CN103017395B - 一种工作在1-2k的复合型多级脉管制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种1-2K复合型多级脉管制冷机，包括使用氦-4工质的预冷级低频脉管制冷机和使用氦-3工质的低温级高频脉管制冷机，本发明通过高频脉管制冷机和低频脉管制冷机的耦合，可以在使用较少氦-3的条件下获得1-2K的制冷温度。与传统的使用氦-3为工质的两级低频脉管制冷机相比，本发明可以显著的减少氦-3气体的用量，具有成本低，获得方便的优点，同时保留了脉管制冷机结构紧凑、寿命长和可靠性高的优点。

Description

一种工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机

技术领域

本发明涉及一种复合型多级脉管制冷机，尤其涉及一种同时使用氦-4和氦-3为工质的工作在1-2K温区的高低频复合型多级脉管制冷机。

背景技术

低温制冷技术在基础科学研究、低温物理、工业应用、医学生物、国防军事以及空间探测等领域有着广泛而不可替代的应用，与低温相关的科学领域目前已成为核心或高科技的代表，如欧洲强子对撞机等大型科学装置。按照国际约定，低温制冷技术涵盖120K以下的温度区域，当前整个低温温区的制冷方式相对成熟，1K及以上温区可采用超流氦、液氦或其他低温液体杜瓦技术和机械式制冷技术获得，而1K以下则有绝热去磁制冷和稀释制冷等技术。

在低温温区内，1-2K是一个非常关键和特殊的温区，一方面有大量的探测器(如锗掺镓探测器)和超导设备工作在该温区，另一方面更低的mK级温区的高效获得必须在该温区被预先冷却。当前获得1-2K温区的制冷方式主要有超流氦抽空技术和机械式制冷技术。

超流氦抽空技术需要大量的液氦，为保证系统的高效绝热，系统结构设计异常复杂，同时为保证氦气的高效利用，需要配备复杂的氦气回收纯化系统，这些均导致超流氦抽空技术成本高，系统结构复杂且可靠性低。

机械式制冷技术采用闭式制冷循环实现制冷效应，制冷工质(低温一般为氦气)在封闭系统内循环流动，具有氦气用量少，结构紧凑，寿命长和可靠性高等优点。由于全球最大的氦气出口国美国将氦气作为战略物资进行出口限制，当前全球液氦供应日趋紧张，且成本日增，所以机械式制冷方式得到了快速发展和广泛应用。

机械式制冷技术主要有回热式制冷技术和间壁式制冷技术，其中回热式制冷技术由于采用了填充有高体积比热容回热填料的高效回热器，具有结构紧凑效率高等优点，在低温物理、军事国防、航空航天等领域得到了广泛的应用。脉管制冷机，GM制冷机和斯特林制冷机是三种典型的回热式制冷机，其中脉管制冷机在冷端没有运动部件，具有潜在的高可靠性，而据现有公开文献资料显示，当前回热式制冷技术中只有以氦-3为工质的低频脉管制冷机获得1-2K的制冷温度，但是其需要大量的氦-3，蒋宁等(Jiang N,et al.Cryogenics,2004,44:809.)采用两级低频脉管制冷机获得了1.27K的最低制冷温度，但共使用标准状态下的氦-3228升。

氦-3是氦气同位素中的一种，其在自然界中的含量极少，正常的氦气中仅含体积分数为1.3×10^-6％的氦-3，是一种稀有昂贵的气体，同时加之氦-3的主要出口国美国出台了限制氦气出口的相关政策，导致近年来氦-3的价格飙升，氦-3从2007年的约200美元/标升，涨至2009年的2000美元/标升，当前氦-3的价格约为10000美元/标升，价格昂贵的同时来源不易获得。Science杂志2009年发表题为“氦-3短缺使低温相关研究雪上加霜”(Helium-3Shortage Could Put Freeze On Low-Temperature Research，A.Cho.Science,2009,Vol.306:778-779.)的评论文章，文章分析了当前氦-3供应紧张会给低温物理等领域带来显著而严重的影响，基于上述分析可知，发掘新型的不使用氦-3或者尽量少使用氦-3的1-2K温区制冷技术对推进低温相关科学研究的快速发展，减轻氦-3短缺对全球相关领域的影响至关重要，所以急需新型的且具有较高可行性的1-2K温区制冷技术。

发明内容

本发明提供了一种工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，通过不同制冷方式的耦合可以在使用非常少量氦-3的前提下获得1-2K的制冷温度，同时结构紧凑，可靠性高。

脉管制冷机的相关理论指出提高运行频率可以显著减小制冷系统的体积，所以提高运行频率可以显著减少氦-3的用量，但是由于频率提高使回热器中的气体和填料之间的换热变得不充分，引起回热器效率急剧下降，导致高频脉管在低温温区的效率极低且无法获得1-2K的制冷温度，当前高频脉管制冷机采用氦-3工质的最低制冷温度仅为3K，为获得1-2K的制冷温度，高频脉管制冷机需要更多的级数和更低的预冷温度(<10K)，更低预冷温度难以获得的同时制冷机系统也会变得异常复杂，若将高频脉管制冷机与可在较低温度(<10K)提供较大预冷量的低频脉管制冷机耦合起来，将成为一种新型的可获得1-2K制冷温区的复合型脉管制冷机，由于低频脉管制冷机可以采用氦-4为制冷工质，所以这种复合型脉管制冷机只需在具有较小体积的高频脉管制冷机部分采用氦-3，即采用少量的氦-3气体便可以获得1-2K的制冷温度。

本发明提出的1-2K复合型多级脉管制冷机中，预冷级低频脉管制冷机采用传统的氦-4为工质，可在4K及4K以上温区提供较大的预冷量，而在高频脉管制冷机部分采用氦-3为工质，如前所述，由于该部分运行频率较高，结构非常紧凑，与低频脉管制冷机相比，其所需的氦-3将小于10标升，从而可以实现使用少量氦-3便可获得1-2K温区的目标；由于预冷级的预冷量足够大，可使低温惯性管和气库冷却至较低的温度从而获得更大的调相角度，进而为高频脉管制冷机提供更优的相角(质量流和压力之间的相角)；为增大高频脉管制冷机的冷端压比，可在高频脉管制冷机不同温度段的回热器之间布置可以增大压比的声压放大器；为减小氦-3的用量，可以选择单纯使用低温惯性管作为调相方式，最终使整机高效地获得1-2K的制冷温度。

基于上述分析和讨论，本发明提供几种预冷型技术方案，下述几种复合型多级脉管制冷机结构均能在使用较少氦-3工质的前提下高效获得1-2K的制冷温度。

第一种方案为本发明的基本方案，具体如下：

一种工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，包括以氦-4为工质的预冷级低频脉管制冷机单元和以氦-3为工质的低温级高频脉管制冷机单元，所述预冷级低频脉管制冷机单元为两级低频脉管制冷机；所述的低温级高频脉管制冷机单元包括低温级压缩机、以及与低温级压缩机出口依次连通的低温级回热器热端换热器、低温级第一预冷段回热器、低温级第一预冷段回热器冷端换热器、低温级第二预冷段回热器、低温级第二预冷段回热器冷端换热器、第二级声压放大器、低温级低温段回热器、低温级冷端换热器、低温级脉管、低温级脉管热端换热器和低温级调相部件；所述预冷级低频脉管制冷机单元和低温级高频脉管制冷机单元之间通过连接在预冷级低频脉管制冷机单元的第一级冷端换热器、预冷级低频脉管制冷机单元的第二级预冷段回热器冷端换热器以及低温级第一预冷段回热器冷端换热器之间的第一级热桥进行一次热耦合；通过连接在预冷级低频脉管制冷机单元的第二级冷端换热器以及低温级第二预冷段回热器冷端换热器的第二级热桥进行二次热耦合；所述第二级声压放大器为长颈管，长颈管的长度为其所处温度和压力下氦-3气体对应波长的1/4，且第二级声压放大器同时与第二级热桥连接。

为降低氦-3的使用成本，作为一种优选的技术方案：所述低温级调相部件可选择惯性管，且所述低温级脉管热端换热器和惯性管同时与第二级热桥相连。低温级调相部件选择惯性管，与选用其他调相部件相比，进一步降低了氦-3的用量。

为进一步提高系统制冷性能，作为第二种优选的技术方案：所述低温级调相部件为惯性管以及与惯性管连通的气库，且低温级脉管热端换热器、惯性管和气库同时与第二级热桥连通。

为进一步增大低温级高频脉管制冷机单元的冷端压比，进而使低温级高频脉管制冷单元高效的获得1-2K的制冷温度，作为对第一种技术方案的优选，所述低温级高频脉管制冷机单元内低温级第一预冷段回热器冷端换热器和低温级第二预冷段回热器之间通过第一级声压放大器相互连通，第一级声压放大器为长颈管，该长颈管的长度为其所在温度和压力下氦-3波长1/4。作为对该技术方案的优化，所述低温级调相部件为惯性管，且所述低温级脉管热端换热器和惯性管同时与第二级热桥相连。或者，为提高系统性能，所述低温级调相部件为惯性管以及与惯性管连通的气库，且低温级脉管热端换热器、惯性管和气库同时与第二级热桥连通。

所述预冷级低频脉管制冷机单元可选择气耦合或热耦合的两级低频脉管制冷机。选择气耦合的两级低频脉管制冷机时，制冷机整体结构较为紧凑，占用空间相对较小；选用热耦合的两级低频脉管制冷机时，制冷机参数控制方便，便于实现运行参数的最优化。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

与现有的采用氦-3作为工质的1-2K两级低频脉管制冷机相比，本发明提出的复合型多级脉管制冷机结构采用工质为氦-4的两级低频脉管制冷机预冷一台工质为氦-3的单级高频脉管制冷机，由于频率的提高可以显著的减小脉管制冷机冷头和压缩机的体积，所以本结构可以显著的减少氦-3的用量，据初步估算，本发明提出的复合型结构获得1-2K制冷温度所需的氦-3在标准状态下的体积小于10升，远小于本说明书背景技术部分体积的228升，所以本发明提出的结构具有成本低、易于获得等优点的同时，也保持了脉管制冷机结构紧凑、寿命长和可靠性高等优点，是一种具有巨大潜在应用前景的新型1-2K温区机械式制冷结构。

附图说明

图1为本发明的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机的一种实施方式的结构示意图。

图2为本发明的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机的另一种实施方式的结构示意图。

图3为本发明的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机的第三种实施方式的结构示意图。

图4为本发明的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机的第四种实施方式的结构示意图。

上述附图中：

C1为第一级压缩机、AC1为第一级级后冷却器、LV1为第一级压缩机低压控制阀、HV1为第一级压缩机高压控制阀、RG1为第一级回热器、HX2为第一级冷端换热器、PT1为第一级脉管、HX3为第一级脉管热端换热器、DO1为第一级双向进气阀、O1为第一级小孔阀、R1为第一级气、C2为第二级压缩机、AC2为第二级级后冷却器、LV2为第二级压缩机低压控制阀、HV2为第二级压缩机高压控制阀、RG21为第二级预冷段回热器、HX5为第二级预冷段回热器冷端换热器、RG22为第二级低温段回热器、HX6为第二级冷端换热器、PT2为第二级脉管、HX7为第二级脉管热端换热器、DO2为第二级双向进气阀、O2为第二级小孔阀和R2为第二级气库、C3为低温级压缩机、HX8为低温级回热器热端换热器、RG31为低温级第一预冷段回热器、HX9为低温级第一预冷段回热器冷端换热器、RG32为低温级第二预冷段回热器、HX10为低温级第二预冷段回热器冷端换热器、PA2为第二级声压放大器、RG33为低温级低温段回热器、HX11为低温级冷端换热器、PT3为低温级脉管、HX12为低温级脉管热端换热器、I3为低温级惯性管、TB1为第一级热桥、TB2为第二级热桥、R3为低温级气库。

具体实施方式

实施例1:

如图1所示，一种工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，包括：预冷级第一级低频脉管制冷机、预冷级第二级低频脉管制冷机、第一级热桥TB1、第二级热桥TB2和低温级高频低温脉管制冷机，预冷级第一级低频脉管制冷机和预冷级第二级低频脉管制冷机组成预冷级低频脉管制冷机单元，通过第一级热桥TB1和第二级热桥TB2为低温级高频低温脉管制冷机提供预冷。

其中预冷级第一级低频脉管制冷机由第一级压缩机C1、第一级级后冷却器AC1、第一级压缩机低压控制阀LV1、第一级压缩机高压控制阀HV1、第一级回热器RG1、第一级冷端换热器HX2、第一级脉管PT1、第一级脉管热端换热器HX3、第一级双向进气阀DO1、第一级小孔阀O1、第一级气库R1组成。预冷级第二级低频脉管制冷机由第二级压缩机C2、第二级级后冷却器AC2、第二级压缩机低压控制阀LV2、第二级压缩机高压控制阀HV2、第二级预冷段回热器RG21、第二级预冷段回热器冷端换热器HX5、第二级低温段回热器RG22、第二级冷端换热器HX6、第二级脉管PT2、第二级脉管热端换热器HX7、第二级双向进气阀DO2、第二级小孔阀O2和第二级气库R2组成。低温级高频低温脉管制冷机包括低温级压缩机C3、低温级回热器热端换热器HX8、低温级第一预冷段回热器RG31、低温级第一预冷段回热器冷端换热器HX9、低温级第二预冷段回热器RG32、低温级第二预冷段回热器冷端换热器HX10、第二级声压放大器PA2、低温级低温段回热器RG33、低温级冷端换热器HX11、低温级脉管PT3、低温级脉管热端换热器HX12和低温级惯性管I3。

上述各部件的连接关系如下：

第一级压缩机C1、第一级级后冷却器AC1、第一级压缩机高压控制阀HV1和第一级压缩机低压控制阀LV1依次串连形成第一级低频压缩机组的循环回路；第一级回热器RG1的入口与第一级压缩机高压控制阀HV1和第一级压缩机低压控制阀LV1之间的管路连通；第一级回热器RG1的出口通过管路依次与第一级冷端换热器HX2、第一级脉管PT1、第一级脉管热端换热器HX3、第一级小孔阀O1以及第一级气库R1进口连通；第一级双向进气阀DO1一端与第一级回热器RG1与第一级低频压缩机组之间的管路连通，第一级双向进气阀DO1另一端与第一级小孔阀O1与第一级脉管热端换热器HX3之间的管路连通。

第二级压缩机C2、第二级级后冷却器AC2、第二级压缩机高压控制阀HV2和第二级压缩机低压控制阀LV2依次连通形成第二级低频压缩机组的循环回路；第二级预冷段回热器RG21的入口与第二级压缩机高压控制阀HV2和第二级压缩机低压控制阀LV2之间的管路连通；第二级预冷段回热器RG21的出口通过管路依次与第二级预冷段回热器冷端换热器HX5、第二级低温段回热器RG22、第二级冷端换热器HX6、第二级脉管PT2、第二级脉管热端换热器HX7、第二级小孔阀O2和第二级气库R2连通；第二级双向进气阀DO2一端与第二级低频压缩机组与第二级预冷段回热器RG21之间的管路连通，第二级双向进气阀DO2的另一端与第二级小孔阀O2与第二级脉管热端换热器HX7之间的管路连通；

低温级压缩机C3的出口通过管路依次与低温级回热器热端换热器HX8、低温级第一预冷段回热器RG31、低温级第一预冷段回热器冷端换热器HX9、低温级第二预冷段回热器RG32、低温级第二预冷段回热器冷端换热器HX10、第二级声压放大器PA2、低温级低温段回热器RG33、低温级冷端换热器HX11、低温级脉管PT3、低温级脉管热端换热器HX12、低温级惯性管I3连通。

第一级冷端换热器HX2、第二级预冷段回热器冷端换热器HX5以及低温级第一预冷段回热器冷端换热器HX9分别与第一级热桥TB1连接，第二级预冷脉管制冷机单元的第二级冷端换热器HX6、低温级第二预冷段回热器冷端换热器HX10、低温级脉管热端换热器HX12和低温级惯性管I3分别与第二级热桥TB2连接。

本实施方式的1-2K复合型脉管制冷机的运行过程为：

初始阶段，第一级压缩机低压调节阀LV1、第一级压缩机高压调节阀HV1均处于关闭状态，气体经过第一级压缩机C1压缩后变成高温高压气体，高温高压气体流经第一级级后冷却器AC1后冷却至室温，当气体压力高于设定值时，第一级压缩机高压调节阀HV1开启，高压室温气体从第一级压缩机高压阀HV1处流出并分成两股，一股通过第一级回热器RG1并与其中的填料进行换热温度降低进入后续相关部件中，另一股通过第一级双向进气阀DO1进入后续的相关部件中，使整个系统均处于高压状态，然后第一级压缩机高压调节阀HV1关闭，第一级压缩机低压调节阀LV1开启，气体从第一级气库R1经第一级小孔阀O1分成两股，一股从第一级双向进气阀DO1通过第一级压缩机低压调节阀LV1回到第一级压缩机C1，另一股经过第一级脉管PT1、第一级回热器RG1最终通过第一级压缩机低压调节阀LV1回到第一级压缩机C1，由此完成一个循环，在循环过程中，进出第一级冷端换热器HX2的气体存在温差，由此产生制冷效应，第一级冷量通过第一级热桥TB1从第一级冷端换热器HX2中取出用以预冷进入第二级预冷低频脉管制冷机低温段回热器RG22和低温级高频脉管制冷机第二预冷段回热器RG32的气体。

初始阶段，第二级压缩机低压调节阀LV2、第二级压缩机高压调节阀HV2均处于关闭状态，气体经过第二级压缩机C2压缩后变成高温高压气体，高温高压气体流经第二级级后冷却器AC2后冷却至室温，当气体压力高于设定值时，第二级压缩机高压调节阀HV2开启，高压室温气体从第二级压缩机高压阀HV2处流出并分成两股，一股通过第二级预冷段回热器RG21并在其冷端被与第二级热桥TB连接的第二级预冷段回热器冷端换热器HX5冷却至第一级的制冷温度，然后进入后续相关部件中，另一股通过第二级双向进气阀DO2进入后续的相关部件中，使整个系统均处于高压状态，然后第二级压缩机高压调节阀HV2关闭，第二级压缩机低压调节阀LV2开启，气体从第二级气库R2经第二级小孔阀O2分成两股，一股从第二级双向进气阀DO2通过第二级压缩机低压调节阀LV2回到第二级压缩机C2，另一股经过第二级脉管PT2、第二级低温段回热器RG22、第二级预冷段回热器RG21最终通过第二级压缩机低压调节阀LV2回到第二级压缩机C2，由此完成一个循环，在循环过程中，进出第二级冷端换热器HX6的气体存在温差，由此产生制冷效应。第二级冷量通过第二级热桥TB2从第二级冷端换热器HX6中取出用以预冷进入低温级高频脉管制冷机低温段回热器RG33的气体和低温级脉管热端换热器HX12和低温级惯性管I3。

在高压阶段，经过低温级压缩机C3压缩的高温高压气体流经低温级回热器热端换热器HX8后冷却至室温，然后与低温级低温高频脉管第一预冷段回热器RG31中的回热填料进行换热，温度降低，在低温级第一预冷段回热器冷端换热器HX9处冷却至第一级脉管制冷机的冷端温度，然后气体进入低温级第二预冷段回热器RG32并与其中的回热填料进行换热，温度降低，在低温级第二预冷段回热器冷端换热器HX10处冷却至第二级脉管制冷机的冷端温度，然后依次流经第二级声压放大器PA2、低温级低温段回热器RG33、低温级冷端换热器HX11、低温级脉管PT3、低温级脉管热端换热器HX12进入低温级惯性管I3；然后进入低压周期，气体从低温级惯性管I3依次经过低温级脉管热端换热器HX12、低温级脉管PT3、低温级冷端换热器HX11、低温级低温段回热器RG33、第二级声压放大器PA2、低温级第二预冷段回热器冷端换热器HX10、低温级第二预冷段回热器RG32、低温级第一预冷段回热器冷端换热器HX9、低温级第一预冷段回热器RG31、低温级回热器热端换热器HX8回到低温级压缩机C3中完成一个循环，在循环过程中进出低温级冷端换热器HX11的气体存在温差，从而在低温级冷端换热器HX11处获得1-2K的制冷温度并产生制冷效应。

实施例1中，第二级声压放大器PA2为长颈管，长颈管的长度为其所处温度和压力下氦-3气体对应波长的1/4，可选择自行加工而成，或者根据需要选择市售的金属管。本实施例中所提及的其他元件的结构均为现有技术，再次不再详述。

实施例2:

如图2所示，一种工作在1-2K的复合型脉管制冷机，与实施例1的区别在于：其低温级高频脉管制冷机的调相方式为低温级惯性管I3和低温级气库R3的组合，且低温级气库R3布置在第二级热桥TB2上，通过使用低温级气库R3，可以在低温级高频脉管制冷机中获得更优的调相角度，最终进一步提高低温级高频脉管制冷机在1-2K的制冷效率。

实施例3:

如图3所示，一种工作在1-2K的复合型脉管制冷机，与实施例1的区别在于：低温级第一预冷段回热器冷端换热器HX9和低温级第二预冷段回热器RG32之间布置了一个用来放大低温级第一预冷段回热器冷端压比的第一级声压放大器PA1，第一级声压放大器PA1可以使低温级高频脉管制冷机的冷端压比进一步放大，从而使其在1-2K温区具有更高的效率。

实施例4:

如图4所示，一种工作在1-2K的复合型脉管制冷机，与实施例2的区别在于：低温级第一预冷段回热器冷端换热器HX9和低温级第二预冷段回热器RG32之间布置了一个用来放大低温级第一预冷段回热器冷端压比的第一级声压放大器PA1，第一级声压放大器PA1可以使低温级高频脉管制冷机的冷端压比进一步放大，从而使其在1-2K温区具有更高的效率。

Claims (8)

1.一种工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，包括以氦-4为工质的预冷级低频脉管制冷机单元和以氦-3为工质的低温级高频脉管制冷机单元，所述预冷级低频脉管制冷机单元为两级低频脉管制冷机；其特征在于：

所述的低温级高频脉管制冷机单元包括低温级压缩机(C3)、以及与低温级压缩机出口依次连通的低温级回热器热端换热器(HX8)、低温级第一预冷段回热器(RG31)、低温级第一预冷段回热器冷端换热器(HX9)、低温级第二预冷段回热器(RG32)、低温级第二预冷段回热器冷端换热器(HX10)、第二级声压放大器(PA2)、低温级低温段回热器(RG33)、低温级冷端换热器(HX11)、低温级脉管(PT3)、低温级脉管热端换热器(HX12)和低温级调相部件；

所述预冷级低频脉管制冷机单元和低温级高频脉管制冷机单元之间通过连接在预冷级低频脉管制冷机单元的第一级冷端换热器(HX2)、预冷级低频脉管制冷机单元的第二级预冷段回热器冷端换热器(HX5)以及低温级第一预冷段回热器冷端换热器(HX9)之间的第一级热桥(TB1)进行一次热耦合；通过连接在预冷级低频脉管制冷机单元的第二级冷端换热器(HX6)以及低温级第二预冷段回热器冷端换热器(HX10)的第二级热桥(TB2)进行二次热耦合；

所述第二级声压放大器(PA2)为长颈管，长颈管的长度为其所处温度和压力下氦-3气体对应波长的1/4，且第二级声压放大器(PA2)同时与第二级热桥(TB2)连接。

2.根据权利要求1所述的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，其特征在于：所述低温级调相部件为惯性管，且所述低温级脉管热端换热器(HX12)和惯性管同时与第二级热桥(TB2)相连。

3.根据权利要求1所述的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，其特征在于：所述低温级调相部件为惯性管以及与惯性管连通的气库，且低温级脉管热端换热器(HX12)、惯性管和气库同时与第二级热桥(TB2)连通。

4.根据权利要求1所述的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，其特征在于：所述低温级高频脉管制冷机单元内低温级第一预冷段回热器冷端换热器(HX9)和低温级第二预冷段回热器(RG32)之间通过第一级声压放大器(PA1)相互连通，第一级声压放大器(PA1)为长颈管，该长颈管的长度为其所在温度和压力下氦-3波长1/4。

5.根据权利要求4所述的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，其特征在于：所述低温级调相部件为惯性管，且所述低温级脉管热端换热器(HX12)和惯性管同时与第二级热桥(TB2)相连。

6.根据权利要求4所述的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，其特征在于：所述低温级调相部件为惯性管以及与惯性管连通的气库，且低温级脉管热端换热器(HX12)、惯性管和气库同时与第二级热桥(TB2)连通。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，其特征在于：所述预冷级低频脉管制冷机单元为气耦合的两级低频脉管制冷机。

8.根据权利要求1～6任一权利要求所述的工作在1-2K的复合型多级脉管制冷机，其特征在于：所述预冷级低频脉管制冷机单元为热耦合的两级低频脉管制冷机。