[实用新型]一种逆流式闭循环低温冷却系统

权利要求书

1.一种逆流式闭循环低温冷却系统，包括：制冷机(1)、压缩机(2)、真空罩(5)、冷屏(8)、多个热交换器、气体管路(10)、J-T阀(11)、气态回冷式管线(12)、气体处理系统(13)和样品腔(25)；其特征在于，

所述制冷机(1)包括一级冷头(3)和二级冷头(6)，一级冷头(3)和二级冷头(6)自上而下依次相连接；所述一级冷头(3)上安装有一级冷台(4)；所述二级冷头(6)上安装有二级冷台(7)；

所述冷屏(8)设置在真空罩(5)内，固定在制冷机(1)的一级冷台(4)上，制冷机(1)的二级冷头(6)伸入到冷屏(8)中；

多个热交换器至少包括：设置在一级冷台(4)上方的第一热交换器(901)、设置在一级冷台(4)上的第二热交换器(902)和设置在二级冷台(7)上的第三热交换器(903)，所述第一热交换器(901)为逆流式热交换器；

所述气体管路(10)缠绕于一级冷头(3)和二级冷头(6)的周围；

所述制冷机(1)和压缩机(2)通过两根氦气传输管线构成一个闭合循环回路；

所述气体处理系统(13)依次连接气体管路(10)、气态回冷式管线(12)和样品腔(25)构成另一个闭合循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种逆流式闭循环低温冷却系统，其特征在于：

所述制冷机(1)为4K制冷机。

3.根据权利要求1所述的一种逆流式闭循环低温冷却系统，其特征在于：

所述压缩机(2)为制冷机循环提供200～240PSI的高压氦气。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种逆流式闭循环低温冷却系统，其特征在于：

所述气体处理系统(13)包括储气罐(16)、循环泵(17)和氦气管线(14)；

所述储气罐(16)为不锈钢罐，其上安装有指示气压的压力表；所述循环泵(17)为干泵；所述氦气管线(14)为不锈钢软管。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的一种逆流式闭循环低温冷却系统，其特征在于：

第一热交换器(901)包括：由铜块包裹的并排双通道气管，一支为第一热交换器供气管，一支为第一热交换器回气管；

第一热交换器回气管中的氦气来自于气态回冷式管线(12)中冷的回路氦气，第一热交换器供气管中的氦气来自于气体处理系统(13)进入制冷机(1)的室温氦气；第一热交换器回气管中的氦气自下而上，第一热交换器供气管中的氦气自上而下，两支管路进行逆流式热交换，对供气管中的室温氦气进行预冷。

6.根据权利要求5所述的一种逆流式闭循环低温冷却系统，其特征在于：

所述气态回冷式管线(12)外部为不锈钢柔性波纹管(18)，内部并排放置两根不锈钢毛细管，一根为气态回冷式管线供气管(19)，一根为气态回冷式管线回气管(20)；

所述气态回冷式管线(12)端头为真空腔体式结构，其供气管贯穿整个腔体内部，该腔体侧面开有回气孔(22)；

所述气态回冷式管线(12)末端安装可插拔式节流针阀(23)，节流针阀(23)的针体可插入气态回冷式管线供气管(19)内部，使气态回冷式管线供气管(19)内冷媒在节流针阀(23)处发生节流膨胀；

所述柔性波纹管(18)和不锈钢毛细管之间为真空夹层；气态回冷式管线供气管(19)先用多层绝热膜进行包裹，与气态回冷式管线回气管(20)并排放置后再用多层绝热膜进行包裹。

7.根据权利要求6所述的一种逆流式闭循环低温冷却系统，其特征在于：

所述气体管路(10)分为独立的两部分，一部分为气体管路供气管，一部分为气体管路回气管；

对于气体管路供气管，依次连接第一热交换器供气管和气态回冷式管线供气管，中间部分以盘管形式缠绕于一级冷头(3)和二级冷头(6)之间；对于气体管路回气管，连接气态回冷式管线回气管和第一热交换器回气管。