CN114484262A - 一种杜瓦瓶 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及超导磁体冷却装置技术领域，特别是涉及一种杜瓦瓶，包括：内胆、石墨烯冷屏、外胆和冷凝管；所述内胆与所述外胆相连接形成内腔，所述石墨烯冷屏设置于所述内腔中；所述冷凝管设置于所述内胆上，所述内胆上设置有至少一个冷气排气孔，所述冷凝管的一端与所述冷气排气孔连通，所述冷凝管的另一端与外部连通；所述石墨烯冷屏与所述冷凝管接触设置；所述石墨烯冷屏具有至少一层石墨烯薄膜层。通过设置石墨烯冷屏，石墨烯冷屏上的石墨烯薄膜具有较好的低温导热效果和较低的热噪声，减小了杜瓦热噪声，同时消除了杜瓦产生的涡流；本申请通过设置冷凝管，充分地利用了杜瓦瓶内低温气体的显热给石墨烯冷屏降温，减小了杜瓦瓶内的液体蒸发率。

Description

一种杜瓦瓶
技术领域
本申请涉及超导磁体冷却装置技术领域，特别是涉及一种杜瓦瓶。
背景技术
杜瓦瓶是一种用于盛放低温液体的容器，广泛使用在物理、化学和医学等领域。
超导量子干涉器件(SQUID)是一种高灵敏度磁通传感器，其磁场灵敏度能达到10-15T/Hz1/2，目前已被应用于生物磁成像、核磁共振、地球物理探测和国防等领域。超导量子干涉器件需工作在极低温度的条件下，通常利用杜瓦瓶盛放低温液体(如液氦和液氮等)以提供超导量子干涉器件正常工作所需的低温环境。但是，由于超导量子干涉器件的高灵敏性，超导量子干涉器件的周围环境中任何金属或磁性材料的引入都将对目标信号的探测产生干扰。因此，用于容置超导量子干涉器件的杜瓦瓶，其瓶身通常采用非金属材料(如环氧树脂等)制成。
杜瓦瓶的结构包括用于盛放低温液体的内胆、减小热辐射的多层绝热层、冷屏以及外胆。冷屏需要具有良好的导热性能，其利用内胆中的低温液体蒸发的低温气体的显热降低冷屏温度。传统用于容置超导量子干涉器件的杜瓦瓶，其冷屏通常使用导热性能较好的铜和铝等金属丝，其金属丝与内胆颈口外壁接触，利用颈口的低温气体将冷屏冷却，但金属丝的热噪声和涡流较大。
现有技术中为了降低热噪声与涡流，通常采用氧化铝等陶瓷材料与金属丝相结合的方式设计冷屏结构，但陶瓷加工成形较难，只能做成棒状或者条状，并且价格昂贵、可靠性差、重量大和热导率也比金属低等缺点。
因此，需要提供一种改进的杜瓦瓶，以解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容：
针对现有技术的上述问题，本申请提供一种杜瓦瓶，以解决现有技术中杜瓦瓶热噪声和涡流较大的技术问题。
为了达到目的，本申请采用的技术方案是：
一种杜瓦瓶，包括：内胆、石墨烯冷屏、外胆和冷凝管；
所述内胆与所述外胆相连接形成内腔，所述石墨烯冷屏设置于所述内腔中；
所述冷凝管设置于所述内胆上，所述内胆上设置有至少一个冷气排气孔，所述冷凝管的一端与所述冷气排气孔连通，所述冷凝管的另一端与外部连通；
所述石墨烯冷屏与所述冷凝管接触设置；
所述石墨烯冷屏具有至少一层石墨烯薄膜层。
进一步地，所述石墨烯薄膜层包括石墨烯底膜和石墨烯薄膜侧壁；
所述石墨烯薄膜侧壁的一端与所述石墨烯底膜相连接，所述石墨烯薄膜侧壁的另一端与所述冷凝管相接触。
进一步地，所述石墨烯薄膜上设置有至少一个出气孔，所述出气孔的孔径为1-4mm，相邻所述出气孔的间距为4-20cm。
进一步地，所述石墨烯冷屏包括环氧支架，所述石墨烯薄膜层设置于所述环氧支架上。
进一步地，还包括绝热材料层；
所述绝热材料层设置于所述内胆靠近所述外胆的一侧上；
所述绝热材料层的层数为10-20。
进一步地，所述绝热材料层还设置于所述石墨烯薄膜靠近所述外胆的一侧上；
所述绝热材料层的层数为15-30。
进一步地，还包括真空阀门，所述真空阀门设置于所述外胆上。
进一步地，还包括隔水透气阀，所述隔水透气阀设置于所述冷凝管与外部连通的端口处。
进一步地，还包括活性炭层，所述活性炭层设置于所述内胆的底部和所述内胆的颈口中的至少一处。
进一步地，所述冷凝管螺旋式的环绕在内胆的颈口处。
本申请的技术方案带来的有益效果是：
本申请通过设置石墨烯冷屏，石墨烯冷屏上的石墨烯薄膜具有较好的低温导热效果和较低的热噪声，减小了杜瓦热噪声，同时消除了杜瓦产生的涡流；本申请通过在内胆的颈口处设置冷凝管，并且冷凝管与石墨烯冷屏直接接触，石墨烯薄膜热导率较高，快速的将冷凝管的冷量传导至整个石墨烯冷屏，充分地利用了杜瓦瓶内低温气体的显热给石墨烯冷屏降温，减小了杜瓦瓶内的液体蒸发率；本申请结构简单，制造工艺简单并且轻量化效果明显。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本申请实施例提供的杜瓦瓶的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的石墨烯薄膜层的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的环氧支架的结构示意图。
其中，图中附图标记对应为：1－内腔；101－内胆；102－石墨烯冷屏；103－外胆；104－冷凝管；109－冷气排气孔；105－绝热材料；106－真空阀门；107－隔水透气阀；108－活性炭层；102a－环氧支架；102b－石墨烯薄膜侧壁；102c－石墨烯底膜。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
对于以下定义的术语，除非在权利要求书或本说明书中的其他地方给出一个不同的定义，否则应当应用这些定义。所有数值无论是否被明确指示，在此均被定义为由术语“约”修饰。术语“约”大体上是指一个数值范围，本领域的普通技术人员将该数值范围视为等同于所陈述的值以产生实质上相同的性质、功能、结果等。由一个低值和一个高值指示的一个数值范围被定义为包括该数值范围内包括的所有数值以及该数值范围内包括的所有子范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
以下介绍本公开实施例提供的一种杜瓦瓶，请参考图1，图1是杜瓦瓶的结构示意图。包括：内胆101、石墨烯冷屏102、外胆103和冷凝管104；内胆101与外胆103相连接形成内腔1，石墨烯冷屏102设置于内腔1中；冷凝管104设置于内胆101上，内胆101上设置有至少一个冷气排气孔109，冷凝管104的一端与冷气排气孔109连通，冷凝管104的另一端与外部连通；石墨烯冷屏102与冷凝管104接触设置；石墨烯冷屏102具有至少一层石墨烯薄膜层。
在本申请实施例中，杜瓦瓶中的石墨烯冷屏102为至少一层，需要说明的是，可根据杜瓦瓶内盛放的液体对蒸发率的需求不同，制作成一层或多层的石墨烯冷屏102，每层石墨烯冷屏102通过与冷凝管104的不同位置相接触，从而达到不同程度的石墨烯冷屏102的温度，提高了杜瓦瓶的保温效果，减小了杜瓦瓶内的液体的蒸发率。
本申请通过设置石墨烯冷屏，石墨烯冷屏上的石墨烯薄膜具有较好的低温导热效果和较低的热噪声，减小了杜瓦热噪声，同时消除了杜瓦产生的涡流。本申请通过在内胆的颈口处设置冷凝管，并且冷凝管与石墨烯冷屏直接接触，石墨烯薄膜热导率较高，同时冷凝管热导性能好，快速的将冷凝管的冷量传导至整个石墨烯冷屏，充分地利用了杜瓦瓶内低温液体(液氦或液氮)蒸发形成的低温气体的显热给石墨烯冷屏降温，减小了杜瓦瓶内的液体蒸发率。本申请结构简单，制造工艺简单并且轻量化效果明显。
在一些实施例中，请参考图3，石墨烯冷屏102包括环氧支架102a，石墨烯薄膜层设置于环氧支架102a上。环氧支架102a为石墨烯冷屏102的定型支架，石墨烯薄膜粘于环氧支架102a的表面。具体地，环氧支架102a由0.1mm厚度的环氧薄片制成。
在一些实施例中，请参考图2，石墨烯薄膜展开如图2中102b和102c所示，石墨烯薄膜层包括石墨烯底膜102c和石墨烯薄膜侧壁102b；石墨烯薄膜侧壁102b的一端与石墨烯底膜102c相连接，石墨烯薄膜侧壁102b的另一端与冷凝管104相接触。石墨烯底膜102c为圆形、方形以及任意不规则形状，石墨烯薄膜侧壁102b与石墨烯底膜102c相连接的一端和石墨烯薄膜侧壁102b与冷凝管104相接触的另一端分别为条形齿状结构；本申请通过低温胶将石墨烯薄膜侧壁102b的一端的条形凸起(条形齿状结构处)与石墨烯底膜102c和冷凝管104良好粘接，确保石墨烯薄膜层与冷凝管104良好热接触。需要说明的是，石墨烯冷屏102由一层或多层厚度为亚毫米及以下的石墨烯薄膜组成，石墨烯薄膜层数在此不作限定。
在一优选的实施例中，石墨烯底膜102c与其相接触的环氧支架102a的框架形状和大小相同，石墨烯薄膜侧壁102b的一端与石墨烯底膜102c相连接，石墨烯薄膜侧壁102b的另一端与冷凝管104相接触。石墨烯底膜102c和石墨烯薄膜侧壁102b相连接后，将整个环氧支架102a包裹。
在一些实施例中，石墨烯薄膜上设置有至少一个出气孔，出气孔的孔径为1-4mm，相邻出气孔的间距为4-20cm。在本申请实施例中，出气孔可以为均匀分布的阵列排布，也可以为无规则排布，本申请通过在石墨烯薄膜上设置出气孔，从而便于将内胆与外胆之间抽到高真空状态。
在另一些实施例中，出气孔的孔径为2-4mm，相邻出气孔的间距为10-20cm。
在另一些实施例中，出气孔的孔径为2-3mm，相邻出气孔的间距为10-15cm。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括绝热材料层105。
在一些实施例中，绝热材料层105设置于内胆101靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为10-20。需要说明的是，内胆101外包裹的多层绝热材料，均不与石墨烯冷屏102接触。
在另一些实施例中，绝热材料层105设置于石墨烯薄膜靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为15-30。需要说明的是，石墨烯薄膜外包裹的多层绝热材料，最外层绝热材料层与外胆内壁间留有空隙，均不与外胆103接触。具体地，绝热材料层105的多层绝热材料可以是单面或双面镀铝薄膜，也可以是溅射有纳米金属颗粒的涤纶布。
本申请通过在每层石墨烯冷屏102之间、石墨烯冷屏102与内胆101、外胆103之间设置多层绝热材料减小了热辐射。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括真空阀门106，真空阀门106设置于外胆103上。本申请通过真空阀门106连接真空泵，将内胆101与外胆103之间抽到高真空状态，内胆101与外胆103之间为密封状态，并可长时间保持高真空度，内胆101与外胆103间的真空度小于7*10-4Pa。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括隔水透气阀107，隔水透气阀107设置于冷凝管与外部连通的端口处。
本申请的内胆101与外胆103通过低温环氧胶粘合到一起。外胆103侧壁开一孔并安装真空阀门106。内胆101、外胆103、真空阀门106组成高真空密闭空间。内胆101颈部冷气排气孔109与冷凝管104相连接，冷气排气孔109至少有一个，冷凝管104通过外胆103顶部伸出杜瓦瓶外，并在出气口处安装有隔水透气阀107以便挥发气体排出，同时防止水汽进入冷凝管。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括活性炭层108，活性炭层108设置于内胆101的底部和内胆101的颈口中的至少一处。活性炭作为吸气材料进而提高内腔1的真空度，降低蒸发率。
在一些实施例中，冷凝管104螺旋式的环绕在内胆101的颈口处。
以下基于上述技术方案列举本说明书的一些具体实施例。
实施例1
本实施例公开一种杜瓦瓶，包括：内胆101、石墨烯冷屏102、外胆103和冷凝管104；内胆101与外胆103相连接形成内腔1，石墨烯冷屏102设置于内腔1中；冷凝管104设置于内胆101上，内胆101上设置有至少一个冷气排气孔109，冷凝管104的一端与冷气排气孔109连通，冷凝管104的另一端与外部连通；石墨烯冷屏102与冷凝管104接触设置；石墨烯冷屏102具有至少一层石墨烯薄膜层。
在本申请实施例中，杜瓦瓶中的石墨烯冷屏102为多层，每层石墨烯冷屏102上设置有一层石墨烯薄膜。需要说明的是，每层石墨烯冷屏102通过与冷凝管104的不同位置相接触，从而达到不同程度的石墨烯冷屏102的温度，提高了杜瓦瓶的保温效果，减小了杜瓦瓶内的液体的蒸发率。
本申请通过设置石墨烯冷屏，石墨烯冷屏上的石墨烯薄膜具有较好的低温导热效果和较低的热噪声，减小了杜瓦热噪声，同时消除了杜瓦产生的涡流。本申请通过在内胆的颈口处设置冷凝管，并且冷凝管与石墨烯冷屏直接接触，石墨烯薄膜热导率较高，同时冷凝管热导性能好，快速的将冷凝管的冷量传导至整个石墨烯冷屏，充分地利用了杜瓦瓶内低温液体(液氦或液氮)蒸发形成的低温气体的显热给石墨烯冷屏降温，减小了杜瓦瓶内的液体蒸发率。本申请结构简单，制造工艺简单并且轻量化效果明显。
在本申请实施例中，请参考图3，石墨烯冷屏102包括环氧支架102a，石墨烯薄膜层设置于环氧支架102a上。环氧支架102a为石墨烯冷屏102的定型支架，石墨烯薄膜粘于环氧支架102a的表面。具体地，环氧支架102a由0.1mm厚度的环氧薄片制成。
在本申请实施例中，请参考图2，石墨烯薄膜展开如图2中102b和102c所示，石墨烯薄膜层包括石墨烯底膜102c和石墨烯薄膜侧壁102b；石墨烯薄膜侧壁102b的一端与石墨烯底膜102c相连接，石墨烯薄膜侧壁102b的另一端与冷凝管104相接触。石墨烯底膜102c为圆形、方形以及任意不规则形状，石墨烯薄膜侧壁102b与石墨烯底膜102c相连接的一端和石墨烯薄膜侧壁102b与冷凝管104相接触的另一端分别为条形齿状结构；本申请通过低温胶将石墨烯薄膜侧壁102b的一端的条形凸起(条形齿状结构处)与石墨烯底膜102c和冷凝管104良好粘接，确保石墨烯薄膜层与冷凝管104良好热接触。需要说明的是，石墨烯冷屏102由一层厚度为亚毫米及以下的石墨烯薄膜组成。
在一些实施方式中，石墨烯薄膜上设置有至少一个出气孔，出气孔的孔径为1-4mm，相邻出气孔的间距为4-20cm。在本申请实施例中，出气孔可以为均匀分布的阵列排布，也可以为无规则排布，本申请通过在石墨烯薄膜上设置出气孔，从而便于将内胆与外胆之间抽到高真空状态。
在另一些实施方式中，出气孔的孔径为2-4mm，相邻出气孔的间距为10-20cm。
在另一些实施方式中，出气孔的孔径为2-3mm，相邻出气孔的间距为10-15cm。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括绝热材料层105。
在一些实施例中，绝热材料层105设置于内胆101靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为10-20。需要说明的是，内胆101外包裹的多层绝热材料，均不与石墨烯冷屏102接触。
在另一些实施例中，绝热材料层105设置于石墨烯薄膜靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为15-30。需要说明的是，石墨烯薄膜外包裹的多层绝热材料，最外层绝热材料层与外胆内壁间留有空隙，均不与外胆103接触。具体地，绝热材料层105的多层绝热材料可以是单面或双面镀铝薄膜，也可以是溅射有纳米金属颗粒的涤纶布。
本申请通过在每层石墨烯冷屏102之间、石墨烯冷屏102与内胆101、外胆103之间设置多层绝热材料减小了热辐射。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括真空阀门106，真空阀门106设置于外胆103上。本申请通过真空阀门106连接真空泵，将内胆101与外胆103之间抽到高真空状态，内胆101与外胆103之间为密封状态，并可长时间保持高真空度，内胆101与外胆103间的真空度小于7*10-4Pa。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括隔水透气阀107，隔水透气阀107设置于冷凝管与外部连通的端口处。
本申请的内胆101与外胆103通过低温环氧胶粘合到一起。外胆103侧壁开一孔并安装真空阀门106。内胆101、外胆103、真空阀门106组成高真空密闭空间。内胆101颈部冷气排气孔109与冷凝管104相连接，冷气排气孔109至少有一个，冷凝管104通过外胆103顶部伸出杜瓦瓶外，并在出气口处安装有隔水透气阀107以便挥发气体排出，同时防止水汽进入冷凝管。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括活性炭层108，活性炭层108设置于内胆101的底部和内胆101的颈口中的至少一处。活性炭作为吸气材料进而提高内腔1的真空度，降低蒸发率。
实施例2
本实施例公开一种杜瓦瓶，包括：内胆101、石墨烯冷屏102、外胆103和冷凝管104；内胆101与外胆103相连接形成内腔1，石墨烯冷屏102设置于内腔1中；冷凝管104设置于内胆101上，内胆101上设置有至少一个冷气排气孔109，冷凝管104的一端与冷气排气孔109连通，冷凝管104的另一端与外部连通；石墨烯冷屏102与冷凝管104接触设置；石墨烯冷屏102具有至少一层石墨烯薄膜层。
在本申请实施例中，杜瓦瓶中的石墨烯冷屏102为单层，石墨烯冷屏102上设置有多层石墨烯薄膜。
本申请通过设置石墨烯冷屏，石墨烯冷屏上的石墨烯薄膜具有较好的低温导热效果和较低的热噪声，减小了杜瓦热噪声，同时消除了杜瓦产生的涡流。本申请通过在内胆的颈口处设置冷凝管，并且冷凝管与石墨烯冷屏直接接触，石墨烯薄膜热导率较高，同时冷凝管热导性能好，快速的将冷凝管的冷量传导至整个石墨烯冷屏，充分地利用了杜瓦瓶内低温液体(液氦或液氮)蒸发形成的低温气体的显热给石墨烯冷屏降温，减小了杜瓦瓶内的液体蒸发率。本申请结构简单，制造工艺简单并且轻量化效果明显。
在本申请实施例中，请参考图3，石墨烯冷屏102包括环氧支架102a，石墨烯薄膜层设置于环氧支架102a上。环氧支架102a为石墨烯冷屏102的定型支架，石墨烯薄膜粘于环氧支架102a的表面。具体地，环氧支架102a由0.1mm厚度的环氧薄片制成。
在本申请实施例中，请参考图2，石墨烯薄膜展开如图2中102b和102c所示，石墨烯薄膜层包括石墨烯底膜102c和石墨烯薄膜侧壁102b；石墨烯薄膜侧壁102b的一端与石墨烯底膜102c相连接，石墨烯薄膜侧壁102b的另一端与冷凝管104相接触。石墨烯底膜102c为圆形、方形以及任意不规则形状，石墨烯薄膜侧壁102b与石墨烯底膜102c相连接的一端和石墨烯薄膜侧壁102b与冷凝管104相接触的另一端分别为条形齿状结构；本申请通过低温胶将石墨烯薄膜侧壁102b的一端的条形凸起(条形齿状结构处)与石墨烯底膜102c和冷凝管104良好粘接，确保石墨烯薄膜层与冷凝管104良好热接触。需要说明的是，石墨烯冷屏102由多层厚度为亚毫米及以下的石墨烯薄膜组成。
在一些实施方式中，石墨烯薄膜上设置有至少一个出气孔，出气孔的孔径为1-4mm，相邻出气孔的间距为4-20cm。在本申请实施例中，出气孔可以为均匀分布的阵列排布，也可以为无规则排布，本申请通过在石墨烯薄膜上设置出气孔，从而便于将内胆与外胆之间抽到高真空状态。
在另一些实施方式中，出气孔的孔径为2-4mm，相邻出气孔的间距为10-20cm。
在另一些实施方式中，出气孔的孔径为2-3mm，相邻出气孔的间距为10-15cm。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括绝热材料层105。
在一些实施方式中，绝热材料层105设置于内胆101靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为10-20。需要说明的是，内胆101外包裹的多层绝热材料，均不与石墨烯冷屏102接触。
在另一些实施方式中，绝热材料层105设置于石墨烯薄膜靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为15-30。需要说明的是，石墨烯薄膜外包裹的多层绝热材料，最外层绝热材料层与外胆内壁间留有空隙，均不与外胆103接触。具体地，绝热材料层105的多层绝热材料可以是单面或双面镀铝薄膜，也可以是溅射有纳米金属颗粒的涤纶布。
本申请通过在每层石墨烯冷屏102之间、石墨烯冷屏102与内胆101、外胆103之间设置多层绝热材料减小了热辐射。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括真空阀门106，真空阀门106设置于外胆103上。本申请通过真空阀门106连接真空泵，将内胆101与外胆103之间抽到高真空状态，内胆101与外胆103之间为密封状态，并可长时间保持高真空度，内胆101与外胆103间的真空度小于7*10-4Pa。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括隔水透气阀107，隔水透气阀107设置于冷凝管与外部连通的端口处。
本申请的内胆101与外胆103通过低温环氧胶粘合到一起。外胆103侧壁开一孔并安装真空阀门106。内胆101、外胆103、真空阀门106组成高真空密闭空间。内胆101颈部冷气排气孔109与冷凝管104相连接，冷气排气孔109至少有一个，冷凝管104通过外胆103顶部伸出杜瓦瓶外，并在出气口处安装有隔水透气阀107以便挥发气体排出，同时防止水汽进入冷凝管。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括活性炭层108，活性炭层108设置于内胆101的底部和内胆101的颈口中的至少一处。活性炭作为吸气材料进而提高内腔1的真空度，降低蒸发率。
本实施例与实施例1的区别在于，石墨烯冷屏102的设计。具体地，本实施例中的石墨烯冷屏102为单层，石墨烯冷屏102上设置有多层石墨烯薄膜。
实施例3
本实施例公开一种杜瓦瓶，包括：内胆101、石墨烯冷屏102、外胆103和冷凝管104；内胆101与外胆103相连接形成内腔1，石墨烯冷屏102设置于内腔1中；冷凝管104设置于内胆101上，内胆101上设置有至少一个冷气排气孔109，冷凝管104的一端与冷气排气孔109连通，冷凝管104的另一端与外部连通；石墨烯冷屏102与冷凝管104接触设置；石墨烯冷屏102具有至少一层石墨烯薄膜层。
在本申请实施例中，杜瓦瓶中的石墨烯冷屏102为双层，每层石墨烯冷屏102上设置有一层石墨烯薄膜，冷凝管104螺旋式的环绕在内胆101的颈口处。需要说明的是，每层石墨烯冷屏102通过与冷凝管104的不同位置相接触，从而达到不同程度的石墨烯冷屏102的温度，提高了杜瓦瓶的保温效果，减小了杜瓦瓶内的液体的蒸发率。
本申请通过设置石墨烯冷屏，石墨烯冷屏上的石墨烯薄膜具有较好的低温导热效果和较低的热噪声，减小了杜瓦热噪声，同时消除了杜瓦产生的涡流。本申请通过在内胆的颈口处设置冷凝管，并且冷凝管与石墨烯冷屏直接接触，石墨烯薄膜热导率较高，同时冷凝管热导性能好，快速的将冷凝管的冷量传导至整个石墨烯冷屏，充分地利用了杜瓦瓶内低温液体(液氦或液氮)蒸发形成的低温气体的显热给石墨烯冷屏降温，减小了杜瓦瓶内的液体蒸发率。本申请结构简单，制造工艺简单并且轻量化效果明显。
在本申请实施例中，请参考图3，石墨烯冷屏102包括环氧支架102a，石墨烯薄膜层设置于环氧支架102a上。环氧支架102a为石墨烯冷屏102的定型支架，石墨烯薄膜粘于环氧支架102a的表面。具体地，环氧支架102a由0.1mm厚度的环氧薄片制成。
在本申请实施例中，请参考图2，石墨烯薄膜展开如图2中102b和102c所示，石墨烯薄膜层包括石墨烯底膜102c和石墨烯薄膜侧壁102b；石墨烯薄膜侧壁102b的一端与石墨烯底膜102c相连接，石墨烯薄膜侧壁102b的另一端与冷凝管104相接触。石墨烯底膜102c为圆形、方形以及任意不规则形状，石墨烯薄膜侧壁102b与石墨烯底膜102c相连接的一端和石墨烯薄膜侧壁102b与冷凝管104相接触的另一端分别为条形齿状结构；本申请通过低温胶将石墨烯薄膜侧壁102b的一端的条形凸起(条形齿状结构处)与石墨烯底膜102c和冷凝管104良好粘接，确保石墨烯薄膜层与冷凝管104良好热接触。需要说明的是，石墨烯冷屏102由单层厚度为亚毫米及以下的石墨烯薄膜组成。
在一些实施方式中，石墨烯薄膜上设置有至少一个出气孔，出气孔的孔径为1-4mm，相邻出气孔的间距为4-20cm。在本申请实施例中，出气孔可以为均匀分布的阵列排布，也可以为无规则排布，本申请通过在石墨烯薄膜上设置出气孔，从而便于将内胆与外胆之间抽到高真空状态。
在另一些实施方式中，出气孔的孔径为2-4mm，相邻出气孔的间距为10-20cm。
在另一些实施方式中，出气孔的孔径为2-3mm，相邻出气孔的间距为10-15cm。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括绝热材料层105。
在一些实施例中，绝热材料层105设置于内胆101靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为10-20。需要说明的是，内胆101外包裹的多层绝热材料，均不与石墨烯冷屏102接触。
在另一些实施例中，绝热材料层105设置于石墨烯薄膜靠近外胆103的一侧上；绝热材料层105的层数为15-30。需要说明的是，石墨烯薄膜外包裹的多层绝热材料，最外层绝热材料层与外胆内壁间留有空隙，均不与外胆103接触。具体地，绝热材料层105的多层绝热材料可以是单面或双面镀铝薄膜，也可以是溅射有纳米金属颗粒的涤纶布。
本申请通过在每层石墨烯冷屏102之间、石墨烯冷屏102与内胆101、外胆103之间设置多层绝热材料减小了热辐射。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括真空阀门106，真空阀门106设置于外胆103上。本申请通过真空阀门106连接真空泵，将内胆101与外胆103之间抽到高真空状态，内胆101与外胆103之间为密封状态，并可长时间保持高真空度，内胆101与外胆103间的真空度小于7*10-4Pa。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括隔水透气阀107，隔水透气阀107设置于冷凝管与外部连通的端口处。
本申请的内胆101与外胆103通过低温环氧胶粘合到一起。外胆103侧壁开一孔并安装真空阀门106。内胆101、外胆103、真空阀门106组成高真空密闭空间。内胆101颈部冷气排气孔109与冷凝管104相连接，冷气排气孔109至少有一个，冷凝管104通过外胆103顶部伸出杜瓦瓶外，并在出气口处安装有隔水透气阀107以便挥发气体排出，同时防止水汽进入冷凝管。
本实施例提供的一种杜瓦瓶还包括活性炭层108，活性炭层108设置于内胆101的底部和内胆101的颈口中的至少一处。活性炭作为吸气材料进而提高内腔1的真空度，降低蒸发率。
本实施例与实施例2的区别在于，石墨烯冷屏102和冷凝管104的设计。具体地，本实施例中的石墨烯冷屏102为两层，其上的石墨烯薄膜为至少一层，石墨烯薄膜的厚度为微米级；冷凝管104螺旋式的环绕在内胆101的颈口处。
本申请的技术方案带来的有益效果是：
(1)本申请通过设置石墨烯冷屏，石墨烯冷屏上的石墨烯薄膜具有较好的低温导热效果和较低的热噪声，减小了杜瓦热噪声，同时消除了杜瓦产生的涡流。
(2)本申请通过在内胆的颈口处设置冷凝管，并且冷凝管与石墨烯冷屏直接接触，石墨烯薄膜热导率较高，快速的将冷凝管的冷量传导至整个石墨烯冷屏，充分地利用了杜瓦瓶内低温气体的显热给石墨烯冷屏降温，减小了杜瓦瓶内的液体蒸发率。
(3)本申请能够减小杜瓦冷屏体积和重量，便于实现低噪声无磁杜瓦的小型化。结构简单，制造工艺简单并且轻量化效果明显。
上述说明已经充分揭露了本申请的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本申请的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本申请的权利要求书的范围。相应地，本申请的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种杜瓦瓶，其特征在于，包括：内胆(101)、石墨烯冷屏(102)、外胆(103)和冷凝管(104)；
所述内胆(101)与所述外胆(103)相连接形成内腔(1)，所述石墨烯冷屏(102)设置于所述内腔(1)中；
所述冷凝管(104)设置于所述内胆(101)上，所述内胆(101)上设置有至少一个冷气排气孔(109)，所述冷凝管(104)的一端与所述冷气排气孔(109)连通，所述冷凝管(104)的另一端与外部连通；
所述石墨烯冷屏(102)与所述冷凝管(104)接触设置；
所述石墨烯冷屏(102)具有至少一层石墨烯薄膜层。
2.根据权利要求1所述的杜瓦瓶，其特征在于，所述石墨烯薄膜层包括石墨烯底膜(102c)和石墨烯薄膜侧壁(102b)；
所述石墨烯薄膜侧壁(102b)的一端与所述石墨烯底膜(102c)相连接，所述石墨烯薄膜侧壁(102b)的另一端与所述冷凝管(104)相接触。
3.根据权利要求1所述的杜瓦瓶，其特征在于，所述石墨烯薄膜上设置有至少一个出气孔，所述出气孔的孔径为1-4mm，相邻所述出气孔的间距为4-20cm。
4.根据权利要求1所述的杜瓦瓶，其特征在于，所述石墨烯冷屏(102)包括环氧支架(102a)，所述石墨烯薄膜层设置于所述环氧支架(102a)上。
5.根据权利要求1所述的杜瓦瓶，其特征在于，还包括绝热材料层(105)；
所述绝热材料层(105)设置于所述内胆(101)靠近所述外胆(103)的一侧上；
所述绝热材料层(105)的层数为10-20。
6.根据权利要求5所述的杜瓦瓶，其特征在于，所述绝热材料层(105)还设置于所述石墨烯薄膜靠近所述外胆(103)的一侧上；
所述绝热材料层(105)的层数为15-30。
7.根据权利要求1所述的杜瓦瓶，其特征在于，还包括真空阀门(106)，所述真空阀门(106)设置于所述外胆(103)上。
8.根据权利要求1所述的杜瓦瓶，其特征在于，还包括隔水透气阀(107)，所述隔水透气阀(107)设置于所述冷凝管与外部连通的端口处。
9.根据权利要求2所述的杜瓦瓶，其特征在于，还包括活性炭层(108)，所述活性炭层(108)设置于所述内胆(101)的底部和所述内胆(101)的颈口中的至少一处。
10.根据权利要求2所述的杜瓦瓶，其特征在于，所述冷凝管(104)螺旋式的环绕在内胆(101)的颈口处。
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