[发明专利]一种液氦容器

说明书

本发明公开了一种液氦容器，包括外壳和安装在外壳内的内胆，外壳和内胆之间由内至外依次设置有高真空层、多屏绝热层和多层绝热层，外壳和多层绝热层之间还设置有高温吸气剂，高真空层内还设置有低温吸气剂，通过采用多屏绝热层和多层绝热层减少辐射传热，并回收氦的显热减少漏热，保持内胆外以及多屏绝热层的高真空度，减少接触热阻，固体导热和气体导热，使液氦容器获得极高的绝热性能。

技术领域

本发明涉及液氦存储技术领域，尤其是一种液氦容器。

背景技术

氦在工业领域有广泛应用，在航空航天、国防、低温物理、气相分析、焊接、探漏、化学气相淀积、晶体生长、等离子干刻、粒子加速器、低温超导和核磁共振成像等领域发挥着不可替代的作用，其中多数涉及液氦的储运。然而液氦是一种沸点很低、气化潜热很小，极易气化、极难储存的液化气体，因而对液氦容器的绝热性能有极高的要求。

在液氦温区的低温容器中常规采用的绝热方式有多层绝热、多屏绝热和多层-汽冷屏绝热三种方式，这三种方式虽然可满足液氦储存的一般性要求，但仍存在一些不足。多层绝热结构一般是直接包裹在内胆上，因而多层绝热结构与之存在固体导热，而且多层绝热缠绕较紧，多层绝热体内部抽高真空的难度大，多层绝热体内部的气体导热比较大；单独的多屏绝热的屏数低于多层绝热，辐射屏数少，阻挡辐射传热的效果仍有进一步提高的空间；多层-汽冷屏绝热中汽冷屏的效率不高，多层汽冷屏的效率一般低于高真空汽冷屏的效率，屏温也高于高真空汽冷屏的屏温。与此同时由于低温下辐射漏热已大为降低，而多层绝热体中的多层绝热空间内缠绕多层材料，固体导热就增大，加上抽气困难，残余气体的传热也增加，纵向导热也难以避免，因而总的漏热量也会相应增加。

因此本领域技术人员致力于开发一种极高的绝热性能的液氦容器。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种极高的绝热性能的液氦容器。

为了实现上述目的，本发明提供一种液氦容器，包括外壳和安装在所述外壳内的内胆，所述内胆的上端设置有向上延伸且与外界连通的颈管，所述外壳和内胆之间由内至外依次设置有高真空层、多屏绝热层和多层绝热层。

所述多屏绝热层包括层叠设置的至少两个传导屏，所述传导屏的一端通过一与所述颈管焊接连接的工字型翅片固定连接。

两个相邻所述传导屏之间设置有第一间隔层，两个相邻所述传导屏之间抽真空设置。

所述传导屏的材料为铝或铜。

所述传导屏设置有10-35层，优选的，所述传导屏设置有12-20层。

所述多层绝热层包括层叠设置的至少两层辐射屏，两层相邻所述辐射屏之间设置有第二间隔层。

所述辐射屏设置有5-25层，优选的，所述辐射屏设置有20-25层。

所述高真空层内还设置有低温吸气剂。

所述外壳和所述多层绝热层之间还设置有高温吸气剂。

两个相邻所述传导屏在所述颈管上的间距l由以下公式得出：

式中：m为所述液氦容器的蒸发率，n为所述传导屏的层数，L_b为液氦的汽化潜热，A_i为第i屏的面积，i大于等于2，σ为辐射常数，ε_i为第i块所述传导屏与第i-1块所述传导屏之间的辐射率，s为颈管的横截面积，L为两个相邻所述传导屏在所述颈管上的间距，H₀是饱和氦蒸汽的焓值，K_i、λ_i、H_i分别是随温度变化的所述传导屏的导热系数、所述颈管的导热系数和氦蒸汽的焓值，T_i为单个所述传导屏表面的温度。