CN106382762A - 一种加速器束窗喷雾制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加速器束窗喷雾制冷系统，包括喷雾制冷流体回路、循环流体通路、冷却流体通路和被冷却真空腔室，所述喷雾制冷流体回路包括汽水两用泵、第一换热器、增压泵、第二换热器和喷淋装置，所述汽水两用泵、喷淋装置和被冷却真空腔室处于一真空密闭空间内；本发明将汽水两用泵和喷淋装置于真空环境下，通过调节汽水两用泵，既可带走汽水，还可使冷却真空腔室内的真空度与真空密闭空间的真空度达到平衡状态，避免了两个真空环境的真空度失衡而导致腔室薄膜挡板破裂，采用雾化喷头进行雾化，使喷雾更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷雾制冷系统，尤其涉及一种加速器束窗喷雾制冷系统。
背景技术
在粒子加速器和电子显微镜等粒子运动的真空环境中，粒子（电子, 重离子, 质子等）通过薄膜挡板（厚度在0.1mm以下的金属或有机材料）时会产生热量，产生的热量需要及时带走才能确保薄膜状挡板不被烧穿。通常在真空环境中，这些薄膜挡板无法使用风冷散热，可能会因为两个真空环境的真空度失衡而导致腔室薄膜挡板破裂，而且由于水分子对粒子的通过性有影响, 也不能使用水直接冷却。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种加速器束窗喷雾制冷系统。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种加速器束窗喷雾制冷系统，包括喷雾制冷流体回路、循环流体通路、冷却流体通路和被冷却真空腔室，所述喷雾制冷流体回路包括汽水两用泵、第一换热器、增压泵、第二换热器和喷淋装置，所述汽水两用泵、喷淋装置和被冷却真空腔室处于一真空密闭空间内。
所述第一换热器包括第一输入端口、与第一输入端口连通的第一输出端口、第二输入端口和与第二输入端口连通的第二输出端口。
所述第二换热器包括第三输入端口、与第三输入端口连通的第三输出端口、第四输入端口和与第四输入端口连通的第四输出端口。
所述汽水两用泵的输出端与所述第一换热器的第一输入端口相连通，所述第一换热器的第一输出端口与增压泵的输入端相连通，所述增压泵的输出端与第二换热器的第三输入端口相连通，所述第二换热器包括第三输出端口与所述喷淋装置相连通。
所述喷雾制冷流体回路中的流体与循环流体在所述第一热交换器处进行热交换，所述喷雾制冷流体回路中的流体与冷却流体在所述第二热交换器处进行热交换。
所述循环流体从所述第一热交换器的第二输入端口流入，从所述第一热交换器的第二输出端口流出。
所述冷却流体从所述第二热交换器的第四输入端口流入，从所述第二热交换器的第四输出端口流出。
所述被冷却真空腔室端部包括一挡板，所述喷淋装置位于所述挡板左上方。
优选的，所述喷雾制冷流体回路还包括用于储存所述喷雾制冷流体的冷凝水箱，所述冷凝水箱的输入端口与所述第一热交换器的第一输出端口连通，所述冷凝水箱的输出端口与所述增压泵的输入端口相连通。
优选的，所述喷雾制冷流体回路还包括用于储存所述喷雾制冷流体的缓冲水箱，所述缓冲水箱的输入端口与所述第二热交换器的第三输出端口连通，所述缓冲水箱的输出端口与所述喷淋装置的输入端口相连通。
优选的，所述汽水两用泵和所述第一换热器的第一输入端口之间还连接有进水控制阀，所述第二换热器的第三输出端口与喷淋装置之间还连接有出水控制阀。
优选的，所述喷淋装置包括雾化喷头。
优选的，所述雾化喷头可采用高压直接雾化，也可采用超声雾化。
本发明达到的有益效果是：本发明与现有技术相比，将汽水两用泵和喷淋装置于真空环境下，通过调节汽水两用泵，既可带走汽水，还可使冷却真空腔室内的真空度与真空密闭空间的真空度达到平衡状态，避免了两个真空环境的真空度失衡而导致腔室薄膜挡板破裂，采用雾化喷头进行雾化，使喷雾更加均匀。
附图说明
图 1 为本发明的外部整体结构示意图；
其中，110、喷雾制冷流体回路，111、汽水两用泵，112、第一换热器，113、增压泵，114、第二换热器，115、喷淋装置，1151、雾化喷头，116、冷凝水箱，117、缓冲水箱，118、进水控制阀，119、出水控制阀，120、循环流体通路，121、循环流体入口，122、循环流体出口，130、冷却流体通路，131、冷却流体入口，132、冷却流体出口，140、被冷却真空腔室，141、挡板，150、真空密闭空间。
具体实施方式
如图1所示，一种加速器束窗喷雾制冷系统，包括喷雾制冷流体回路110、循环流体通路120、冷却流体通路130和被冷却真空腔室140，所述喷雾制冷流体回路110包括汽水两用泵111、第一换热器112、增压泵113、第二换热器114和喷淋装置115，所述汽水两用泵111、喷淋装置115和被冷却真空腔室140处于一真空密闭空间150内。
根据被冷却真空腔室140的真空度及真空密闭空间150真空度，从而调节汽水两用泵的工作频率, 达到既可带走汽水,又不失两个真空环境的平衡而导致腔室挡板破裂。
所述第一换热器112包括第一输入端口、与第一输入端口连通的第一输出端口、第二输入端口和与第二输入端口连通的第二输出端口，所述第一换热器112根据需要调节循环流体通路120的温度与流量, 将吸走热量的汽化水或水蒸汽冷凝。
所述第二换热器114包括第三输入端口、与第三输入端口连通的第三输出端口、第四输入端口和与第四输入端口连通的第四输出端口，所述第二换热器114根据需要调节冷却流体通路130的温度与流量，将喷雾制冷流体热交换至喷淋所需要的较低温度。
所述汽水两用泵111的输出端与所述第一换热器112的第一输入端口相连通，所述第一换热器112的第一输出端口与增压泵113的输入端相连通，所述增压泵113的输出端与第二换热器114的第三输入端口相连通，所述第二换热器114包括第三输出端口与所述喷淋装置115相连通。
所述喷雾制冷流体回路110中的流体与循环流体在所述第一热交换器112处进行热交换，所述喷雾制冷流体回路110中的流体与冷却流体在所述第二热交换器114处进行热交换。
所述循环流体通路120 上包括与热交换器112 的第二输入端口连通的循环流体通路入口121 和与热交换器112 第二输出端口连通的循环流体通路出口122。所述循环流体从所述第一热交换器112的第二输入端口流入，从所述第一热交换器112的第二输出端口流出。
所述冷却流体通路130 上包括与热交换器114 的第四输入端口连通的冷却流体通路入口131 和与热交换器114 第四输出端口连通的冷却流体通路出口132。所述冷却流体从所述第二热交换器114的第四输入端口流入，从所述第二热交换器114的第四输出端口流出。
所述被冷却真空腔室140端部包括一挡板141，所述喷淋装置115位于所述挡板141左上方。
优选的方案是，所述喷雾制冷流体回路110还包括用于储存所述喷雾制冷流体的冷凝水箱116，所述冷凝水箱116的输入端口与所述第一热交换器112的第一输出端口连通，所述冷凝水箱116的输出端口与所述增压泵113的输入端口相连通。
优选的方案是，所述喷雾制冷流体回路110还包括用于储存所述喷雾制冷流体的缓冲水箱117，所述缓冲水箱117的输入端口与所述第二热交换器114的第三输出端口连通，所述缓冲水箱117的输出端口与所述喷淋装置115的输入端口相连通。
优选的方案是，所述汽水两用泵111和所述第一换热器112的第一输入端口之间还连接有进水控制阀118，所述第二换热器114的第三输出端口与喷淋装置115之间还连接有出水控制阀119。
优选的方案是，所述喷淋装置115包括雾化喷头1151，使喷雾更加均匀。
优选的方案是，所述雾化喷头1151可采用高压直接雾化，也可采用超声雾化。
本发明的工作原理是，所述汽水两用泵111将处于真空密闭空间150内的汽化水或水蒸汽泵入至第一换热器112内，汽化水在第一换热器112处与循环流体进行热交换，使汽化水冷凝，降低温度后的汽化水在第二换热器114处再与冷却流体进行热交换，从而将喷雾制冷流体的温度降低至所需要的冷却温度；喷雾制冷流体通过喷淋装置115中的雾化喷头1151喷出，从而完成制冷作业，被冷却真空腔室140散出的热量将喷雾制冷流体气化成汽化水或水蒸汽，该汽化水或水蒸汽重新被所述汽水两用泵111泵入至第一换热器112内，进行下一轮制冷循环。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种加速器束窗喷雾制冷系统，其特征在于：包括喷雾制冷流体回路、循环流体通路、冷却流体通路和被冷却真空腔室，所述喷雾制冷流体回路包括汽水两用泵、第一换热器、增压泵、第二换热器和喷淋装置，所述汽水两用泵、喷淋装置和被冷却真空腔室处于一真空密闭空间内；
所述第一换热器包括第一输入端口、与第一输入端口连通的第一输出端口、第二输入端口和与第二输入端口连通的第二输出端口；
所述第二换热器包括第三输入端口、与第三输入端口连通的第三输出端口、第四输入端口和与第四输入端口连通的第四输出端口；
所述汽水两用泵的输出端与所述第一换热器的第一输入端口相连通，所述第一换热器的第一输出端口与增压泵的输入端相连通，所述增压泵的输出端与第二换热器的第三输入端口相连通，所述第二换热器包括第三输出端口与所述喷淋装置相连通；
所述喷雾制冷流体回路中的流体与循环流体在所述第一热交换器处进行热交换，所述喷雾制冷流体回路中的流体与冷却流体在所述第二热交换器处进行热交换；
所述循环流体从所述第一热交换器的第二输入端口流入，从所述第一热交换器的第二输出端口流出，
所述冷却流体从所述第二热交换器的第四输入端口流入，从所述第二热交换器的第四输出端口流出，
所述被冷却真空腔室端部包括一挡板，所述喷淋装置位于所述挡板左上方。
2.根据权利要求1所述的一种加速器束窗喷雾制冷系统，其特征在于：所述喷雾制冷流体回路还包括用于储存所述喷雾制冷流体的冷凝水箱，所述冷凝水箱的输入端口与所述第一热交换器的第一输出端口连通，所述冷凝水箱的输出端口与所述增压泵的输入端口相连通。
3.根据权利要求1所述的一种加速器束窗喷雾制冷系统，其特征在于：所述喷雾制冷流体回路还包括用于储存所述喷雾制冷流体的缓冲水箱，所述缓冲水箱的输入端口与所述第二热交换器的第三输出端口连通，所述缓冲水箱的输出端口与所述喷淋装置的输入端口相连通。
4.根据权利要求1所述的一种加速器束窗喷雾制冷系统，其特征在于：所述汽水两用泵和所述第一换热器的第一输入端口之间还连接有进水控制阀，所述第二换热器的第三输出端口与喷淋装置之间还连接有出水控制阀。
5.根据权利要求1所述的一种加速器束窗喷雾制冷系统，其特征在于：所述喷淋装置包括雾化喷头。
6.根据权利要求5所述的一种加速器束窗喷雾制冷系统，其特征在于：所述雾化喷头可采用高压直接雾化，也可采用超声雾化。
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