，从而提高制冷的效率；设置有一级制冷系统和二级制冷系统，实现分级制冷，提升制冷效果。

技术领域

本发明涉及制冷机技术领域，具体是一种新型脉冲管制冷机。

背景技术

新型脉冲管制冷机是利用高压气体被绝热抽空而达到制冷的目的。现有的新型脉冲管制冷机在高压氦气进入冷头体后，直接陡然由进气管进入一个大的膨胀空腔内，从而造成极大的涡流损失和总压损失，再加上整个冷头体上部膨胀空腔体积和空间的限制，从而影响制冷效效率；而且受现有冷头空间尺寸的制约，无法直接采用直线逐渐过渡的流动布局，使用起来存在诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型脉冲管制冷机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型脉冲管制冷机，包括冷头体和进气管，所述冷头体侧壁上设有进气管，所述冷头体底部设有一级制冷系统，所述一级制冷系统包括一级蓄热管、一级换热器、一级冷盘和一级脉冲管，一级蓄热管，所述一级蓄热管底部套设有一级换热器，所述一级换热器底部设有一级冷盘，所述一级冷盘上连通有一级脉冲管，所述冷头体顶端设有与一级脉冲管连通的一级气库接头；所述冷头体内设有盘旋管道和膨胀腔，所述盘旋管道两端分别与进气管和膨胀腔上端连通，所述膨胀腔底部与一级蓄热管连通。

作为本发明进一步的方案：还包括二级制冷系统，所述二级制冷系统包括二级蓄热管、二级换热器、二级冷盘和二级脉冲管，所述二级蓄热管与一级冷盘连接，所述二级蓄热管底部套设有二级换热器,所述二级换热器底部设有二级冷盘，所述二级冷盘上连通有二级脉冲管，所述冷头体顶端设有与二级脉冲管连通的二级气库接头。

作为本发明进一步的方案：所述一级冷盘内部设有双向分叉通道，所述双向分叉通道的出口两端分别与一级脉冲管和二级蓄热管连通。

作为本发明进一步的方案：所述冷头体上端设置有冷头盖。

作为本发明进一步的方案：所述一级换热器和二级换热器采用无氧铜板制成。

作为本发明进一步的方案：所述一级换热器和二级换热器由无氧铜板经卷制及软焊而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在进气管与膨胀腔之间设置盘旋管道，通过盘旋管道的过渡，避免高压氦气直接陡然由进气管进入膨胀腔内造成涡流损失和总压损失，使得盘旋管内高压氦气的流动接近于绝热等熵流动，流动损失小，从而最大限度地利用高压气源的能量，从而提高制冷的效率；

2、设置有一级制冷系统和二级制冷系统，实现分级制冷，氦气经过膨胀降温，在一级冷盘可以达到40K温度和相应的制冷量，然后在二级冷盘实现4K温度和所需的制冷量；

3、一级换热器和二级换热器由无氧铜板经卷制及软焊而成，从而增大其换热面积，换热和传导性能佳，可以实现热量的快速传导，提升制冷效果，而且便于制作和加工；

4、由于脉冲管内部没有往复运动的部件，气流的波动和脉动影响较小，从而减小了振动和干扰幅度，有利于提升相关带磁场的精密测量实验的精度。

附图说明

图1为新型脉冲管制冷机外部视图；

图2为新型脉冲管制冷机内部视图。