[发明专利]一种具有吸附器再生管路的超流氦制冷机

权利要求书

1.一种具有吸附器再生管路的超流氦制冷机，其特征在于，包括压缩机组、制冷机冷箱、均设置于所述制冷机冷箱内的氦气预冷模块、低温吸附器模块、多级透平膨胀机组、换热器组、节流阀组、过冷器和冷压缩机组；以及均设置于所述制冷机冷箱之外的气液分离器、4.5～75K温区负载和2K负载；

所述压缩机组包括正压压缩机和负压压缩机，所述正压压缩机包括中压压缩机和高压压缩机，所述负压压缩机的出口和所述中压压缩机的出口均连接于所述高压压缩机的吸气口，所述高压压缩机的出口连接于所述冷箱的进口，所述高压压缩机排出的常温高压氦气经由所述冷箱的进口进入所述冷箱；

所述氦气预冷模块设置在所述冷箱的进口侧，并位于所述多级透平膨胀机组之前，用于对进入所述冷箱的常温高压氦气进行预冷；

所述低温吸附器模块用于对进入所述冷箱的常温高压氦气进行吸附除杂过程；

所述多级透平膨胀机组包括第一透平膨胀机组、第二透平膨胀机组、第三透平膨胀机组以及第四透平膨胀机组，用于对进入所述冷箱的常温高压氦气进行多级冷却过程；

所述换热器组用于对进入所述冷箱的常温高压氦气进行多级换热过程；

所述超流氦制冷机包括高压主气路、中压回气路、低压回气路、负压回气路和吸附器再生管路；所述高压主气路的进口连接于所述冷箱的进口，出口连接于所述过冷器的进口；所述中压回气路的进口连接于所述第二透平膨胀机组的出口，出口连接于所述高压压缩机的吸气口；所述低压回气路的进口连接于所述过冷器的气相出口，出口连接于所述中压压缩机的吸气口；所述负压回气路的进口连接于所述冷压缩机组的出口，出口连接于所述负压压缩机的吸气口；所述吸附器再生管路的进口连接于所述高压压缩机的出口，出口连接于所述低温吸附器模块；

所述过冷器的液相出口连接于所述4.5～75K温区负载的进口和所述气液分离器的进口，所述4.5～75K温区负载的出口连接于所述低压回气路，所述气液分离器的液相出口连接于所述2K负载，所述2K负载的出口和所述气液分离器的气相出口均连接于所述冷压缩机组的进口；

其中所述高压压缩机排出的一部分常温高压氦气经由所述冷箱的进口进入所述高压主气路，经由所述氦气预冷模块预冷后，分别经由所述多级透平膨胀机组进行多级冷却过程，经由所述换热器组进行多级换热过程，和经由所述低温吸附器模块进行吸附除杂过程后，形成超临界氦，所述超临界氦经所述节流阀组节流和所述过冷器过冷后，形成过冷超临界氦，一部分所述过冷超临界氦进入所述4.5～75K温区负载中；另一部分所述过冷超临界氦节流后分为气液两相，液相进入所述气液分离器中积液，当积液的液氦达到预设液位时，所述冷压缩机组启动，将所述气液分离器中的液氦减压形成2K饱和超流氦，2K饱和超流氦进入所述2K负载处；气相自所述气液分离器的气相出口排出，与所述2K负载的回气汇合进入所述冷压缩机组，经由所述冷压缩机组提压后，返流进入所述换热器组的负压通道，经多级压降后形成负压氦气，负压氦气进入所述负压压缩机中压缩到中压，与来自所述中压压缩机排出的中压气体以及所述中压回气路的气体混合后，进入所述高压压缩机，至此完成一个氦气循环；

其中所述高压压缩机排出的另一部分常温高压氦气经由所述吸附器再生管路进入所述低温吸附器模块中，经由所述低温吸附器模块的盘管式换热器对活性炭进行盘管间壁换热过程，实现对所述活性炭的解吸附处理，以此完成所述低温吸附器模块的再生过程，其中经过盘管间壁换热过程的再生氦气经过再生氦气回气管路进入所述低压回气路，与所述低压回气路的气体汇合进入所述中压压缩机中。

2.根据权利要求1所述的具有吸附器再生管路的超流氦制冷机，其特征在于，所述低温吸附器模块包括连接于所述高压主气路的多个低温吸附器组，所述低温吸附器组用于吸附去除所述高压主气路的氦气中的杂质气体，所述超流氦制冷机还包括设置在所述吸附器再生管路上的再生调节阀、连接于所述再生调节阀的吸附器再生支路、以及设置在所述吸附器再生支路上的开关阀；其中所述吸附器再生管路中的常温高压氦气经由所述吸附器再生支路分别进入对应的所述低温吸附器组，所述超流氦制冷机通过所述再生调节阀和对应的所述开关阀控制进入对应的所述低温吸附器组的常温高压氦气量。