CN1244787C - 脉冲管致冷器 - Google Patents

Abstract

一种脉冲管致冷器，它包括：一个装有冷却部件的固定压力外壳(3)，和一个装有可维修部件的可运动压力外壳(2)。上述固定压力外壳(3)和可运动压力外壳(2)通过一个联结构件(1)连接在一起。在冷却工作过程中，上述联结构件(1)是这样工作的，即，使得致冷剂流体在上述固定外壳与可运动外壳之间流动。在维修工作过程中，上述联结构件是这样工作的，即，它切断致冷剂流体在上述固定和可运动外壳之间的流动，以便截住固定外壳中的致冷剂，并能通向可运动外壳中的零件，以便进行维修。在维修工作完成之后，把基本上纯净的致冷剂流体泵入上述可运动外壳(2)内；将上述固定和可运动的外壳重新连接，并且联结构件(1)能使得致冷剂流体重新在这两个外壳之间流动。

Description

脉冲管致冷器

技术领域

本发明涉及致冷装置，更具体的说，涉及用于低温致冷装置的脉冲管致冷器。

背景技术

各种低温致冷器常用于诸如大型超导磁铁装置的低温冷却，用于磁共振成像(MRI)，核磁共振(NMR)，用于科学研究，或者诸如磁力选矿之类的大型工业设施。这种低温致冷装置或者是铠装的冷却装置，以降低浸没在一种液体中，通常是液氦中的磁铁的发热，或者在真空中使用。近来，已经可以在市场上买到以上所提到的应用场合所需要的致冷功率范围的脉冲管致冷器(PTR)。现在，已经可以考虑在这些设备中使用低温致冷装置。PTR是一种具有不运动冷却部件的低温致冷装置。这一类低温致冷装置与其它市售的可替换的装置，例如，与Gifford McMahon(GM)，GM/Joule Thompson(JT)或者斯特林循环低温致冷器相比，具有运行费用低，并且振动特性大大降低的潜力。

当任何类型的低温致冷装置用来冷却以上提到的应用场合中的大型超导磁铁装置时，它必须是非常地可靠，并且在维修时使设施停顿或工作过程中断的时间最少。影响所有低温致冷装置的长期可靠性的一个因素是工作致冷流体的纯度，在这种情况下，就是氦气的纯度。在低温致冷装置的维修工作过程中，必须把它打开，更换合用的部件，并且不能有任何污染气体，包括空气，侵入该装置内部。在理想的状态下，PTR应该在低温下与低温致冷装置的各冷却站一起运行。因此，如果在维修工作过程中包容这些冷却站的部件向空气敞开，那么空气和其它污染物将被低温泵带入，并被密闭在机器内部的各冷却站中。在正常情况下，如果不把冷却的部件加热到室温，并用氦气把空气从设备中清除出去，将使PTR无法运行。

发明内容

按照本发明，一种脉冲管致冷器，包括：装有冷却部件的固定压力外壳，和装有可维修部件的可运动压力外壳；其特征在于，上述固定压力外壳和可运动压力外壳通过联结构件连接在一起；在冷却工作过程中，上述联结构件是这样工作的，即，使得致冷剂流体在上述固定外壳与可运动外壳之间流动；在维修工作过程中，上述联结构件被设置成通过一密封件的旋转以切断致冷剂流体在上述固定和可运动外壳之间的流动，以便在所述外壳之间的所述密封件中的孔与在上述固定和可运动外壳之间的流动通道不再对准，借此截住固定外壳中的致冷剂，并能通向可运动外壳中的零件，以便进行维修；在维修工作完成之后，把基本上纯净的致冷剂流体泵入上述可运动外壳内；将上述固定和可运动的外壳重新连接，并且联结构件能使得致冷剂流体在这两个外壳之间流动。

本发明能让装有脉冲管致冷器的低温致冷装置在打开并进行维修时，不让污染气体进入该装置的冷却部件内。上述冷却部件仍保持深冷的低温，不会因为致冷剂流体纯度的降低而影响该装置的特性。

上述可运动外壳可以直接连接在固定外壳上，并且上述联结构件在他们之间有一个密封件。不过，上述联结构件最好包括一个夹紧部分和一个密封件。

这样做的优点是，上述夹紧部分就可以被允许运动到离开上述固定外壳的距离足够的远，以便能让上述密封件能正确地定位，截断流体的流动，使得在完全密封住上述冷却部件之前，不打开要维修的部件。

通常，上述密封件是一个旋转盘。

如果上述盘能像盖子那样密封住流动通道，则那些孔的尺寸就不受限制，但是，最好上述转动盘上设置的那些孔的尺寸基本上与在固定外壳和可运动外壳之间的流动通道的横断面相同。

通常，上述夹紧部分上设有能限制上述联结构件离开上述固定外壳的距离的夹紧装置。

这样就减少了污染气体进入上述冷却部件的可能性。

通常，要把上述可运动的外壳从上述夹紧部分上拆卸下来，以便能有维修工作的入口。

附图说明

下面，参照附图说明按照本发明的脉冲管致冷器的一个实施例。附图中：

图1表示了一台按照本发明的脉冲管致冷器。

具体实施方式

一台脉冲管致冷器(PTR)包括装入一个可运动的压力外壳2内的需要维修的若干零件，和装入一个固定压力外壳3内的若干冷却部件。上述固定的和可运动的外壳联结在一起，并在两者之间设有一个密封件。这个密封件在正常运转时将被打开，而在维修时被关闭。在本实施例中，上述密封件是由一个位于上述可运动的压力外壳与固定的压力外壳之间的，可旋转的盘形成的。在正常运转时，这个盘处于使这个盘上的孔与上述冷却部件与要维修的部件之间的流动通道对准的位置上，所以，所有的通道对于PTR的运转来说，基本上对于致冷剂流体都是畅通的。出入口的密封是在上述盘1的各端部，或者用一个柔性的密封垫4来完成，或者在每一条流动通道上用一系列0形密封圈(图中未示出)来完成。

当需要对可运动压力外壳2中的零件进行维修时，通过旋转盘1封闭固定压力外壳3中的冷却零件，直到把流动通道堵塞。为了使盘1能够旋转，上述PTR必须停机，并断开供应致冷剂的连接件5、6的连接。这些连接件都是自密封的，不会让任何空气中的污染气体进入。一个夹紧件7把上述旋转盘夹紧在上述固定外壳与运动外壳之间。为了能让盘转动，要在一个可控制的程序下，把固定上述夹紧件7的螺钉10拆卸下来。拆掉了螺钉10，就松开了作为一个整体的夹紧件7和可运动的压力外壳2，并且能使其运动，离开固定压力外壳3。这种运动是由内部压力的作用所造成的。致冷剂流体借助于上述旋转盘上的0形密封圈8、9而留在装置内。用于限制上述夹紧件7和可运动的压力外壳2运动的肩部螺钉11，防止了这些部件完全敞开。

然后，通过驱动轮子驱动机构13上的一根蜗杆12，转动上述可旋转的盘1。蜗杆12安装在夹紧件7上。旋转盘1的运动受到一个刚性机械挡块的限制。在图1中有一根销子14，它被挡住在一条加工出来的凹槽15的端部。在流过上述旋转盘1这个问题上，一个位置是为打开用的，而另一个位置是为关闭或密封用的。密封PTR的各部件是通过更换上述螺钉10来完成的，结果，上述固定压力外壳3完全与可运动的压力外壳2密封隔离。这样，在螺栓16处打开外壳，就能安全地对可运动的压力外壳的可维修的部件进行维修。一旦更换了可维修的部件，就重新把螺栓16紧固在可运动的压力外壳2上。把占据在可运动的压力外壳2中致冷剂气体泵出来，更换成纯净的致冷剂气体，这样就把所有的空气和污染气体从可运动的压力外壳2中驱逐出去了。然后，把固定外壳与可运动的外壳重新联结起来，并用与上述步骤相反的步骤，将旋转盘转回到原来位置，让流体能够流动。

Claims (6)

1.一种脉冲管致冷器，包括：装有冷却部件的固定压力外壳，和装有可维修部件的可运动压力外壳；其特征在于，上述固定压力外壳和可运动压力外壳通过联结构件连接在一起；在冷却工作过程中，上述联结构件是这样工作的，即，使得致冷剂流体在上述固定外壳与可运动外壳之间流动；在维修工作过程中，上述联结构件被设置成通过一密封件的旋转以切断致冷剂流体在上述固定和可运动外壳之间的流动，以便在所述外壳之间的所述密封件中的孔与在上述固定和可运动外壳之间的流动通道不再对准，借此截住固定外壳中的致冷剂，并能通向可运动外壳中的零件，以便进行维修；在维修工作完成之后，把基本上纯净的致冷剂流体泵入上述可运动外壳内；将上述固定和可运动的外壳重新连接，并且联结构件能使得致冷剂流体在这两个外壳之间流动。

2.如权利要求1所述的脉冲管致冷器，其特征在于，上述联结构件还包括夹紧部分。

3.如权利要求2所述的脉冲管致冷器，其特征在于，上述密封件包括旋转盘。

4.如权利要求3所述的脉冲管致冷器，其特征在于，在上述旋转盘上设有若干孔，这些孔的横断面基本上与在固定外壳和可运动外壳之间的流动通道的横断面相同。

5.如权利要求2所述的脉冲管致冷器，其特征在于，上述夹紧部分上设有能限制上述联结构件离开上述固定外壳的程度的夹紧装置。

6.如以上任何一个权利要求中所述的脉冲管致冷器，其特征在于，当需要维修时，可以把上述可运动的外壳从上述夹紧部分上拆卸下来。

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