[发明专利]一种免液氦低温系统的1.5K超低温实现系统及方法

权利要求书

1.一种免液氦低温系统的1.5K超低温实现系统，其特征在于：该系统包括通过低温恒温器顶法兰（3）连接在一起的制冷机（1）和低温恒温器筒体（4）以及制冷流量控制器（12）、缓冲罐（13）和循环泵（14）；所述低温恒温器筒体（4）内设有一级冷屏组件，该一级冷屏组件与所述制冷机（1）的一级冷头相连；所述一级冷屏组件上设有吸附冷阱（2），该一级冷屏组件内设有二级冷屏组件；所述吸附冷阱（2）的进口Ⅰ通过管线Ⅰ与制冷流量控制器（12）的出口Ⅰ连接，该制冷流量控制器（12）的进口Ⅱ通过管线Ⅱ分别连有所述缓冲罐（13）、管线Ⅲ；所述缓冲罐（13）的一侧连有管线Ⅳ，该管线Ⅳ分别与外部氦气源的补气管线和循环气管线相接；所述二级冷屏组件内设有连接在一起的回热换热器（9）和氦池（11），该二级冷屏组件与所述制冷机（1）的二级冷头相连；所述回热换热器（9）的热流体侧的进口Ⅲ通过软管与所述吸附冷阱（2）的出口Ⅱ相连，热流体侧的出口Ⅲ通过管线Ⅴ经节流阀（10）与所述氦池（11）的进口Ⅳ相连；所述氦池（11）的出口Ⅳ通过管线Ⅵ与所述回热换热器（9）的冷流体侧的进口Ⅴ相连，该回热换热器（9）的冷流体侧的出口Ⅴ连有管线Ⅶ；所述管线Ⅶ分别与所述管线Ⅲ、所述循环泵（14）相连，该循环泵（14）分别与所述循环气管线、旁路管线相连；所述旁路管线与所述管线Ⅲ相接；所述循环气管线连有排气管线；所述一级冷屏组件由一级冷屏筒体（6）和一级冷屏顶法兰（5）连接而成，该一级冷屏顶法兰（5）与所述制冷机（1）的一级冷头相连；所述一级冷屏顶法兰（5）上设有所述吸附冷阱（2）；所述二级冷屏组件由二级冷屏顶法兰（7）和置于所述一级冷屏筒体（6）内的二级冷屏筒体（8）连接而成，该二级冷屏顶法兰（7）与所述制冷机（1）的二级冷头相连；所述管线Ⅱ上设有气动阀Ⅰ（15），该管线Ⅱ与所述旁路管线之间的所述管线Ⅲ上设有气动阀Ⅱ（16）；所述补气管线上设有补气阀（17）；所述循环气管线上设有循环气动阀（18）；所述管线Ⅶ上设有手动阀（19）；所述旁路管线上设有旁通阀（20）；所述排气管线上设有排气阀（21）。

2.一种权利要求1所述的免液氦低温系统的1.5K超低温实现方法，包括以下步骤：

⑴系统抽空过程：

关闭循环泵（14）的旁通阀（20）和循环气动阀（18）以及补气阀（17），完全打开节流阀（10）、手动阀（19）、气动阀Ⅰ（15）、气动阀Ⅱ（16）、制冷流量控制器（12）、排气阀（21），开启所述循环泵（14）对系统管路抽真空至＜10Pa；

⑵管道流洗置换过程：

将氦气源与补气管线相接，关闭所述排气阀（21）和所述循环泵（14），完全打开所述旁通阀（20）、所述循环气动阀（18）、所述补气阀（17）对系统进行充气；充气完成后按照所述步骤⑴进行抽空，如此充气抽空反复三次，即完成管道流洗置换过程；

⑶管道充气过程：

打开氦气源和所述补气阀（17），关闭所述排气阀（21）和所述循环泵（14），并完全打开所述旁通阀（20）、所述循环气动阀（18）、所述节流阀（10）、所述手动阀（19）、所述气动阀Ⅰ（15）、所述气动阀Ⅱ（16），对系统进行充气，观察缓冲罐（13）压力读数到工作压力后，即完成充气过程；

⑷系统降温、回温：

开启制冷机（1），并打开所述手动阀（19）、所述循环气动阀（18）、所述气动阀Ⅰ（15）和所述循环泵（14），调节所述制冷流量控制器（12）至设计流量，进行气体循环降温，直至1.5K温区；然后进行材料物性的测试，测试完成后，关闭所述制冷机（1）、所述循环泵（14），打开所述旁通阀（20），进行系统回温即可。