CN116072209A - 低温防热辐射屏穿孔遮挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低温设备技术领域，尤其涉及一种低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，用于减少防热辐射屏上的孔洞漏热，包括穿孔延伸管、动作杆和挡盖，穿孔延伸管设置于防热辐射屏开设的孔洞处并向外延伸；动作杆能够穿过穿孔延伸管并在孔洞内来回移动；挡盖套设在动作杆上与动作杆同步移动，穿孔延伸管远离防热辐射屏的一端罩设在挡盖内。挡盖与穿孔延伸管相互配合，对热辐射进行遮挡，同时不干涉动作杆的动作。

Description

低温防热辐射屏穿孔遮挡装置

技术领域

本发明涉及低温设备技术领域，尤其涉及一种低温防热辐射屏穿孔遮挡装置。

背景技术

在低温设备中，为了减少热辐射的漏热影响，往往要设置一层或多层防热辐射屏。但对于上述有些低温设备而言，需要执行机构穿过防热辐射屏并作用于低温核心组件或低温核心组件中放置的物体上，此时需要在防热辐射屏上开一个或多个贯穿的孔洞，以便于执行机构执行系统操作。例如低温探针台，它能够通过探针组件(执行机构)中的探针与样品接触，对样品特性参数进行精确测量。在测量时，探针的针尖需要往复穿过防热辐射屏上的孔洞。这就造成如下问题：热辐射会从所开的孔洞进入从而影响低温核心组件，防热辐射屏的作用大大降低。如何能既让执行机构顺利穿过防热辐射屏接近低温核心组件执行系统命令，又能不额外增加开孔带来的漏热损失，是目前亟需解决的问题。

相关技术中，防热辐射屏开设孔洞的位置设置有遮挡门帘，但是执行机构常常会与遮挡门帘产生缠绕、钩挂的现象，而且遮挡门帘容易与设备中的物体接触，不可避免的会对物体产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，能够有效减少辐射屏上的孔洞漏热，而且不干涉执行机构的动作，不会对设备中的物体产生影响。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，用于减少防热辐射屏上的孔洞漏热，包括穿孔延伸管、动作杆和挡盖，所述穿孔延伸管设置于所述防热辐射屏开设的所述孔洞处并向外延伸；所述动作杆能够穿过所述穿孔延伸管并在所述孔洞内来回移动；所述挡盖套设在所述动作杆上与所述动作杆同步移动，所述穿孔延伸管远离所述防热辐射屏的一端罩设在所述挡盖内。

可选地，还包括热沉传导绳，所述热沉传导绳一端与所述挡盖连接，另一端与所述防热辐射屏连接。

可选地，所述挡盖表面涂覆有黑色涂层。

可选地，所述穿孔延伸管的表面涂覆有黑色涂层。

可选地，所述挡盖的内径大于所述穿孔延伸管的外径。

可选地，所述挡盖与所述动作杆可拆卸连接。

可选地，所述挡盖上开设有通孔，所述通孔内设置有固定夹持环，所述动作杆插入所述固定夹持环内，所述固定夹持环被配置为固定所述动作杆。

可选地，所述挡盖采用铝或无氧铜中的一种制成。

可选地，所述穿孔延伸管采用铝或无氧铜中的一种制成。

可选地所述动作杆包括位于所述挡盖外侧的第一段和位于所述挡盖内侧的第二段，所述第一段采用不锈钢薄壁管制成，所述第二段采用无氧铜制成。

本发明的有益效果为：通过一个套设在运动杆上的挡盖与防热辐射屏的孔洞处设置的穿孔延伸管配合，相互遮挡，使热辐射不能直接照射到低温核心组件上，在保证阻隔辐射漏热的同时，不干涉运动杆的移动，能够顺利执行低温核心组件所需的动作。

附图说明

图1是本发明实施例中提出的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置的装配图；

图2是本发明实施例中提出的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置的剖视图；

图3是本发明实施例中提出的固定夹持环的结构示意图。

图中：1、穿孔延伸管；2、挡盖；3、动作杆；4、热沉传导绳；5、固定夹持环；51、螺杆；6、真空腔；7、防热辐射屏；71、孔洞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

热辐射是电磁波的一种传播形式，它是高温物体向低温物体在不接触的情况下，通过高温物体向低温物体发射不同波段的能量波。因此，热辐射都是以直线传播的，并且在碰到物体表面会出现反射或一定的吸收透射。

本实施例基于上述热辐射直线传播的特性，提出一种低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，主要适用于具有操控要求的低温设备，用于改善漏热现象。例如低温探针台、有快速送样品需求的低温真空系统等。

以低温探针台为例，低温探针台包括探针组件、防热辐射屏和低温载物台，探针组件作为低温设备的执行机构往往需要从各个方向穿过防热辐射屏与低温载物台上的物体接触，为此，辐射屏上开设的供探针穿过的孔洞通常都比较大，如果不采取遮挡措施，热辐射产生的漏热损失将是十分严重的。

本实施例中的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，在防热辐射屏外设置与防热辐射屏上孔洞同轴的挡盖，挡盖能够随执行机构同步运动，使热辐射不能直接照射到隔热设备的低温核心组件上，减少了漏热损失，同时不影响执行机构的动作。

参考图1-3所示，本实施例中的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，包括穿孔延伸管1、动作杆3和挡盖2，其中穿孔延伸管1设置于防热辐射屏7开设的孔洞71处并向防热辐射屏7外方向延伸，动作杆3作为执行机构的执行单元或连接执行单元的连接结构能够在孔洞71内来回移动，挡盖2套设在动作杆3上与动作杆3同步移动，移动过程中，挡盖2始终能够将穿孔延伸管1远离防热辐射屏7的一端罩设其内。挡盖2与穿孔延伸管1能够相互配合，形成遮挡，使外界热辐射不能沿孔洞71照射在低温核心组件上，起到了阻止漏热的作用，经试验得知，采用挡盖2与穿孔延伸管1配合的方式相对于背景技术中采用的门帘式结构，减少了约30％的漏热损失；同时，因为挡盖2能够与动作杆3同步移动，不会对动作杆3的动作产生任何干涉。

可选地，如图1所示，穿孔延伸管1为圆管，挡盖2为一端设置有开口的圆筒形，挡盖2和穿孔延伸管1的直径与长度等尺寸，可根据动作杆3所需的位移量决定，必须满足的是，挡盖2的内径不小于穿孔延伸管1的外径且穿孔延伸管1的长度大于动作杆3所需的位移量，以保证挡盖2能够对穿孔延伸管1形成遮挡同时不影响挡盖2的移动。本实施例中，挡盖2的内径被配置为大于穿孔延伸管1的外径，这样在动作杆3产生径向微小位移时，同样能发挥阻隔热辐射的作用。具体的，穿孔延伸管1一端与防热辐射屏7连接，另一端处于挡盖2的罩盖下，挡盖2包括底壁以及由底壁向一侧延伸的侧壁，具体可以采用机械加工而成，能够降低加工成本。挡盖2的底壁壁面上开设通孔，动作杆3插入通孔内与挡盖2连接。

挡盖2与动作杆3可拆卸连接，以降低装配难度，例如螺接、插接等。本实施例中，通孔内同轴设置有固定夹持环5，固定夹持环5被配置为固定动作杆3，固定夹持环5可以采用一体式或分体式结构，通过拧紧固定夹持环5上的螺杆对动作杆3进行固定。

挡盖2选用具有高热导率的材料制成。在其中一个实施例中，挡盖2由铝或无氧铜制成。类似的，穿孔延伸管1同样选用铝或无氧铜制成。

而动作杆3不同部位可以采用的材料不同。示例性的，动作杆3以与挡盖2连接处为界，分为相互连接的第一段和第二段，其中动作杆3远离防热辐射屏7的一段为第一段，采用不锈钢薄壁管制成，以减少热传导；动作杆3靠近防热辐射屏7的一段为第二段，采用无氧铜制成，以提高热传导。本实施例中，第一段和第二段采用焊接的方式进行连接。在其他实施例中，第一段与第二段也可以采用螺接，只要满足第一段与第二段相对固定即可。

进一步地，本实施例中的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置还包括热沉传导绳4，热沉传导绳4一端与挡盖2具体是挡盖2的底壁连接，另一端与防热辐射屏7连接，热沉传导绳4能够保证挡盖2与防热辐射屏7的温度一致，这带来的好处是因为挡盖2与动作杆3是固连的，使整个动作杆3自身存在一定的间隔温度差，形成热沉，室温就不能通过动作杆3直接传导热量到低温核心组件了；同时挡盖2的温度降低，更有利于减少室温与低温核心组件之间引起的温差热辐射的影响。

此外，挡盖2和穿孔延伸管1的表面均涂覆有黑色涂层，例如特氟龙涂层，从而产生黑洞效应，将热辐射吸收。

需要说明的是，除了热辐射，热传导和热对流一般通过真空环境隔绝或减弱。因此，本实施例中的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置设置于真空环境中。具体的，驱动动作杆3移动的操作手柄或驱动件(例如步进电机)与形成真空环境的真空腔6密封连接，防热辐射屏7以及低温核心组件均位于真空腔6内。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，用于减少防热辐射屏(7)上的孔洞(71)漏热，其特征在于，包括：

穿孔延伸管(1)，所述穿孔延伸管(1)设置于所述孔洞(71)处并向外延伸；

动作杆(3)，所述动作杆(3)能够穿过所述穿孔延伸管(1)在所述孔洞(71)内移动；

挡盖(2)，所述挡盖(2)套设在所述动作杆(3)上与所述动作杆(3)同步移动，所述穿孔延伸管(1)远离所述防热辐射屏(7)的一端罩设在所述挡盖(2)内。

2.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，还包括热沉传导绳(4)，所述热沉传导绳(4)一端与所述挡盖(2)连接，另一端与所述防热辐射屏(7)连接。

3.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述挡盖(2)表面涂覆有黑色涂层。

4.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述穿孔延伸管(1)的表面涂覆有黑色涂层。

5.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述挡盖(2)的内径大于所述穿孔延伸管(1)的外径。

6.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述挡盖(2)与所述动作杆(3)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述挡盖(2)上开设有通孔，所述通孔内设置有固定夹持环(5)，所述动作杆(3)插入所述固定夹持环(5)内，所述固定夹持环(5)被配置为固定所述动作杆(3)。

8.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述挡盖(2)采用铝或无氧铜中的一种制成。

9.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述穿孔延伸管(1)采用铝或无氧铜中的一种制成。

10.根据权利要求1所述的低温防热辐射屏穿孔遮挡装置，其特征在于，所述动作杆(3)包括位于所述挡盖(2)外侧的第一段和位于所述挡盖(2)内侧的第二段，所述第一段采用不锈钢薄壁管制成，所述第二段采用无氧铜制成。

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