[实用新型]用脉冲管制冷机做冷源的低温箱

说明书

用脉冲管制冷机做冷源的低温箱。本实用新型是用以产生从－60℃到－196℃温区范围的低温试验和低温储藏设备，适用于机械电子产品（包括元器件，材料和微型整机）的低温试验以及医院、科研、生物等部门的疫苗、细胞、菌类、血浆、种子、蔬菜等的低温储藏。本实用新型属制冷机领域，也涉及到机械制造行业。

做低温箱的冷源可以有许多种制冷方法。目前现有低温箱产品的冷源一般都是两级复叠式氟里昂制冷系统，冷箱最低温度为－60℃到－80℃范围内，只有极少数产品可以达到－100℃，而要达到－100℃以下的温区，在理论上是可以用三级复叠式氟里昂制冷系统做为低温箱的冷源，但在实际中，由于结构复杂，效率低，至今仍没有看到产品使用。采用氟里昂制冷系统做低温箱的冷源，首先限制了低温箱温度；其次采用多级复叠式，结构庞大、效率低、可靠性差，而最大的缺陷在于氟里昂对大气层的污染，因此，使得现有低温箱在使用中受到了许多限制。

脉冲管制冷机最早发明于六十年代初，自八十年代中期到现在经过两次大的改进，使得该制冷机有着许多实际的应用前景。脉冲管制冷机主要由八个部件组成，如图1示。其中：①是压力波发生器；②是散热器；③是蓄冷器；④是冷头；⑤是脉冲管；⑥是节流小孔；⑦是气库；⑧是双向进气孔。现有脉冲管制冷机的研究和应用，大都是在－196℃以下温区，高于－196℃温区的脉冲管制冷机的应用和研究仍然处于空白状态。

本实用新型的目的就是为了克服氟里昂制冷系统做低温箱冷源的缺点而将目前应用于低于－196℃温区的脉冲管制冷机用于低温箱的冷源，获得效率高、温区宽、结构紧凑、无污染的新型低温箱。

图1是脉冲管制冷机流程示意图。

图2是用脉冲管制冷机做冷源的低温箱流程示意图。

本实用新型的具体结构结合图2加以说明。其中，①是压力波发生器；②是散热器；③是蓄冷器；④是冷头；⑤是脉冲管；⑥是节流小孔；⑦是气库；⑧是双向进气孔；⑨是低温箱包括；箱体，冷端换热器及辅助射备。压力波发生器产生系统的压力波动，连接在压力波发生器①和蓄冷器③之间的散热器②耗散掉压力波发生器产生的压缩热；冷头④连接在蓄冷器③和脉冲管⑤之间并布置于低温箱的箱体⑨内，使低温箱箱体的温度降低；节流小孔⑥连接在脉冲管⑤和气库⑦之间；双向进气小孔⑧连接在压力波发生器①的出口和脉冲管⑤的热端之间；低温箱箱体以及冷端换热器和低温箱的辅助设备⑨是和冷头④相连接。

本实用新型的特征在于：1、利用脉冲管制冷机做低温箱冷源，可以使低温箱达到更低的温度，并具有更宽的温区（－60℃～－196℃）；2、利用脉冲管制冷机做冷源的低温箱不会产生有害于环境的污染；3、做冷源的脉冲管制冷机的工质为气体，液体或气、液两相物质的一种；4、压力波发生器如图2中的①示，它是由无阀压缩机或者是由普通压缩机和高、低压气源加配气装置所组成。其中，配气装置的进、排气端连接在普通压缩机的出口和进口，或者配气装置的进、排气端分别和高、低压气源相连接。5、散热器，如图2中②示，可以采用水冷或空冷的方法；6、蓄冷器和脉冲管，如图2中③和⑤示，为直的，弯曲的或圆形的形状，它们之间的相对位置是直线的，∪型的或同轴的；7、节流小孔和双向进气小孔如图2中⑥和⑧示，可以是毛细管也可以是阀门或一切阻力元件；8、低温箱的箱体如图2中的⑨示，可以采用真空绝热或者低热导材料绝热。9、本实用新型虽然是针对－60℃～－196℃的低温箱，但对于利用脉冲管制冷机做冷源的低于－196℃的低温箱和高于－60℃的冰柜以及家用冰箱，本实用新型也包括在内。对于技术上熟练的人，对本实用新型作各种修正亦属本实用新型的范围。

本实用新型与现有技术相比，有着温区宽、无污染、结构紧凑、效率高，而且易于实施的优点。