CN208271678U - 一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐，包括罐体，在罐体的上部或顶部设置工质进口管，在罐体的下部或底部设置工质出口管，在罐体上还设置有预冷机构，通过预冷机构内的低温冷媒与罐体内的工质进行热交换以使得工质保持为液态。带预冷机构的工质储罐，解决了低温柱塞泵的启动和稳定运行问题，实现重频磁体冷却系统的稳定运行。

Description

一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐

技术领域

本实用新型涉及强磁场重频磁体线圈冷却技术领域，尤其涉及一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐。

背景技术

现有的强磁场重频磁体快速冷却系统中普遍采用低温工质进行循环流动进行冷却，如图1申请人前一代重频磁体快速冷却系统(可但不一定为现有技术)：

将磁体线圈1'导线中心开孔，将被液氮喷淋换热器5'冷却的冷却工质通入磁体线圈1'，对线圈进行冷却，冷却工质将线圈中热量带出，进入冷媒储罐2'，驱动泵3'从工质储罐2'中抽出工质，然后经过驱动泵3'加压，进入液氮喷淋换热器4'，在换热器4'中，液氮喷淋到工质通道表面，挥发吸收工质热量，将工质冷却到低温，通入磁体线圈1'中，这样完成一个循环。

由于导线截面积较小，在导线中心轴向开孔直径只有2mm，而导线最长有8m，而且工质将磁体快速冷却需要较高流速才能实现，狭长通道和高流速造成磁体前后压差很大，而且冷媒需要冷却到-130℃，才能达到要求，整个系统的核心部件驱动泵，只能选择低温柱塞泵，才能达到低温高压的工质驱动需求，因为低温工质在常温下都很容易挥发，而低温柱塞泵要稳定运行，进入柱塞腔体的工质必须为液态，否则泵将无法正常工作，如果工质在柱塞腔内汽化，就会造成柱塞空转，而无法泵出液体，从而造成活塞杆和密封结构产生干摩擦，快速烧掉泵头。为此需要将常温储藏的工质注入系统储罐后，将储罐内的工质进行预冷，当储罐内工质达到一定低温条件，才能开机，因此工质储罐需要带预冷结构，此外系统运行过程中，工质处于低温状态，整体系统需要做保温处理，目前市场上还未有这种带预冷和保温结构的储罐，为此本发明提出一种带预冷和保温结构的工质储罐。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐，其能解决工质气化导致冷却系统运行不稳定的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐，包括罐体，在所述罐体的上部或顶部设置工质进口管，在罐体的下部或底部设置工质出口管，在所述罐体上还设置有预冷机构，通过所述预冷机构内的低温冷媒与罐体内的工质进行热交换以使得所述工质保持为液态。

优选的，所述预冷机构包括内设于所述罐体内的铜质盘管，并在铜质盘管的上、下两端的管口连接低温冷媒进口管和低温冷媒出口管。

优选的，在铜质盘管的上端的管口连接所述低温冷媒进口管，所述低温冷媒进口管穿过所述罐体的上部或顶部与低温冷媒供给源连通；在铜质盘管的下端的管口连接所述低温冷媒出口管，所述低温冷媒出口管穿过所述罐体的下部或底部与冷媒回收管道连通。

优选的，在铜质盘管的下端的管口连接所述低温冷媒进口管，所述低温冷媒进口管穿过所述罐体的下部或底部与低温冷媒供给源连通；在铜质盘管的上端的管口连接所述低温冷媒出口管，所述低温冷媒出口管穿过所述罐体的上部或顶部与冷媒回收管道连通。

优选的，在所述罐体上还设有回气管，在罐体的壳体侧壁上设有液位计接口。

优选的，在所述罐体上还设置有温度传感器连接管口、压力传感器和安全阀，应以检测罐体内的温度和压力。

优选的，在所述罐体的外壁上包覆一层保温层。

优选的，所述罐体为双层壳体，所述双层壳体之间填充保温材料。

可替代的，罐体的所述双层壳体之间抽真空处理。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：带预冷机构的工质储罐，解决了低温柱塞泵的启动和稳定运行问题，实现重频磁体冷却系统的稳定运行。

附图说明

图1为相关的重频磁体快速冷却系统示意图；

图2为本实用新型的一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐的正视图；

图3为本实用新型的一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐的侧视图。

图中：1'、磁体线圈；2'、工质储罐；3'、驱动泵；4'、液氮喷淋换热器；1、罐体；2、工质进口管；3、工质出口管；4、铜质盘管；5、低温冷媒进口管；6、低温冷媒出口管；7、回气管；8、液位计接口；9、温度传感器连接管口；10、压力传感器；11、安全阀；12、保温层。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见附图2-图3，工质从工质进口管2进入罐体1，液位位于内腔高度2/3处，液氮通过低温冷媒进口管5通入管内换热的铜质盘管4，与罐体1内工质换热后，从低温冷媒出口管6排出回收循环，铜质盘管4是为了增加换热面积，增加换热的充分性。工质的温度传感器连接于罐体上的温度传感器连接管口9用于监控罐体1内工质温度，此温度用于评估预冷的目标是否达成。安全阀11是罐体安全保护装置，如果罐体内压力由于特殊原因增加超过安全压力，可泄压保持罐体不超压，保证系统安全。罐体采用双层壳体设计，两层壳体之间可填充保温材料，如岩棉、气凝胶保温材料和橡塑海绵等，亦可将两层壳体见抽真空处理。

具体实施方案如下：

一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐，包括罐体1，在所述罐体1的上部或顶部设置工质进口管2，在罐体1的下部或底部设置工质出口管3，在所述罐体1上还设置有预冷机构，通过所述预冷机构内的低温冷媒与罐体1内的工质进行热交换以使得所述工质保持为液态。

所述预冷机构包括内设于所述罐体1内的铜质盘管4，并在铜质盘管4的上、下两端的管口连接低温冷媒进口管5和低温冷媒出口管6。对于两个进口管5和出口管6的设置位置有如下方式：

第一种，在铜质盘管4的上端的管口连接所述低温冷媒进口管5，所述低温冷媒进口管5穿过所述罐体1的上部或顶部与低温冷媒供给源连通；在铜质盘管4的下端的管口连接所述低温冷媒出口管6，所述低温冷媒出口管6穿过所述罐体1的下部或底部与冷媒回收管道连通。第一种连接方式更易实现。

可替代另一种连接方式(图未示)，在铜质盘管4的下端的管口连接所述低温冷媒进口管5，所述低温冷媒进口管5穿过所述罐体1的下部或底部与低温冷媒供给源连通；在铜质盘管4的上端的管口连接所述低温冷媒出口管6，所述低温冷媒出口管6穿过所述罐体1的上部或顶部与冷媒回收管道连通。此类安装方式使得热交换更充分。

在所述罐体1上还设有回气管7，在罐体1的壳体侧壁上设有液位计接口8。

进一步的，为了控制的更易实现，在所述罐体1上还设置有温度传感器连接管口9、压力传感器10和安全阀11，应以检测罐体内的温度和压力。

更常用的，在所述罐体1的外壁上包覆一层保温层12。

通过带预冷机构的工质储罐，解决了低温柱塞泵的启动和稳定运行问题。温度传感器、压力传感器等的设置便于系统的自动控制和预警；保温层的设置使得工质储罐具有更好的保温效果。上述储罐结构简单易实现，实现重频磁体冷却系统的稳定运行。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种重频磁体低温冷却系统的带预冷机构的工质储罐，包括罐体，在所述罐体的上部或顶部设置工质进口管，在罐体的下部或底部设置工质出口管，其特征在于：在所述罐体上还设置有预冷机构，通过所述预冷机构内的低温冷媒与罐体内的工质进行热交换以使得所述工质保持为液态。

2.根据权利要求1所述的工质储罐，其特征在于：所述预冷机构包括内设于所述罐体内的铜质盘管，并在铜质盘管的上、下两端的管口连接低温冷媒进口管和低温冷媒出口管。

3.根据权利要求2所述的工质储罐，其特征在于：在铜质盘管的上端的管口连接所述低温冷媒进口管，所述低温冷媒进口管穿过所述罐体的上部或顶部与低温冷媒供给源连通；在铜质盘管的下端的管口连接所述低温冷媒出口管，所述低温冷媒出口管穿过所述罐体的下部或底部与冷媒回收管道连通。

4.根据权利要求2所述的工质储罐，其特征在于：在铜质盘管的下端的管口连接所述低温冷媒进口管，所述低温冷媒进口管穿过所述罐体的下部或底部与低温冷媒供给源连通；在铜质盘管的上端的管口连接所述低温冷媒出口管，所述低温冷媒出口管穿过所述罐体的上部或顶部与冷媒回收管道连通。

5.根据权利要求1所述的工质储罐，其特征在于：在所述罐体上还设有回气管，在罐体的壳体侧壁上设有液位计接口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的工质储罐，其特征在于：在所述罐体上还设置有温度传感器连接管口、压力传感器和安全阀，用以检测罐体内的温度和压力。

7.根据权利要求1所述的工质储罐，其特征在于：在所述罐体的外壁上包覆一层保温层。

8.根据权利要求1所述的工质储罐，其特征在于：所述罐体为双层壳体，所述双层壳体之间填充保温材料。

9.根据权利要求8所述的工质储罐，其特征在于：所述双层壳体之间抽真空处理。