[发明专利]一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，特别涉及一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置。

背景技术

自1991年P.de Rango等人在Nature上报道了在5T强磁场环境下制备的YBCO高温超导材料其晶粒取向和超导性能得到有效提高后(P.de Rango et al.，Nature，349，770(1991))，强磁场在材料科学中的应用受到了广泛的关注。现有的用于强磁场环境下的高温热处理装置基本上都是基于室温孔径超导磁体设计的，如1997年Kazuo Watanabe等人报道了一种用于11T室温孔径超导磁体的高温处理装置并用其处理了YBa₂Cu₃O₇块材样品(Jpn.J.Appl.Phys.，36，L637(1997))，2006年Yanwei Ma等人报道了一种用于15T室温孔径超导磁体的高温热处理装置并用其处理了MgB₂样品(Jpn.J.Appl.Phys.，45，L493(2006))，而用于低温孔径超导磁体的高温处理装置尚未见报道。虽然低温孔径超导磁体能提供更高的磁场环境(目前已能达到22T，英国牛津公司生产)，但由于其磁体口径是浸泡在液氦中的，温度非常低(4.2K)且口径很小(仅几个厘米)，而一般的材料制备是需要在高温下进行的，比如生长单晶一般需要温度在1000度以上，因此要在低温孔径超导磁体提供的强磁场环境下进行材料制备就需要一个绝热性能非常好的高温炉安装在超导磁体中。但由于高温炉温度很高且其本身要占用一定的空间，而低温口径的超导磁体的口径又很小，这就使得对高温炉和液氦之间进行绝热就变得非常困难。

为此，我们提出一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置，能够大大减少绝热装置所占用的空间，从而实现在低温口径超导磁体的强磁场环境中进行高温下的材料制备。

发明内容

本发明的目的：为能够在低温口径超导磁体的强磁场环境中进行高温下的材料制备提供一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置。

本发明实现上述目的的技术方案是：

本发明一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置，包括直径递增的三根管子，由细到粗分别称为甲管、乙管和丙管，其特征是：甲管的一端是密封的，称为甲管封底，其另一端是敞口的，称为甲管顶端，丙管的一端也是密封的，称为丙管封底，所述甲管以封底对封底的方式共轴地插入丙管，但二者的封底并不接触，所述乙管共轴地插入到甲管和丙管之间的间隙中并和丙管封底不接触，形成甲乙管间隙的流阻与乙丙管间隙的流阻串联的结构，在甲管顶端处，甲乙管间隙收口成一个通道口，称为第一通道口，乙丙管间隙收口成另一个通道口，称为第二通道口。

本发明一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置，其特征是：在丙管外再共轴地嵌套两层管子，其较内层的管子称为丁管，而最外层的管子称为戊管，所述丁管没有封底，而戊管有封底，丁管与戊管封底不接触，戊管封底包在所述丙管封底之外，且与之不接触，形成丙丁管间隙的流阻与丁戊管间隙的流阻串联的结构，在甲管顶端处，丙丁管间隙收口成一个通道口，称为第三通道口，丁戊管间隙收口成另一个通道口，称为第四通道口。

本发明一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置，其特征是：在丙管外再嵌套一层管子，称为外管甲，该外管甲有封底，该封底包在所述丙管封底之外，且与之不接触，在所述甲管的顶端处，外管甲与丙管间的间隙收口成一个通道口，称为真空抽口甲。

本发明一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置，其特征是：在戊管外再嵌套一层管子，称为外管乙，该外管乙有封底，该封底包在所述戊管封底之外，且与之不接触，在所述甲管的顶端处，外管乙与戊管间的间隙收口成一个通道口，称为真空抽口乙。

本发明一种多管嵌套夹层流阻串联的窄空间强效冷却装置的结构特点在于：

所述的甲乙管间隙的流阻与乙丙管间隙的流阻是串联的。

所述的甲乙管间隙的截面积与乙丙管间隙的截面积是相等的。

所述的丙丁管间隙的流阻与丁戊管间隙的流阻是串联的。

所述的丙丁管间隙的截面积与丁戊管间隙的截面积是相等的。

所述的管子均为金属管子。