[发明专利]一种机械振动隔离的液氦再凝聚低温制冷系统

摘要

本发明属于低温制冷设备技术领域，具体为一种机械振动隔离的液氦再凝聚低温制冷系统。本发明系统包括：闭循环制冷机系统，液氦再凝聚致冷隔振系统和温度反馈控制系统。本发明采用闭循环制冷机系统，在几乎无氦气和液氦消耗的条件下实现低至4.2 K的低温。本发明通过液氦再凝聚致冷隔振系统生成和维持液氦，不但有效隔绝了闭循环制冷机运行时产生的低频振动，还解决了传统闭循环制冷机温度波动大的问题。本发明通过温度反馈控制系统，不但能控制再凝聚产生液氦的液面高度，还能够实现变温调控。本发明适用于需要经高温烘烤的超高真空环境。

主权项

一种机械振动隔离的液氦再凝聚低温制冷系统，其特征在于，包括：闭循环制冷机系统，液氦再凝聚致冷隔振系统和温度反馈控制系统；其中，所述闭循环制冷机系统包括：制冷头、压缩机，以及连接压缩机与制冷头的氦气输送管道；所述液氦再凝聚致冷隔振系统包括：致冷隔振界面、氦气热交换气、再凝聚产生的液氦，以及用于密封氦气和隔离振动的软橡胶；所述温度反馈控制系统由测温元件、加热元件和反馈控温电路组成；所述液氦再凝聚致冷隔振系统中，制冷机的制冷头伸入致冷隔振界面内，制冷头和致冷隔振界面间填充氦气热交换气体作为致冷降温媒质；所述软橡胶连接密封致冷隔振界面的上端和制冷头，其密封氦气交换气的同时能够隔离制冷头的低频机械振动；由于制冷头最低温端的温度低于4.2 K，氦气热交换气在致冷隔振界面内再凝聚形成液氦；所述温度反馈控制系统中，加热元件设置在致冷隔振界面的低温端，测温元件设置在致冷隔振界面上，高度覆盖再凝聚形成的液氦的水平投影面；所述测温元件用于间接测量再凝聚形成液氦的液面高度，反馈控温电路用于控制加热元件的输出功率；通过温度反馈控制系统可以调节液氦液面的高度，避免因液氦液面与制冷头直接接触而引入的振动。