[发明专利]具有依赖于温度的热分流器的低温冷却系统

说明书

一种低温冷却系统(10)包括低温恒温器(12)、两级低温冷头(24)和至少一个热连接构件(136；236；336；436)，该至少一个热连接构件被构造成提供热传递路径(138；238；338；438)的从两级低温冷头(24)的第二级构件(30)到第一级构件(26)的至少一部分。该热传递路径(138；238；338；438)被布置在冷头(24)的外部。热传递路径(138；238；338；438)的所提供的至少一部分在第二低温温度下的热阻大于热传递路径(138；238；338；438)的所提供的至少一部分在第一低温温度下的热阻。

本申请是2016年11月24日提交的名称为“具有依赖于温度的热分流器的低温冷却系统”的中国发明专利申请201680070938.8的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种具有两级冷头的低温冷却系统，并且特别地包括一种用于在磁共振检查设备中使用的超导磁线圈。

背景技术

两级低温冷却器被频繁地用作用于将装置冷却到低温温度的冷却源。使用氦气作为工作流体的市售两级低温冷却器的代表示例为Gifford-McMahon(GM)制冷系统和脉冲管(PT)制冷系统。它们允许对样品、装置和其它设备进行冷却，而没有使用液氦的不便之处和费用。特别地，这种装置可包括超导材料，当被冷却成低于被称为临界温度的特定温度时，该超导材料呈现出它们的超导特性。这种装置的代表示例是一种意在于持久模式中操作时产生静态磁场的超导磁体系统，如本领域中众所周知的那样。

两级低温冷却器的第一级通常被保持于介于50K和100K之间的温度，并且可被热连接到环绕内部区域的热辐射屏蔽件，该内部区域被构造成接收待被冷却到较低温度(例如冷却到4K)的装置。该装置被热联接到该两级低温冷却器的第二级。

通常，第一级的冷却能力与第二级的冷却能力相比大一个或两个数量级。因此，当从室温开始冷却时，将该内部区域冷却到第二级的额定温度所需的时间比将该内部区域冷却到第一级的额定温度所需的时间长得多。

专利文献US 5,111,667A描述了一种具有制冷器的两级低温泵，该制冷器包括第一级、与第一级相比更冷的第二级以及具有冷凝表面的冷凝构件。第一联接器被构造成用于以导热的方式将冷凝构件连接到第二级。包括吸附表面的吸附构件与冷凝构件间隔开。第二联接器被构造成用于以导热的方式将吸附构件连接到第二级。还设置有一种用于在再生该吸附构件的时段期间对该吸附构件进行加热的加热器。第二联接器被设计成，使得它至少在该吸附构件的加热周期期间使吸附构件与第二级以及与冷凝构件充分地隔热，用于防止通过该加热器对该冷凝构件进行加热。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有有效操作和用于将环境温度冷却到低温温度的缩短时间的低温冷却系统。

在本发明的一个方面中，该目的通过低温冷却系统来实现，该低温冷却系统包括低温恒温器，该低温恒温器具有外罩和被设置在该外罩内的至少一个热屏蔽件。至少一个热屏蔽件限定内部区域，并且隔热区域由至少一个热屏蔽件和外罩限定并且被限定在至少一个热屏蔽件和外罩之间。

低温冷却系统进一步包括低温冷头，该低温冷头具有：

被至少部分地设置在隔热区域中的第一级构件，其中，第一级构件被构造成在静止状态中在第一低温温度下操作，并包括被热连接到至少一个热屏蔽件的导热连杆构件，

被至少部分地设置在内部区域中的至少第二级构件，其中，该第二级构件被构造成在静止状态下在低于第一低温温度的第二低温温度下操作，和

至少一个热连接构件，其被构造成在低温冷却系统的至少一个操作状态中提供热传递路径的从第二级构件到第一级构件的至少一部分，其中，热传递路径被布置在冷头的外侧，并且热传递路径的所提供的至少一部分在第二低温温度下的热阻大于热传递路径的所提供的至少一部分在第一低温温度下的热阻。