CN105091391B - U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 - Google Patents
U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105091391B CN105091391B CN201510295667.3A CN201510295667A CN105091391B CN 105091391 B CN105091391 B CN 105091391B CN 201510295667 A CN201510295667 A CN 201510295667A CN 105091391 B CN105091391 B CN 105091391B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pulse tube
- hot
- shaped
- wave filter
- refrigerating machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1406—Pulse-tube cycles with pulse tube in co-axial or concentric geometrical arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
本发明公开了一种U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法，由U型冷头、热端散热支撑平台、圆柱杜瓦、高反射屏、防辐射屏、细框架结构、设备箱组成。脉冲管制冷机可靠性高、工作寿命长，且冷端无运动部件，消除了冷端运动振动对高温超导滤波器信号传输的影响。本发明充分利用了U型脉冲管制冷机的结构特点，实现了与高温超导滤波器的方便耦合，可为高温超导滤波器提供稳定可靠、低噪声、低振动的低温冷源。本发明对高温超导滤波器进一步的推广应用以及U型脉冲管制冷机在移动通讯等领域的实用化有着积极的意义。
Description
技术领域
本发明的技术领域涉及制冷与低温工程领域、超导工程领域和通信工程领域，涉及脉冲管制冷机和高温超导滤波器，特别涉及一种U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法。
背景技术
高温超导技术作为近年来发展迅猛的前沿技术之一，应用于移动通信领域，具有许多优势，特别是高温超导材料制成的高温超导滤波器，与常规的滤波器相比，其通带损失小，阻带抑制大、边带陡峭、可制成极窄带滤波器、体积小、质量轻。应用于民用移动通信领域，高温超导滤波器可显著提高移动基站的选择性、灵敏度和信息传输速度、提高通话质量、增加通话容量、扩大基站覆盖面积、增强基站抗干扰能力、降低手机发射功率。随着高温超导滤波器理论和制造工艺的成熟，以及移动通讯业在全球范围内的迅猛发展，高温超导滤波器有望为全球移动通信领域带来革命性的变化。
移动基站用高温超导滤波器最佳工作环境温度为60～80K，目前在此温区，小型低温机械制冷机作为冷源，可以很好的满足高温超导滤波器冷量要求，考虑到高温超导滤波器的外在工作环境，除冷量要求外，还需要制冷机具有稳定、高效、低干扰、长寿命、小体积、轻重量等特点。目前，国内外移动基站用高温超导滤波器产品大多采用斯特林制冷机作为低温冷源，但由于斯特林制冷机冷头端排出器等运动部件会带来机械振动及电磁干扰信号，对高温超导滤波器的工作输出信号有较大影响。而且斯特林制冷机的可靠性和工作寿命也是影响其工作性能的一个较大瓶颈。
20世纪80年代以后投入使用的脉冲管制冷机是对回热式低温制冷机的一次重大革新，与其他小型回热式低温制冷机尤其是斯特林制冷机相比，它取消了冷端排出器，相位调节由被动调相机构完成，因此在冷端无运动部件，实现了冷端低振动、低干扰以及无磨损，并经过调相结构方式上的改进，在一些典型温区如60～80K温区，其效率已经达到回热式低温制冷机中的最高值。因此，脉冲管制冷机具有冷量大、效率高、冷端无机械振动、可靠性高、预期寿命长等诸多优点。
脉冲管制冷机根据脉冲管与蓄冷器相对位置的不同有三种典型的布置方式，如图1所示，其中(a)为直线型，(b)为U型，(c)为同轴型。三种型式的脉冲管制冷机均由压缩机1、连管2、蓄冷器3、脉冲管4、调相结构5以及气库6等主要结构组成。直线型布置中脉冲管4和蓄冷器3处于一条直线，U型布置中脉冲管4和蓄冷器3相互平行，同轴型布置中脉冲管4同心地***蓄冷器3。三种型式中，同轴型结构最为紧凑，但由于制冷机内部气体工质需要在冷端折转180度，会引起较大的阻力损失及气流扰动，并且由于蓄冷器3和脉冲管4的温度不匹配，不可避免地带来冷量损失；直线型布置中，气流不需要折返，可以最大限度降低气体流动阻力，在三种布置方式中效率最高，但是其冷端位于蓄冷器3与脉冲管4之间，冷指整体较长，使得冷量提取不便，与器件耦合困难，是制约直线型进一步应用的关键因素。
由图1可以看出，在脉管制冷机的三种典型布置方式中，U型结构与同轴型结构一样，冷端处于一端，与器件的耦合较为方便，相对于直线型布置而言结构较为紧凑。且蓄冷器和脉冲管不直接接触，避免了同轴型结构中蓄冷器和脉冲管温度分布不匹配带来的冷量损失。因此U型结构的制冷效率相对要高于同轴型，而较直线型布置结构更为紧凑且较方便与器件耦合，因而可充分利用U型脉冲管制冷机的优点，使其用于高温超导滤波器的冷却。
发明内容
鉴于高温超导滤波器及U型脉冲管制冷机的特点，本发明提出一种利用U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法，目的在于，充分利用U型脉冲管制冷机在60～80K温区效率高、冷量大、易于器件耦合等优点，为高温超导滤波器提供稳定可靠的低温冷源。
所发明的U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构如图2所示，由U型冷头8、热端散热支撑平台7、圆柱杜瓦9、高反射屏11、防辐射屏12、细框架结构13、设备箱21组成，其特征如下：
U型脉冲管制冷机的冷指由蓄冷器3、脉冲管4、调相机构5、气库6、热端散热支撑平台7、U型冷头8组成，压缩机1通过连管2与冷指耦合组成U型脉冲管制冷机。其中热端散热支撑平台7将U型脉冲管制冷机的蓄冷器热端散热与脉冲管热端散热集成为一体，并与圆柱杜瓦9耦合，支撑组成真空室；高温超导滤波器10放置固定于U型冷头8工作面，以与U型脉冲管制冷机耦合。在U型冷头8上表面设置高反射屏11与防辐射屏12，将高温超导滤波器10和U型冷头8罩于其中，热端散热支撑平台7上安装细框架结构13，细框架结构13外部裹有多层防辐射材料，蓄冷器3和脉冲管4周围分别裹有多层防辐射材料，将U型脉冲管制冷机冷指罩于其中。圆柱杜瓦9下端与热端散热支撑平台7上端相贴合，利用螺钉进行紧固连接，密封圈进行密封。在圆柱杜瓦9侧壁上安装真空阀门14，运行时利用抽真空设备通过真空阀门14保持真空度在5.0×10-6Pa以下。高温超导滤波器10通过同轴电缆15连接位于热端散热支撑平台7上的密封电连接件16将信号传递至真空室外，并通过电缆线17将信号传输至电控及信号采集装置18。电控及信号采集装置18通过信号线19对压缩机1进行电源信号的输入以及控制，电缆线17及信号线19通过束线装置20固定。整体设备放置于设备箱21中。电控及信号采集装置18位于设备箱21挡板22下方的电控室右侧，在电控室外侧设置有外部的电源及信号接口。在挡板22上方放置U型脉冲管制冷机，位于挡板22及上侧板之间的动力室放置压缩机1，利用压缩机支架24进行固定。压缩机1下端放置于散热平台25上端，散热平台25下端与气库连接件26连接，气库连接件26下端连接气库6，并放置于挡板22，利用固定板23进行固定。气库连接件26在滤波器结构正面一侧有开孔，方便U型脉冲管制冷机热端连管27通过。热端连管27绕过压缩机1，穿过气库连接件26开孔，与调相结构5及气库6相连。设备箱21左右侧板分别安装风扇28与栅栏29，设备运行时风扇28开启，在热端散热支撑平台7位置处形成空气流动通道，为其进行散热。
所发明的U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器结构的制造方法如下：
U型冷头8采用导热性能良好的高纯无氧铜制作而成，由蓄冷器端冷头30、脉冲管端冷头31和狭缝柱32组成。蓄冷器端冷头30下端利用线切割慢走丝加工30-60条宽0.02～0.15mm的狭缝，形成狭缝孔34，方便蓄冷器3***，在蓄冷器端冷头30右侧有盲孔方便狭缝柱32左端***；在脉冲管端冷头31下端采用线切割慢走丝加工狭缝形成狭缝孔35，方便脉冲管4***。在脉冲管端冷头32左侧车盲孔方便狭缝柱32***。狭缝柱32为一段圆柱形阶梯段零件，分别在左右两端采用线切割慢走丝加工狭缝36。安装时狭缝柱32左端***蓄冷器端冷头30，右端***脉冲管端冷头31，在33处采用真空洁净钎焊方式将三部件密封焊接为一体。精车U型冷头8上表面平面度在0.10mm以下，表面涂低温导热硅脂，与高温超导滤波器10紧密贴合。安装高反射屏11与防辐射屏12于U型冷头8上表面，将高温超导滤波器10和U型冷头8罩于其中，采用高反射率材料制成。高反射屏11截面呈几字形结构，两侧钻小孔37，方便同轴电缆15的通过，壁厚0.5～2.0mm。防辐射屏12的四壁厚度0.2～1.0mm。在高反射屏11下端边台及防辐射屏12上端边台上车有均布通孔38。高反射屏11和防辐射屏12内表面发黑处理，外表面打磨抛光。利用均布通孔38用螺钉紧固连接于U型冷头8上表面。细框架结构13由3～10根材料为环氧玻璃钢纤维的折弯细棒构成，安装于热端散热支撑平台7，外部裹有多层防辐射材料，将U型脉冲管制冷机冷指与高温超导滤波器10罩于其中。热端散热支撑平台7整体呈圆形平板结构，下端车凸台39，连管2***凸台39中心圆孔，另一端连接压缩机1，热端连管27***下端右侧相应圆孔，另一端连接调相结构5及气库6。热端散热支撑平台7上端车凸台40。分别在热端散热支撑平台7上端利用线切割慢走丝加工狭缝孔41和狭缝孔42，蓄冷器3和脉冲管4分别***蓄冷器端狭缝孔41及脉冲管端狭缝孔42。热端散热支撑平台7上端面车均布小凸台43，连接固定细框架结构13。热端散热支撑平台7对称安装密封电连接件16。热端散热支撑平台7上端面与圆柱杜瓦9耦合，通过螺钉利用均布通孔44进行紧固连接，利用密封圈进行密封。热端散热支撑平台7外圆安装于设备箱22上侧板的中心圆孔，使U型脉冲管制冷机冷指及真空室得到固定。挡板22及固定板23支撑U型脉冲管制冷机热端气库连接件26使U型脉冲管制冷机得到固定支撑。挡板22由对称的两块薄板组成，将两块对称半圆环形固定板23对称安装并利用螺钉固定于挡板22上，使挡板22两对称件连接成为一体。挡板22及固定板23将设备箱21空间分隔为动力室和电控室两部分，对U型脉冲管制冷机热端起到支撑作用。
本发明有如下特点：
1)利用U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器，充分利用U型脉冲管制冷机在高温超导滤波器所需最佳工作温区60～80K温区相对同轴型脉冲管制冷机效率高、冷量大，相对直线型脉冲管制冷机易于器件耦合等优点，为高温超导滤波器的运行提供稳定可靠的低温冷源。
2)采用U型冷头8的大面积平台作为高温超导滤波器的工作面平台，通过精车平台端面，使得高温超导滤波器可以与U型冷头紧密贴合，并在两者间涂有低温导热硅脂以加强冷量传导。
3)对高温超导滤波器采用独特的防辐射结构来减小热辐射造成的冷量损失，其中在U型冷头8上表面设置了内部发黑外部打磨处理的高反射屏11与防辐射屏12，细框架结构13外包裹多层防辐射材料，这些结构将U型脉冲管制冷机冷指与高温超导滤波器10罩于其中，为高温超导滤波器的提供防辐射低温工作环境。
4)热端散热支撑平台7及圆柱杜瓦9组成真空室，为高温超导滤波器提供工作所需的真空环境。在圆柱杜瓦9侧壁上安装有真空阀门14，运行时利用抽真空设备通过真空阀门14保持真空度在5.0×10-6Pa以下。
5)将与U型脉冲管制冷机紧密耦合的高温超导滤波器10整体放置固定于设备箱21内，设备箱21对U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器起到了固定设备、为设备散热、封装设备等作用。
脉冲管制冷机可靠性高、工作寿命长，且冷端无运动部件，消除了冷端运动振动对高温超导滤波器信号传输的影响。本发明充分利用了U型脉冲管制冷机的结构特点，实现了与高温超导滤波器的方便耦合，可为高温超导滤波器提供稳定可靠、低噪声、低振动的低温冷源。本发明对高温超导滤波器进一步的推广应用以及U型脉冲管制冷机在移动通讯等领域的实用化有着积极的意义。
附图说明
图1为脉冲管制冷机的三种布置方法示意图，其中图1(a)为直线型布置，图1(b)为U型布置，图1(c)为同轴型布置。
图2为U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构示意图。
图3为U型冷头8结构示意图，其中图3(a)为U型冷头主剖视图，图3(b)为仰视图，图3(c)为狭缝柱示意图。
图4为高反射屏11与防辐射屏12结构图示，其中图4(a)为主视图，图4(b)为俯视图。
图5为细框架结构13结构示意图，其中图5(a)为主视图，图5(b)为俯视图。
图6为热端散热支撑平台7结构示意图。
图7为挡板22和固定板23结构示意图，其中图7(a)为剖视图，图7(b)为主视图。
其中：1为压缩机，2为连管，3为蓄冷器，4为脉冲管，5为调相机构，6为气库，7为热端散热支撑平台，8为U型冷头，9为圆柱杜瓦，10为高温超导滤波器，11为高反射屏，12为防辐射屏，13为细框架结构，14为真空阀门，15为同轴电缆，16为密封电连接件，17为电缆线，18为电控及信号采集装置，19为信号线，20为束线装置，21为设备箱，22为挡板，23为固定板，24为压缩机支架，25为散热平台，26为气库连接件，27为热端连管，28为风扇，29为栅栏，30为蓄冷器端冷头，31为脉冲管端冷头，32为狭缝柱，33为焊接点，34为蓄冷器端冷头狭缝孔，35为脉冲管端冷头狭缝孔，36为狭缝柱狭缝，37为高反射屏通孔，38为均布通孔，39为热端散热支撑平台下端凸台，40为热端散热支撑平台上端凸台，41为热端散热支撑平台蓄冷器侧狭缝孔，42为热端散热支撑平台脉冲管侧狭缝孔，43为细框架结构固定均布凸台，44为热端散热支撑平台均布通孔，45为挡板中心圆槽。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
如图2所示，所发明的U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构由U型冷头8、热端散热支撑平台7、圆柱杜瓦9、高反射屏11、防辐射屏12、细框架结构13、设备箱21组成。U型脉冲管制冷机的冷指由蓄冷器3、脉冲管4、调相机构5、气库6、热端散热支撑平台7、U型冷头8组成，压缩机1通过连管2与冷指耦合形成U型脉冲管制冷机。U型冷头8采用导热性能良好的高纯无氧铜制作而成，其结构如图3所示，由三部分组成，包括蓄冷器端冷头30、脉冲管端冷头31以及狭缝柱32，其中蓄冷器端冷头30以及脉冲管端冷头31下端有狭缝孔34和狭缝孔35。狭缝柱32有狭缝36，其左端***蓄冷器端冷头30，右端***脉冲管端冷头31，并在33处采用真空洁净钎焊方式将三部件焊接为一体。U型冷头8整体呈方形，狭缝孔34、狭缝孔35和狭缝36在工质气体通过时扩大了工质气体接触换热面积，提高U型冷头8的换热效率。U型冷头8下方分别***蓄冷器3与脉冲管4。高温超导滤波器10放置固定于U型冷头8上表面，与U型脉冲管制冷机耦合。其中U型冷头8上表面经精车处理，平面度为0.05mm，以与高温超导滤波器10紧密贴合，并在两者之间涂有低温导热硅脂，以加强冷量的传递。在U型冷头8上表面设置了高反射屏11与防辐射屏12，将高温超导滤波器10和U型冷头8罩于其中。高反射屏11与防辐射屏12的结构如图4所示，采用高反射率材料制成，其中内表面经过发黑处理，外表面经过抛光打磨处理。在高反射屏11两侧开有小孔37，方便同轴电缆15的通过。高反射屏11壁厚在1.0mm，防辐射屏12的四壁厚度厚度在0.5mm。高反射屏11下端边台及防辐射屏12上端边台上车有均布通孔38，用于将高反射屏11及防辐射屏12用螺钉紧固连接于U型冷头8上表面。细框架结构13安装于热端散热支撑平台7上，将U型脉冲管制冷机冷指与高温超导滤波器10罩于其中，结构如图5所示，由6根材料为环氧玻璃钢纤维的折弯细棒组成。在其外部裹有多层防辐射材料，在蓄冷器3和脉冲管4周围同样分别裹有多层防辐射材料，以减小热辐射可能造成的冷量损失。热端散热支撑平台7结构如图6所示，整体呈圆形平板结构。热端散热支撑平台7下端凸台39利用连管2连接压缩机1，上端蓄冷器端狭缝孔41***连接蓄冷器3，上端凸台40有脉冲管端狭缝孔42***连接脉冲管4，下端利用热端连管27连接调相结构5及气库6。狭缝孔41和狭缝孔42分别切割有狭缝，在工质气体通过时扩大了热端散热支撑平台7与工质气体接触换热面积，提高换热效率。从图6可看出，热端散热支撑平台7将U型脉冲管制冷机的蓄冷器热端散热与脉冲管热端散热集成为一体，通过连管2与27连接压缩机1和调相装置，并对蓄冷器3和脉冲管4等部件起到支撑作用。热端散热支撑平台7上端面有均布小凸台43，用于细框架结构13的安装固定。热端散热支撑平台7对称安装有密封电连接件16，用于高温超导滤波器10的信号传输。热端散热支撑平台7上端面与圆柱杜瓦9耦合，通过螺钉紧固连接，利用密封圈进行密封，并支撑圆柱杜瓦9，组成U型脉冲管制冷机冷指与高温超导滤波器10工作所需真空室环境。44为用于螺钉紧固的均布通孔。安装时热端散热支撑平台7外圆安装于设备箱22上侧板的中心圆孔上，使U型脉冲管制冷机冷指及真空室得到固定。设备箱21为U型脉冲管制冷机及高温超导滤波器10提供了集成封装。其中电控及信号采集装置18位于设备箱21挡板22下方的电控室右侧，在电控室外侧设置有外部的电源及信号接口。在挡板22上方放置U型脉冲管制冷机，其中位于挡板22及上侧板之间的动力室放置压缩机1，并利用压缩机支架24进行固定。上侧板放置热端散热支撑平台7以用于放置U型脉冲管冷指。压缩机1下端放置于散热平台25上端，散热平台25下端与气库连接件26连接，气库连接件26下端连接气库6，并放置于挡板22中心圆槽45内，利用固定板23进行固定，挡板22及固定板23结构如图7所示。气库连接件26朝向纸外的一侧有开孔，方便U型脉冲管制冷机热端连管27通过。热端连管27绕过压缩机1，穿过气库连接件26开孔，与调相结构5及气库6相连。设备箱21左右侧板分别安装风扇28与栅栏29，设备运行时风扇开启，在热端散热支撑平台7位置处形成空气流动通道，为其进行散热，提高制冷机工作效率。
所发明的U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器结构的制造方法可按如下方法实施：
U型冷头8结构如图3所示，采用导热性能良好的高纯无氧铜制作而成，包括三部分：蓄冷器端冷头30、脉冲管端冷头31以及狭缝柱32。蓄冷器端冷头30下端利用线切割慢走丝加工45条宽0.10mm的狭缝，形成狭缝孔34，方便蓄冷器3***，狭缝柱32左端***蓄冷器端冷头30右侧盲孔，在脉冲管端冷头31下端采用线切割慢走丝加工狭缝形成狭缝孔35，方便脉冲管4***。狭缝柱32***脉冲管端冷头32左侧盲孔。狭缝柱32为一段圆柱形阶梯段零件，分别在左右两端采用线切割慢走丝加工狭缝36。安装时，狭缝柱32左端***蓄冷器端冷头30，右端***脉冲管端冷头31，在33处采用真空洁净钎焊方式将三部件密封焊接为一体。U型冷头8上表面精车，平面度为0.05mm，安装时表面涂低温导热硅脂，与高温超导滤波器10紧密贴合。
高反射屏11与防辐射屏12安装于U型冷头8上表面，将高温超导滤波器10和U型冷头8罩于其中，结构如图4所示，采用高反射率材料制成。高反射屏11截面呈几字形结构，在其两侧钻小孔37，方便同轴电缆15的通过，壁厚为1.0mm。防辐射屏12的四壁厚度0.5mm。在高反射屏11下端边台及防辐射屏12上端边台上车有均布通孔38。高反射屏11和防辐射屏12内表面均经过发黑处理，外表面经过打磨抛光处理。安装时可利用均布通孔38用螺钉紧固连接于U型冷头8上表面。
细框架结构13结构如图5所示，由6根材料为环氧玻璃钢纤维的折弯细棒组成。细框架结构13安装于热端散热支撑平台7上，外部裹有多层防辐射材料，将U型脉冲管制冷机冷指与高温超导滤波器10罩于其中。
热端散热支撑平台7结构如图6所示，整体呈圆形平板结构。热端散热支撑平台7下端车有凸台39，连管2***凸台39中心圆孔，另一端连接压缩机1，热端连管27***下端右侧相应圆孔内，另一端连接调相结构5及气库6。热端散热支撑平台7上端有凸台40，分别在热端散热支撑平台7上端利用线切割慢走丝加工狭缝孔41和狭缝孔42，蓄冷器3和脉冲管4分别***蓄冷器端狭缝孔41及脉冲管端狭缝孔42。热端散热支撑平台7上端面车均布小凸台43，用于细框架结构13的安装固定。热端散热支撑平台7对称安装有密封电连接件16。热端散热支撑平台7上端面与圆柱杜瓦9耦合，通过螺钉利用均布通孔44进行紧固连接，利用密封圈进行密封。安装时，热端散热支撑平台7外圆安装于设备箱22上侧板的中心圆孔上，固定U型脉冲管制冷机冷指及真空室。
挡板22及固定板23结构如图7所示，挡板22为对称的两块薄板，对称安装，将两块对称的呈半圆环形的固定板23利用螺钉固定于挡板22上，使挡板22两对称件连接成为一体。挡板22及固定板23将设备箱21空间分隔为动力室和电控室两部分，以支撑U型脉冲管制冷机热端。
Claims (2)
1.一种U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构，它由U型冷头(8)、热端散热支撑平台(7)、圆柱杜瓦(9)、高反射屏(11)、防辐射屏(12)、细框架结构(13)、设备箱(21)组成，其特征在于：U型脉冲管制冷机的冷指由蓄冷器(3)、脉冲管(4)、调相机构(5)、气库(6)、热端散热支撑平台(7)、U型冷头(8)组成，压缩机(1)通过连管(2)与冷指耦合形成U型脉冲管制冷机；热端散热支撑平台(7)将U型脉冲管制冷机的蓄冷器热端散热与脉冲管热端散热集成为一体，并与圆柱杜瓦(9)耦合，支撑组成真空室；高温超导滤波器(10)放置固定于U型冷头(8)工作面，以此与U型脉冲管制冷机耦合；在U型冷头(8)上表面设置高反射屏(11)与防辐射屏(12)，将高温超导滤波器(10)和U型冷头(8)罩于其中，在热端散热支撑平台(7)上安装细框架结构(13)，细框架结构(13)外部裹有多层防辐射材料，蓄冷器(3)和脉冲管(4)周围分别裹有多层防辐射材料，将U型脉冲管制冷机冷指罩于其中；圆柱杜瓦(9)下端与热端散热支撑平台(7)上端相贴合，利用螺钉进行紧固连接，密封圈进行密封；在圆柱杜瓦(9)侧壁上安装真空阀门(14)，运行时利用抽真空设备通过真空阀门(14)保持真空度在5.0×10- 6Pa以下；高温超导滤波器(10)通过同轴电缆(15)连接于位于热端散热支撑平台(7)上的密封电连接件(16)将信号传递至真空室外，并通过电缆线(17)将信号传输至电控及信号采集装置(18)；电控及信号采集装置(18)通过信号线(19)对压缩机(1)进行电源信号的输入以及控制，电缆线(17)及信号线(19)通过束线装置(20)固定；整体设备放置于设备箱(21)中；电控及信号采集装置(18)位于设备箱(21)挡板(22)下方的电控室右侧，在电控室外侧设置有外部的电源及信号接口；在挡板(22)上方放置U型脉冲管制冷机，位于挡板(22)及上侧板之间的动力室放置压缩机(1)，利用压缩机支架(24)进行固定；压缩机(1)下端放置于散热平台(25)上端，散热平台(25)下端与气库连接件(26)连接，气库连接件(26)下端连接气库(6)，并放置于挡板(22)，利用固定板(23)进行固定；气库连接件(26)在滤波器结构正面一侧有开孔，方便U型脉冲管制冷机热端连管(27)通过；热端连管(27)绕过压缩机(1)，穿过气库连接件(26)开孔，与调相结构(5)及气库(6)相连；设备箱(21)左右侧板分别安装风扇(28)与栅栏(29)，设备运行时风扇(28)开启，在热端散热支撑平台(7)位置处形成空气流动通道，为其进行散热；从而共同形成一种U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构。
2.一种如权利要求1所述的一种U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构的制造方法，其特征在于：U型冷头(8)采用导热性能良好的高纯无氧铜制作而成，由蓄冷器端冷头(30)、脉冲管端冷头(31)和狭缝柱(32)组成；蓄冷器端冷头(30)下端利用线切割慢走丝加工30-60条宽0.02～0.15mm的狭缝，形成狭缝孔(34)，方便蓄冷器(3)***，在蓄冷器端冷头(30)右侧有盲孔方便狭缝柱(32)左端***；在脉冲管端冷头(31)下端采用线切割慢走丝加工狭缝形成狭缝孔(35)，方便脉冲管(4)***；在脉冲管端冷头(32)左侧车盲孔方便狭缝柱(32)***；狭缝柱(32)为一段圆柱形阶梯段零件，分别在左右两端采用线切割慢走丝加工狭缝(36)；安装时狭缝柱(32)左端***蓄冷器端冷头(30)，右端***脉冲管端冷头(31)，在(33)处采用真空洁净钎焊方式将三部件密封焊接为一体；精车U型冷头(8)上表面平面度在0.10mm以下，表面涂低温导热硅脂，与高温超导滤波器(10)紧密贴合；安装高反射屏(11)与防辐射屏(12)于U型冷头(8)上表面，将高温超导滤波器(10)和U型冷头(8)罩于其中，采用高反射率材料制成；高反射屏(11)截面呈几字形结构，两侧钻小孔(37)，方便同轴电缆(15)的通过，壁厚0.5～2.0mm；防辐射屏(12)的四壁厚度0.2～1.0mm；高反射屏(11)下端边台及防辐射屏(12)上端边台上车有均布通孔(38)，高反射屏(11)和防辐射屏(12)内表面发黑处理，外表面打磨抛光，利用均布通孔(38)用螺钉紧固连接于U型冷头(8)上表面；细框架结构(13)由3～10根材料为环氧玻璃钢纤维的折弯细棒构成，安装于热端散热支撑平台(7)，外部裹有多层防辐射材料，将U型脉冲管制冷机冷指与高温超导滤波器(10)罩于其中；热端散热支撑平台(7)整体呈圆形平板结构，下端车凸台(39)，连管(2)***凸台(39)中心圆孔，另一端连接压缩机(1)，热端连管(27)***下端右侧相应圆孔，另一端连接调相结构(5)及气库(6)，热端散热支撑平台(7)上端车凸台(40)，分别在热端散热支撑平台(7)上端利用线切割慢走丝加工狭缝孔(41)和狭缝孔(42)，蓄冷器(3)和脉冲管(4)分别***蓄冷器端狭缝孔(41)及脉冲管端狭缝孔(42)，热端散热支撑平台(7)上端面车均布小凸台(43)，连接固定细框架结构(13)；热端散热支撑平台(7)对称安装密封电连接件(16)，热端散热支撑平台(7)上端面与圆柱杜瓦(9)耦合，通过螺钉利用均布通孔(44)进行紧固连接，利用密封圈进行密封，热端散热支撑平台(7)外圆安装于设备箱(22)上侧板的中心圆孔，使U型脉冲管制冷机冷指及真空室得到固定；挡板(22)及固定板(23)支撑U型脉冲管制冷机热端气库连接件(26)使U型脉冲管制冷机得到固定支撑；挡板(22)由对称的两块薄板组成，将两块对称半圆环形固定板(23)对称安装并利用螺钉固定于挡板(22)上，使挡板(22)两对称件连接成为一体，挡板(22)及固定板(23)将设备箱(21)空间分隔为动力室和电控室两部分，对U型脉冲管制冷机热端起到支撑作用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510295667.3A CN105091391B (zh) | 2014-08-15 | 2015-06-02 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410403305.7A CN104180552A (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
| CN2014104033057 | 2014-08-15 | ||
| CN201510295667.3A CN105091391B (zh) | 2014-08-15 | 2015-06-02 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105091391A CN105091391A (zh) | 2015-11-25 |
| CN105091391B true CN105091391B (zh) | 2017-06-27 |
Family
ID=51961771
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410403305.7A Pending CN104180552A (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
| CN201410748014.1A Withdrawn CN104534717A (zh) | 2014-08-15 | 2014-12-09 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
| CN201510295667.3A Active CN105091391B (zh) | 2014-08-15 | 2015-06-02 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
| CN201520372245.7U Withdrawn - After Issue CN204787387U (zh) | 2014-08-15 | 2015-06-02 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410403305.7A Pending CN104180552A (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
| CN201410748014.1A Withdrawn CN104534717A (zh) | 2014-08-15 | 2014-12-09 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520372245.7U Withdrawn - After Issue CN204787387U (zh) | 2014-08-15 | 2015-06-02 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (4) | CN104180552A (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104180552A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-03 | 中国科学院上海技术物理研究所 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
| CN111430853B (zh) * | 2020-04-13 | 2021-06-08 | 卢姝欣 | 一种超导滤波器封装屏蔽装置 |
| CN114497931B (zh) * | 2020-10-28 | 2023-06-27 | 中国科学院理化技术研究所 | 高温超导滤波器*** |
| CN114597618A (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-07 | 中国科学院理化技术研究所 | 高温超导滤波器低温*** |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002048423A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | Cryodevice Inc | 超伝導フィルタ設備の冷却システム |
| CN103307797A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-18 | 中国科学院上海技术物理研究所 | U型脉管制冷机与红外器件的紧凑式耦合结构及制造方法 |
| CN203771765U (zh) * | 2014-01-17 | 2014-08-13 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 紧凑耦合的惯性管型高频同轴脉冲管制冷机 |
| CN104180552A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-03 | 中国科学院上海技术物理研究所 | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 |
-
2014
- 2014-08-15 CN CN201410403305.7A patent/CN104180552A/zh active Pending
- 2014-12-09 CN CN201410748014.1A patent/CN104534717A/zh not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-06-02 CN CN201510295667.3A patent/CN105091391B/zh active Active
- 2015-06-02 CN CN201520372245.7U patent/CN204787387U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105091391A (zh) | 2015-11-25 |
| CN104534717A (zh) | 2015-04-22 |
| CN204787387U (zh) | 2015-11-18 |
| CN104180552A (zh) | 2014-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104534720B (zh) | 同轴脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 | |
| CN105091391B (zh) | U型脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 | |
| CN104534716B (zh) | 直线脉冲管制冷机冷却高温超导滤波器的结构及制造方法 | |
| CN1885448B (zh) | 产生脉冲磁场的设备 | |
| CN203731733U (zh) | 一种u型脉管制冷机与红外器件的紧凑式耦合结构 | |
| CN102980321B (zh) | 采用中继线性压缩机的多级脉管制冷机 | |
| CN103344061B (zh) | 直线型脉冲管制冷机与红外器件的耦合结构及制造方法 | |
| CN103307798B (zh) | 同轴脉管制冷机与红外器件的紧凑式耦合结构及制造方法 | |
| CN201463425U (zh) | 一种采用不锈钢纤维回热材料的高频回热器及其脉管制冷机 | |
| CN105135735A (zh) | 斯特林型脉冲管制冷机 | |
| CN102840708A (zh) | 一种基于传导冷却的超导电机的制冷*** | |
| CN101292122B (zh) | 通过声阻抗以减少瞬时冷却时间和热损失的多级脉冲管低温冷却器 | |
| CN109243752A (zh) | 一种辅助冷却装置和冷却设备 | |
| CN101603750B (zh) | 采用不锈钢纤维回热材料的高频回热器及其脉管制冷机 | |
| CN103759451B (zh) | 紧凑耦合的惯性管型高频同轴脉冲管制冷机及制造方法 | |
| CN110749115A (zh) | 一种多功能低温涡旋盘管预冷换热器 | |
| CN214706846U (zh) | 一种具有降温结构的气体绝缘开关设备 | |
| CN104034080B (zh) | 单台直线压缩机驱动两台同轴脉管冷指的结构及制造方法 | |
| CN101963410B (zh) | 多路旁通型脉冲管制冷*** | |
| CN104034081B (zh) | 单台直线压缩机驱动两台直线脉管冷指的结构及制造方法 | |
| CN103851821B (zh) | 紧凑耦合的惯性管型高频u型脉冲管制冷机及制造方法 | |
| CN212348682U (zh) | 一种表面活性剂制备用导热油回流冷却装置 | |
| CN110595869A (zh) | 一种真空环境下基于接触热传导技术制备冻土样品的设备 | |
| CN202973643U (zh) | 采用中继线性压缩机的多级脉管制冷机 | |
| CN103851819B (zh) | 单台直线压缩机驱动直线和u型脉管冷指结构及制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |