[发明专利]一种低温介质管路系统的快速预冷方法

权利要求书

1.一种低温介质管路系统的快速预冷方法，所述低温介质管路系统包括：低温容器(1)、低温管路(2)和预冷排放管路(3)；

所述低温容器(1)顶部设有排气阀(4)，底部设有注入孔(5)和输出阀(6)，输出阀(6)与低温管路(2)输入口相连；所述低温管路(2)上设有质量流量计(7)，低温管路(2)输出口设有被试件连接口(10)，低温管路(2)上连接有预冷排放管路(3)，预冷排放管路(3)上靠近输入口设有压力传感器(8)和温度传感器(9)，输出口设有预冷流调阀(11)；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：向低温容器内注入低温介质

打开排气阀(4)，通过注入孔(5)向低温容器(1)内注入占容器体积90％低温介质后，关闭排气阀(4)；

步骤2)：采用高压小流量模式进行前期预冷

打开并调整输出阀(6)和预冷流调阀(11)，使低温介质管路系统以高压小流量模式开始工作；

所述高压小流量模式需同时满足以下条件：

A、压力传感器(8)检测到预冷排放管路(3)的压力值大于0.8Mpa，且小于3Mpa；

B、低温管路(2)的流速小于等于0.1m/s；

C、温度传感器(9)监测到预冷排放管路(3)的温度持续降低；

步骤3)：第一次模式切换

当温度传感器(9)监测到预冷排放管路(3)的温度在-10～-50℃之间，若此时压力传感器(8)监测到预冷排放管路(3)的压力值小于等于0.8Mpa，则开始执行步骤4)，否则打开并调整排气阀(4)，至压力传感器(8)监测到的压力值小于等于0.8Mpa后关闭排气阀(4)，然后开始执行步骤4)；

步骤4)：采用低压大流量模式进行中期预冷

保持输出阀(6)开度不变，逐渐增大预冷流调阀(11)开度，使低温介质管路系统以低压大流量模式开始工作；

所述低压大流量模式需同时满足以下条件：

A、压力传感器(8)检测到预冷排放管路(3)的压力值小于等于0.8Mpa；

B、低温管路(2)的流速大于0.1m/s；

C、温度传感器(9)监测到预冷排放管路(3)的温度持续降低；

步骤5)：第二次模式切换

定义预冷排放管路(3)的温度下降速度等于0.2℃/min时的温度值为预设目标值；

当温度传感器(9)监测到预冷排放管路(3)的温度降低至预设目标值以上20℃～40℃，开始执行步骤6)；

步骤6)：采用低压小流量进行后期预冷

保持输出阀(6)开度不变，逐渐减小预冷流调阀(11)开度，使低温介质管路系统以低压小流量模式开始工作；

所述低压小流量模式需同时满足以下条件：

A、压力传感器(8)检测到预冷排放管路(3)的压力值小于等于0.8Mpa；

B、低温管路(2)的流速小于等于0.1m/s；

C、温度传感器(9)监测到预冷排放管路(3)的温度下降速度持续减小；

直至温度传感器(9)监测到预冷排放管路(3)的温度下降速度小于0.2℃/min，预冷结束，所述被试件连接口(10)连接被测试件进行测试，之后保持预冷流调阀(11)开度不变。

2.根据权利要求1中所述的一种低温介质管路系统的快速预冷方法，其特征在于：所述低温管路(2)和预冷排放管路(3)外表面裹覆有保冷层。

3.根据权利要求1或2所述的一种低温介质管路系统的快速预冷方法，其特征在于：步骤2)、步骤4)和步骤6)中，所述低温管路(2)的流速由计算得出，式中m为质量流量计(7)检测到的低温介质质量流量，ρ为低温介质密度，d为低温管路(2)内径。

4.根据权利要求3所述的一种低温介质管路系统的快速预冷方法，其特征在于：所述低温介质是常压沸点低于-50℃的低温介质。

5.根据权利要求4所述的一种低温介质管路系统的快速预冷方法，其特征在于：步骤5)中，所述预设目标值通过传热学计算或调试方式获得。