專利名稱：脈沖管致冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及致冷裝置，更具體的說，涉及用于低溫致冷裝置的脈沖管致冷器。
背景技術(shù)：
各種低溫致冷器常用于諸如大型超導(dǎo)磁鐵裝置的低溫冷卻，用于磁共振成像(MRI)，核磁共振(NMR)，用于科學(xué)研究，或者諸如磁力選礦之類的大型工業(yè)設(shè)施。這種低溫致冷裝置或者是鎧裝的冷卻裝置，以降低浸沒在一種液體中，通常是液氦中的磁鐵的發(fā)熱，或者在真空中使用。近來，已經(jīng)可以在市場(chǎng)上買到以上所提到的應(yīng)用場(chǎng)合所需要的致冷功率范圍的脈沖管致冷器(PTR)。現(xiàn)在，已經(jīng)可以考慮在這些設(shè)備中使用低溫致冷裝置。PTR是一種具有不運(yùn)動(dòng)冷卻部件的低溫致冷裝置。這一類低溫致冷裝置與其它市售的可替換的裝置，例如，與Gifford McMahon(GM)，GM/Joule Thompson(JT)或者斯特林循環(huán)低溫致冷器相比，具有運(yùn)行費(fèi)用低，并且振動(dòng)特性大大降低的潛力。
當(dāng)任何類型的低溫致冷裝置用來冷卻以上提到的應(yīng)用場(chǎng)合中的大型超導(dǎo)磁鐵裝置時(shí)，它必須是非常地可靠，并且在維修時(shí)使設(shè)施停頓或工作過程中斷的時(shí)間最少。影響所有低溫致冷裝置的長(zhǎng)期可靠性的一個(gè)因素是工作致冷流體的純度，在這種情況下，就是氦氣的純度。在低溫致冷裝置的維修工作過程中，必須把它打開，更換合用的部件，并且不能有任何污染氣體，包括空氣，侵入該裝置內(nèi)部。在理想的狀態(tài)下，PTR應(yīng)該在低溫下與低溫致冷裝置的各冷卻站一起運(yùn)行。因此，如果在維修工作過程中包容這些冷卻站的部件向空氣敞開，那么空氣和其它污染物將被低溫泵帶入，并被密閉在機(jī)器內(nèi)部的各冷卻站中。在正常情況下，如果不把冷卻的部件加熱到室溫，并用氦氣把空氣從設(shè)備中清除出去，將使PTR無法運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，一種脈沖管致冷器包括一個(gè)裝有冷卻部件的固定壓力外殼，和一個(gè)裝有可維修部件的可運(yùn)動(dòng)壓力外殼；其特征在于，上述固定壓力外殼和可運(yùn)動(dòng)壓力外殼通過一個(gè)聯(lián)結(jié)構(gòu)件連接在一起；在冷卻工作過程中，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件是這樣工作的，即，使得致冷劑流體在上述固定外殼與可運(yùn)動(dòng)外殼之間流動(dòng)；在維修工作過程中，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件是這樣工作的，即，它切斷致冷劑流體在上述固定和可運(yùn)動(dòng)外殼之間的流動(dòng)，以便截住固定外殼中的致冷劑，并能通向可運(yùn)動(dòng)外殼中的零件，以便進(jìn)行維修；在維修工作完成之后，把基本上純凈的致冷劑流體泵入上述可運(yùn)動(dòng)外殼內(nèi)；將上述固定和可運(yùn)動(dòng)的外殼重新連接，并且聯(lián)結(jié)構(gòu)件能使得致冷劑流體重新在這兩個(gè)外殼之間流動(dòng)。
本發(fā)明能讓裝有脈沖管致冷器的低溫致冷裝置在打開并進(jìn)行維修時(shí)，不讓污染氣體進(jìn)入該裝置的冷卻部件內(nèi)。上述冷卻部件仍保持深冷的低溫，不會(huì)因?yàn)橹吕鋭┝黧w純度的降低而影響該裝置的特性。
上述可運(yùn)動(dòng)外殼可以直接連接在固定外殼上，并且上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件在他們之間有一個(gè)密封件。不過，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件最好包括一個(gè)夾緊部分和一個(gè)密封件。
這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，上述夾緊部分就可以被允許運(yùn)動(dòng)到離開上述固定外殼的距離足夠的遠(yuǎn)，以便能讓上述密封件能正確地定位，截?cái)嗔黧w的流動(dòng)，使得在完全密封住上述冷卻部件之前，不打開要維修的部件。
通常，上述密封件是一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤。
如果上述盤能像蓋子那樣密封住流動(dòng)通道，則那些孔的尺寸就不受限制，但是，最好上述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)置的那些孔的尺寸基本上與在固定外殼和可運(yùn)動(dòng)外殼之間的流動(dòng)通道的橫斷面相同。
通常，上述夾緊部分上設(shè)有能限制上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件離開上述固定外殼的距離的夾緊裝置。
這樣就減少了污染氣體進(jìn)入上述冷卻部件的可能性。
通常，要把上述可運(yùn)動(dòng)的外殼從上述夾緊部分上拆卸下來，以便能有維修工作的入口。
下面，參照
按照本發(fā)明的脈沖管致冷器的一個(gè)實(shí)施例。附圖中圖1表示了一臺(tái)按照本發(fā)明的脈沖管致冷器。
具體實(shí)施例方式
一臺(tái)脈沖管致冷器(PTR)包括裝入一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼2內(nèi)的需要維修的若干零件，和裝入一個(gè)固定壓力外殼3內(nèi)的若干冷卻部件。上述固定的和可運(yùn)動(dòng)的外殼聯(lián)結(jié)在一起，并在兩者之間設(shè)有一個(gè)密封件。這個(gè)密封件在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將被打開，而在維修時(shí)被關(guān)閉。在本實(shí)施例中，上述密封件是由一個(gè)位于上述可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼與固定的壓力外殼之間的，可旋轉(zhuǎn)的盤形成的。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)盤處于使這個(gè)盤上的孔與上述冷卻部件與要維修的部件之間的流動(dòng)通道對(duì)準(zhǔn)的位置上，所以，所有的通道對(duì)于PTR的運(yùn)轉(zhuǎn)來說，基本上對(duì)于致冷劑流體都是暢通的。出入口的密封是在上述盤1的各端部，或者用一個(gè)柔性的密封墊4來完成，或者在每一條流動(dòng)通道上用一系列O形密封圈(圖中未示出)來完成。
當(dāng)需要對(duì)可運(yùn)動(dòng)壓力外殼2中的零件進(jìn)行維修時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)盤1封閉固定壓力外殼3中的冷卻零件，直到把流動(dòng)通道堵塞。為了使盤1能夠旋轉(zhuǎn)，上述PTR必須停機(jī)，并斷開供應(yīng)致冷劑的連接件5、6的連接。這些連接件都是自密封的，不會(huì)讓任何空氣中的污染氣體進(jìn)入。一個(gè)夾緊件7把上述旋轉(zhuǎn)盤夾緊在上述固定外殼與運(yùn)動(dòng)外殼之間。為了能讓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，要在一個(gè)可控制的程序下，把固定上述夾緊件7的螺釘10拆卸下來。拆掉了螺釘10，就松開了作為一個(gè)整體的夾緊件7和可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼2，并且能使其運(yùn)動(dòng)，離開固定壓力外殼3。這種運(yùn)動(dòng)是由內(nèi)部壓力的作用所造成的。致冷劑流體借助于上述旋轉(zhuǎn)盤上的O形密封圈8、9而留在裝置內(nèi)。用于限制上述夾緊件7和可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼2運(yùn)動(dòng)的肩部螺釘11，防止了這些部件完全敞開。
然后，通過驅(qū)動(dòng)輪子驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13上的一根蝸桿12，轉(zhuǎn)動(dòng)上述可旋轉(zhuǎn)的盤1。蝸桿12安裝在夾緊件7上。旋轉(zhuǎn)盤1的運(yùn)動(dòng)受到一個(gè)剛性機(jī)械擋塊的限制。在圖1中有一根銷子14，它被擋住在一條加工出來的凹槽15的端部。在流過上述旋轉(zhuǎn)盤1這個(gè)問題上，一個(gè)位置是為打開用的，而另一個(gè)位置是為關(guān)閉或密封用的。密封PTR的各部件是通過更換上述螺釘10來完成的，結(jié)果，上述固定壓力外殼3完全與可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼2密封隔離。這樣，在螺栓16處打開外殼，就能安全地對(duì)可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼的可維修的部件進(jìn)行維修。一當(dāng)更換了可維修的部件，就重新把螺栓16緊固在可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼2上。把占據(jù)在可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼2中致冷劑氣體泵出來，更換成純凈的致冷劑氣體，這樣就把所有的空氣和污染氣體從可運(yùn)動(dòng)的壓力外殼2中驅(qū)逐出去了。然后，把固定外殼與可運(yùn)動(dòng)的外殼重新聯(lián)結(jié)起來，并用與上述步驟相反的步驟，將旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)回到原來位置，讓流體能夠流動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種脈沖管致冷器，包括裝有冷卻部件的固定壓力外殼，和裝有可維修部件的可運(yùn)動(dòng)壓力外殼；其特征在于，上述固定壓力外殼和可運(yùn)動(dòng)壓力外殼通過聯(lián)結(jié)構(gòu)件連接在一起；在冷卻工作過程中，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件是這樣工作的，即，使得致冷劑流體在上述固定外殼與可運(yùn)動(dòng)外殼之間流動(dòng)；在維修工作過程中，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件是這樣工作的，即，它切斷致冷劑流體在上述固定和可運(yùn)動(dòng)外殼之間的流動(dòng)，以便截住固定外殼中的致冷劑，并能通向可運(yùn)動(dòng)外殼中的零件，以便進(jìn)行維修；在維修工作完成之后，把基本上純凈的致冷劑流體泵入上述可運(yùn)動(dòng)外殼內(nèi)；將上述固定和可運(yùn)動(dòng)的外殼重新連接，并且聯(lián)結(jié)構(gòu)件能使得致冷劑流體在這兩個(gè)外殼之間流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖管致冷器，其特征在于，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件包括夾緊部分和密封件。
3.如權(quán)利要求2所述的脈沖管致冷器，其特征在于，上述密封件包括旋轉(zhuǎn)盤。
4.如權(quán)利要求3所述的脈沖管致冷器，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)有若干孔，這些孔的橫斷面基本上與在固定外殼和可運(yùn)動(dòng)外殼之間的流動(dòng)通道的橫斷面相同。
5.如權(quán)利要求2所述的脈沖管致冷器，其特征在于，上述夾緊部分上設(shè)有能限制上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件離開上述固定外殼的距離的夾緊裝置。
6.如以上任何一個(gè)權(quán)利要求中所述的脈沖管致冷器，其特征在于，當(dāng)需要維修時(shí)，可以把上述可運(yùn)動(dòng)的外殼從上述夾緊部分上拆卸下來。
全文摘要
一種脈沖管致冷器，它包括一個(gè)裝有冷卻部件的固定壓力外殼(3)，和一個(gè)裝有可維修部件的可運(yùn)動(dòng)壓力外殼(2)。上述固定壓力外殼(3)和可運(yùn)動(dòng)壓力外殼(2)通過一個(gè)聯(lián)結(jié)構(gòu)件(1)連接在一起。在冷卻工作過程中，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件(1)是這樣工作的，即，使得致冷劑流體在上述固定外殼與可運(yùn)動(dòng)外殼之間流動(dòng)。在維修工作過程中，上述聯(lián)結(jié)構(gòu)件是這樣工作的，即，它切斷致冷劑流體在上述固定和可運(yùn)動(dòng)外殼之間的流動(dòng)，以便截住固定外殼中的致冷劑，并能通向可運(yùn)動(dòng)外殼中的零件，以便進(jìn)行維修。在維修工作完成之后，把基本上純凈的致冷劑流體泵入上述可運(yùn)動(dòng)外殼(2)內(nèi)；將上述固定和可運(yùn)動(dòng)的外殼重新連接，并且聯(lián)結(jié)構(gòu)件(1)能使得致冷劑流體重新在這兩個(gè)外殼之間流動(dòng)。
文檔編號(hào)F25B9/00GK1427228SQ0215603
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者D·M·克勞利, P·D·丹尼爾斯, R·A·赫倫 申請(qǐng)人:牛津磁體技術(shù)有限公司