一种液氮冷屏结构的制作方法

一种液氮冷屏结构
【技术领域】
1.本发明涉及低温设备技术领域，具体涉及一种液氮冷屏结构。


背景技术：

2.随着科技的发展，人们对各个领域的研究越来越深入，尤其是快速崛起的生物医药、超导等行业，这些领域的发展离不开低温、超低温的支持。超低温的获得已成为许多研究的关键。目前超低温的获得主要依靠液氦来获得，由于液氦的价格昂贵，漏热意味着成本的增加，因此对设备的漏热的要求极高，直接用液氦来作为冷源的方法显然不可取。


技术实现要素：

3.本发明解决了低温维持装置漏热导致超低温的获得成本高的技术问题，本发明提供了结构简单设计合理的一种液氮冷屏结构。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：
5.一种液氮冷屏结构，包括容器壳体，设于所述容器壳体内的冷屏装置，以及供所述冷屏装置架设于所述容器壳体内的固定装置，所述固定装置使所述冷屏装置与所述容器壳体内壁形成间隔空腔，所述冷屏装置内侧敷设有隔热膜。
6.如上所述的一种液氮冷屏结构，所述冷屏装置包括框架，以及敷设于所述框架周侧和底面上的侧板。
7.如上所述的一种液氮冷屏结构，所述冷屏装置还包括设于所述侧板内侧面上的铜管，以及与所述侧板进行铆接以固定所述铜管的连接件，所述连接件与所述铜管外壁贴合。
8.如上所述的一种液氮冷屏结构，所述铜管一体成型，所述铜管包括贴紧所述侧板且沿水平方向延伸的水平段，相邻两段所述水平段之间的距离相同。
9.如上所述的一种液氮冷屏结构，还包括用于调节所述冷屏装置与所述侧板间隔距离的调节装置。
10.如上所述的一种液氮冷屏结构，所述调节装置包括设于所述框架上的第一固定管，设于所述容器壳体内侧壁上且用于承托所述第一固定管的第二固定管，设于所述第一固定管上的第一限位块，以及设于所述第二固定管上的第二限位块。
11.如上所述的一种液氮冷屏结构，所述第一固定管与所述第二固定管均为圆管。
12.如上所述的一种液氮冷屏结构，还包括与所述容器壳体配合的上盖，所述冷屏装置还包括设于所述框架顶部开口上的冷屏顶板，所述上盖上设有用于在其离开所述容器壳体后带动所述冷屏顶板抽出所述容器壳体的吊出装置。
13.如上所述的一种液氮冷屏结构，所述冷屏顶板上设有通孔，所述吊出装置包括与所述上盖连接且用于穿过所述通孔的吊杆，以及设于所述吊杆上的托板，所述吊杆穿过所述通孔抽出至所述托板顶压在所述冷屏顶板底部，以将所述冷屏顶板托起。
14.如上所述的一种液氮冷屏结构，所述吊出装置与所述上盖之间设有水平度调节装置，所述水平度调节装置用于调节所述托板被托起时的水平度。
15.与现有技术相比，本发明的有如下优点：
16.本发明提供了一种液氮冷屏结构，包括容器壳体，设于容器壳体内的冷屏装置，以及供冷屏装置架设于容器壳体内的固定装置，固定装置使冷屏装置与容器壳体内壁形成间隔空腔，所述冷屏装置内侧敷设有隔热膜。固定装置使得冷屏装置与容器壳体内壁之间形成间隔空腔，减少冷屏装置与容器壳体的接触，从而减少热辐射、对流传热和导热，同时通过隔热膜进一步地防止漏热，达到防止漏热，减少超低温的损耗的效果，增加超低温的存储效果和存储时长。
【附图说明】
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明的结构示意图；
19.图2是本发明的内部结构示意图；
20.图3是本发明的俯视图；
21.图4是图3的a
‑
a处剖视图；
22.图5是图3的b
‑
b处剖视图；
23.图6是侧板的部分剖视图。
【具体实施方式】
24.为了使本发明所解决的技术问题技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.当本发明实施例提及“第一”“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.一种液氮冷屏结构，包括容器壳体1，设于所述容器壳体1内的冷屏装置2，以及供所述冷屏装置2架设于所述容器壳体1内的固定装置3，所述固定装置3使所述冷屏装置2与所述容器壳体1内壁形成间隔空腔4，所述冷屏装置2内侧敷设有隔热膜8。本实施例中隔热膜为反射率极高的铝膜，既能减少热辐射传热，又能保证铜板的冷却均匀降低布局温差带来的对流冷损失。
28.本发明实施例提供了一种液氮冷屏结构，包括容器壳体，设于容器壳体内的冷屏装置，以及供冷屏装置架设于容器壳体内的固定装置，固定装置使冷屏装置与容器壳体内壁形成间隔空腔，所述冷屏装置内侧敷设有隔热膜。固定装置使得冷屏装置与容器壳体内
壁之间形成间隔空腔，减少冷屏装置与容器壳体的接触，从而减少热辐射、对流传热和导热，同时通过隔热膜进一步地防止漏热，达到防止漏热，减少超低温的损耗的效果，增加超低温的存储效果和存储时长。
29.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述冷屏装置2包括框架21，以及敷设于所述框架21周侧和底面上的侧板22。本实施例中的侧板为铜板，整体式框架，铜板敷设于框架外侧，靠铆钉与框架固定，制造方便。
30.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述冷屏装置2还包括设于所述侧板22内侧面上的铜管23，以及与所述侧板22进行铆接以固定所述铜管23的连接件24，所述连接件24与所述铜管23外壁贴合。铜管与铜板之间通过与铜管相同弧度的连接件铆接于铜板上，铜管与铜板的接触面积，使冷量能迅速散开。
31.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述铜管23一体成型，所述铜管23包括贴紧所述侧板22且沿水平方向延伸的水平段231，相邻两段所述水平段231之间的距离相同。铜管使用整条盘管制作，利用铜的易成形性，避免铜与铜之间的焊接，减少管路的泄露。铜板内侧铜管呈蛇形排布，使得冷量均匀分布。
32.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述冷屏装置2还包括设于所述框架21顶部开口上的冷屏顶板25，所述侧板22顶面设有用于与所述冷屏顶板25底面贴紧的折弯部251。折弯部用于增加侧板的强度，侧板顶面上的折弯部使得冷屏顶板能直接和侧板接触，可将冷量传递到冷屏顶板上。
33.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，还包括用于调节所述冷屏装置2与所述侧板22间隔距离的调节装置5。
34.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述调节装置5包括设于所述框架21上的第一固定管51，设于所述容器壳体1内侧壁上且用于承托所述第一固定管51的第二固定管52，设于所述第一固定管51上的第一限位块53，以及设于所述第二固定管52上的第二限位块54。通过第一限位块和第二限位块的调整完成整个冷屏装置的定位。第一限位块和第二限位块利用导热系数极低的g10材料，在容器壳体上的第一固定管设置的足够长，可增加传热长度。整个设计可使热传导降至极低。
35.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述第一固定管51与所述第二固定管52均为圆管。使用圆管，使得第一固定管与第二固定管之间为点接触，可减少接触面积。
36.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，还包括与所述容器壳体1配合的上盖6，所述上盖6上设有用于在其离开所述容器壳体1后带动所述冷屏顶板25抽出所述容器壳体1的吊出装置7。
37.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述冷屏顶板25上设有通孔252，所述吊出装置7包括与所述上盖6连接且用于穿过所述通孔252的吊杆71，以及设于所述吊杆71上的托板72，所述吊杆71穿过所述通孔252抽出至所述托板72顶压在所述冷屏顶板25底部，以将所述冷屏顶板25托起。四个吊杆与上盖通过法兰连接，吊杆越长就越能降低通过吊杆导致的漏热。通孔保证吊杆与冷屏顶盖不进行接触。上盖被吊出时，整个冷屏装置只有冷屏顶盖被吊出，其他结构不动，方便后期的维护以及试验设备的更换。
38.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述容器壳体1上设有抽真空口11。整个容器壳体内部抽真空，阻断对流传热。
39.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述吊出装置7与所述上盖6之间设有水平度调节装置9，所述水平度调节装置9用于调节所述托板72被托起时的水平度。吊杆上下端皆装有螺母，可用来调整安装加的水平度，满足有水平度要求的设备安装。
40.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述侧板外侧还设有绝热材料81。绝热材料为多层结构，层数为20～25层。
41.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，绝热材料包括多层绝热层，绝热层上设有贯穿的贯穿孔。相邻两绝热层上的贯穿孔错开设置。贯穿孔可以利用大头针扎出。贯穿孔既能阻止对流漏热和热辐射漏热，又不降低抽真空的效率。
42.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，铜管的进出口上设有vcr接头软管12。利用vcr接头密封的可靠性，增加软管方便内部芯体的吊出。
43.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，所述吊出装置还包括连接多个所述吊杆端部的安装架73，所述吊杆与所述安装架之间设有g10垫块74和ptfe垫片75。这样能够减少吊杆与安装架的直接接触，减少漏热。
44.进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，还包括设于液氮的进出口上的安全阀和调节阀，安全阀可确保管路安全。在冷屏装置上安装温度计检测冷屏温度，调节液氮的供应流量。
45.本实施例的工作原理如下：
46.本发明实施例提供了一种液氮冷屏结构，包括容器壳体，设于容器壳体内的冷屏装置，以及供冷屏装置架设于容器壳体内的固定装置，固定装置使冷屏装置与容器壳体内壁形成间隔空腔。固定装置使得冷屏装置与容器壳体内壁之间形成间隔空腔，减少冷屏装置与容器壳体的接触，从而减少热辐射、对流传热和导热，达到防止漏热，减少超低温的损耗的效果，增加超低温的存储效果和存储时长。
47.本发明实施例的一种液氮冷屏结构，提供了一种经济可行，性能稳定，结构巧妙的一种液氮冷屏结构，可为各项研究提供稳定的低温环境。通过分析漏热的基本原理，从导热、对流、热辐射三方面综合考虑分析，设计出的一种液氮冷屏结构，在用于维持低温时，具有漏热量极低的效果，通过对冷屏装置阻断和减少热辐射、对流传热、导热，可大幅度减少内部维持超低温的液氦消耗量，从而减少一种液氮冷屏结构的运行成本。吊出装置带来的上下可分离的效果，易于后期的维护及试验装置的更换。该装置可广泛应用于科研、军事、医疗等需要维持低温环境的各个领域。
48.如上是结合具体内容提供的实施方式，并不认定本技术的具体实施只局限于这些说明。凡与本技术的方法结构等近似雷同，或是对于本技术构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本技术的保护范围。