[发明专利]一种空间用液氦制冷装置

权利要求书

1.一种空间用液氦制冷装置，其特征在于，所述装置包括支撑座(1)、外腔(2)、安装圈(3)、进样管(4)、隔热支撑架(5)、多层隔热材料(6)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)、盘管(9)、探测窗口(12)、透光片一(13)、透光片二(14)、冷板(16)、冷杆(18)、内腔(20)和真空系统；

其中，所述装置从内向外依次密闭套接有内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)、外腔(2)，内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)、外腔(2)均为封闭圆柱筒状结构，在内气冷屏(7)、外气冷屏(8)的外壁上设有盘管(9)；在内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)壁上开孔；

隔热支撑架(5)依次通过内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)壁上的孔后，一端固定在外腔(2)内壁上，另一端固定在内腔(20)外壁上；

在内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)、外腔(2)上部沿纵轴方向同轴各自开有孔；在外腔(2)上部的孔上设有探测窗口(12)，在外气冷屏(8)上部的孔上设有透光片一(13)；

探测室位于内腔(20)和内气冷屏(7)之间，透光片二(14)位于内气冷屏(7)上部的开孔上并覆盖探测室上部，探测室下方设有冷板(16)；

冷杆(18)位于内腔(20)内部中轴线上，冷杆(18)一端与冷板(16)下部固定连接，冷杆(18)另一端与内腔(20)底部靠近但不接触，在冷杆(18)与冷板(16)接触处设有温度传感器；

进样管(4)位于内腔(20)的一侧，进样管(4)上端穿过内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)到外腔(2)外部；其中，进样管(4)短于冷杆(18)的长度；

在内气冷屏(7)、外气冷屏(8)之间，以及外气冷屏(8)和外腔(2)之间设有多层隔热材料(6)；

在外腔(2)外壁开有抽气孔，真空系统通过抽气孔与外腔(2)连接；

所述装置通过安装圈(3)固定安装在支撑座(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种空间用液氦制冷装置，其特征在于：在外腔(2)上部设置安装板(10)。

3.根据权利要求1所述的一种空间用液氦制冷装置，其特征在于：在探测室内部设有探测器(15)，信号传输线(19)一端与探测器(15)连接，另一端依次穿过内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)、外腔(2)后与外围设备连接。

4.根据权利要求1所述的一种空间用液氦制冷装置，其特征在于：隔热支撑架(5)为隔热材料，数量为6根，在外腔(2)内部沿周向均匀分布，隔热支撑架(5)的两端通过铰链固定。

5.根据权利要求1所述的一种空间用液氦制冷装置，其特征在于：多层隔热材料(6)为15～25层的铝箔，最外层铝箔与外腔(2)内壁和外气冷屏(8)内壁不接触。

6.根据权利要求1所述的一种空间用液氦制冷装置，其特征在于：隔热支撑架(5)的材料为环氧玻璃钢。

7.根据权利要求1所述的一种空间用液氦制冷装置，其特征在于：外腔(2)的材料为不锈钢，内气冷屏(7)、外气冷屏(8)的材料为紫铜，内腔(20)的材料为铝。

8.一种空间用液氦制冷方法，其特征在于：所述方法使用如权利要求1所述的一种空间用液氦制冷装置，具体步骤如下：

其中，在制冷开始前依次打开探测窗口(12)、透光片一(13)、透光片二(14)，将探测器(15)放置于探测室中后，关闭探测窗口(12)、透光片一(13)、透光片二(14)；

步骤一、对所述装置抽真空，使外腔(2)，内腔(20)、内气冷屏(7)、外气冷屏(8)内的压强≤10^-3Pa·m³/s后，关闭真空系统；

步骤二、向盘管(9)内通入液氮，当温度传感器显示温度≤80K后，排空盘管(9)内的液氮，向盘管(9)中冲入液氦，当温度传感器显示温度≤10K时，通过进样管(4)向内腔(20)中注入液氦，当液氦体积为内腔(20)容积的70％～80％后，实现制冷。

9.根据权利要求8所述的一种空间用液氦制冷方法，其特征在于：在制冷开始前依次打开探测窗口(12)、透光片一(13)、透光片二(14)，将探测器(15)放置于探测室中后，关闭探测窗口(12)、透光片一(13)、透光片二(14)；在步骤二后探测器开始工作。