[发明专利]一种基于GM制冷机实现2K之下超低振动的低温系统

说明书

本发明公开了一种基于GM制冷机实现2K之下超低振动的低温系统，包括目标减振冷屏（7）、二级冷屏（6）、一级冷屏（5）和真空腔（4），目标减振冷屏（7）独立固定于目标减振冷屏独立支架（2）上、真空腔（4）独立悬吊于真空腔独立支架（3）上，无直接接触的目标减振冷屏独立支架（2）和真空腔独立支架（3）固定设置在无振动地面（1）上；二级冷屏（6）独立固定在一级冷屏（5）上且一级冷屏（5）独立固定在真空腔（4）上，各部件与二级冷屏（6）和一级冷屏（5）的连接处采用无氧铜辫（11）软连接；GM制冷机（13）通过GM制冷机减振波纹管（16）与真空腔（4）相连。本发明的低温系统能降低振动、提升性能。

技术领域

本发明属于制冷与低温工程领域，具体地说是一种基于GM制冷机实现2K之下超低振动的低温系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展与革新，极端环境探测技术对于日新月异的科研工作起着非常重要的作用。其中，低温环境作为一种重要的实验手段对于实际基础科研和工业化应用具有不可替代的作用，常见的实现2K以下温度的方法有J-T节流、He3制冷机和稀释制冷机。由于地球上氦资源的短缺，所以利用GM制冷机或者脉管制冷机作为冷源实现完全闭循环的工作模式可以有效的节约氦资源。GM制冷机凭借着自身具有较大的制冷功率，实际运行维护也更加方便的优点倍受关注，由于GM制冷机本身工作原理的限制，导致GM制冷机在工作过程中不可避免的引入较大的振动，在利用GM制冷机为基础的前提下搭建稀释制冷机或者低于2K的低温系统就必须要考虑减振问题。为了解决GM制冷机振动大这一缺点对2K之下低温系统的影响，提出了一种基于GM制冷机实现2K之下超低振动的低温系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于GM制冷机实现2K之下超低振动的低温系统，以最大限度地降低低温系统的振动、提高低温系统的性能。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种基于GM制冷机实现2K之下超低振动的低温系统，其特征在于：该低温系统包括目标减振冷屏和依次套置在目标减振冷屏外侧的二级冷屏、一级冷屏和真空腔且四者同轴心设置，所述的目标减振冷屏通过目标减振冷屏支撑杆独立固定于目标减振冷屏独立支架上，真空腔独立悬吊于目标减振冷屏独立支架构成的内腔中设置的真空腔独立支架上，目标减振冷屏独立支架和真空腔独立支架皆固定设置在无振动地面上且两者之间无直接接触；所述的二级冷屏通过独立的支撑杆固定在同轴心设置的一级冷屏上且一级冷屏通过独立的支撑杆固定在同轴心设置的真空腔的上盖上，上述的支撑杆和目标减振冷屏支撑杆与二级冷屏和一级冷屏的连接处采用无氧铜辫做低温冷沉进行软连接；为了避免由于GM制冷机的振动对真空腔的影响，采用焊接GM制冷机减振波纹管过渡连接GM制冷机与真空腔，GM制冷机独立悬吊，从而避免GM制冷机振动对真空腔的影响。

所述的目标减振冷屏独立支架上设有减振器，以提高整体系统的减振效果；在减振器上设有用于悬吊目标减振冷屏的悬吊件，且在该悬吊件上设有能够调整目标减振冷屏位置的微调机构，以确保目标减振冷屏与二级冷屏和一级冷屏的同心度。

所述的真空腔独立支架上设有减振器，以提高整体系统的减振效果；真空腔的上盖压在减振器上，以使得真空腔独立悬吊于真空腔独立支架上。

上述的减振器为气浮减振器、橡胶减振器或者其它主动减振器等。

所述的目标减振冷屏支撑杆与真空腔采用目标减振冷屏减振波纹管连接，能够有效的隔绝真空腔对目标减振冷屏支撑杆的振动。

为了减小目标减振冷屏独立支撑的漏热，所述的目标减振冷屏支撑杆采用薄壁不锈钢管（较大直径）或G10杆，减小漏热的同时增加抗纵向拉力和横向剪切力强度。

进一步的，为了减小薄壁管对目标减振冷屏之下部分的漏热，利用无氧铜辫分别在一级冷屏和二级冷屏处做低温冷沉，减小漏热的同时减小各冷屏对薄壁管的影响。