[发明专利]一种可替代低温循环泵的常温压缩机系统及方法

权利要求书

1.一种可替代低温循环泵的常温压缩机系统，其特征在于：该系统从外到内分为三层：常温层、300K真空容器(13)层、60K防辐射冷屏(14)层；一个或多个GM制冷机从上至下贯穿常温层、300K真空容器(13)层、60K防辐射冷屏(14)层、对布设在60K防辐射冷屏(14)层的多级冷头换热器进行降温；所述常温层设有常温循环压缩机(1)、储气罐(2)、以及多个流量调节阀；所述300K真空容器(13)层设有一个300K回热器(8)；所述60K防辐射冷屏(14)层设有多级冷头换热器、一个以上60K回热器(10)、以及30K超导线圈(12)，该多级冷头换热器分别与一个或多个GM制冷机相连接、实现GM制冷机对多级冷头换热器的一级降温或多级降温；所述30K超导线圈(12)的入口连接末级冷头换热器、出口连接末级60K回热器(10)；所述一个300K回热器(8)和一个以上60K回热器(10)分别设有进气入口、进气出口、回气入口、回气出口，它们通过300K回热器(8)的进气入口、进气出口、以及一个以上60K回热器(10)的进气入口、进气出口实现逐步降温，再通过300K回热器(8)的回气入口、回气出口、以及一个以上60K回热器(10)的回气入口、回气出口实现逐步升温，当从常温降温到低温30K时，该系统实现了常温压缩机替代低温循环泵的功能，当从低温30K升温到常温状态时，该系统将低温循环泵的功能恢复为常温压缩机的功能。

2.根据权利要求1所述一种可替代低温循环泵的常温压缩机系统，其特征在于：所述多级冷头换热器包括一级冷头换热器(9)、二级冷头换热器(11)，所述多个GM制冷机包括GM制冷机(7-1)、GM制冷机(7-2)，所述一个以上60K回热器包括一个60K回热器(10)。

3.根据权利要求2所述一种可替代低温循环泵的常温压缩机系统，其特征在于：所述300K回热器(8)其进气入口与常温循环压缩机(1)相连接，其进气出口与所述一级冷头换热器(9)相连接；所述30K超导线圈(12)的入口连接末级冷头换热器、该末级冷头换热器为所述二级冷头换热器(11)；所述30K超导线圈(12)的出口连接末级60K回热器(10)，该末级60K回热器为60K回热器(10)。

4.根据权利要求1所述一种可替代低温循环泵的常温压缩机系统，其特征在于：所述300K回热器(8)和一个以上的60K回热器(10)的进气入口到进气出口、回气入口到回气出口的距离足够长，使得进气入口的温度不会影响进气出口的温度；回气入口的温度不会影响回气出口的温度。

5.一种基于权利要求1-4任一一项所述一种可替代低温循环泵的常温压缩机的常温压缩机替代低温循环泵的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、开启GM制冷机一(7-1)、GM制冷机二(7-2)，此系统开始降温；

步骤二、开启常温循环压缩机(1)，系统内部的氦气对30K超导线圈(12)进行循环降温，氦气循环流程如下：

1)高纯氦气经过常温循环压缩机(1)压缩后，经过流量调节阀(5)进入300K真空容器(13)；

2)在300K回热器(8)中高压氦气被低压预冷，然后进入一级冷头换热器(9)冷却到一级冷头换热器(9)温度；

3)再经过60K回热器(10)预冷，进入到二级冷头换热器(11)继续降温到二级冷头换热器(11)的温度；

4)氦气经过30K超导线圈(12)冷却高温超导线圈；

5)氦气经过超导超导线圈(12)后进入回热器(10)和回热器(8)后温度回到常温；

6)再次进入常温循环压缩机(1)完成下一轮的循环；

7)随着系统温度的降低，缓冲罐(2)的氦气通过补气阀(4)进入系统；

8)若系统复温或者磁体失超，系统内多余的氦气通过阀(3)回到缓冲罐(2)。