一种用于超导波荡器冷屏的制冷系统及方法

技术特征：
1.一种用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，包括斯特林制冷机和阀箱，所述斯特林制冷机的出口和入口分别通过第一出气管和第一回气管与所述阀箱连接，所述超导波荡器内设置有第一循环管路和第二循环管路，所述第一循环管路的入口和出口分别通过第二出气管和第二回气管与所述阀箱连接，所述第二循环管路的入口和出口分别通过第三出气管和第三回气管与所述阀箱连接。2.根据权利要求1所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述阀箱包括上端开口的腔体和遮盖所述开口的顶盖。3.根据权利要求2所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述腔体内设置有主管路、旁通管路、循环风扇管路、第一出气管路、第二出气管路、第一回气管路和第二回气管路，所述主管路上设置有第一低温截止阀，所述旁通管路上设置有第二低温截止阀，所述第一回气管路上设置有第三低温截止阀，所述第二回气管路上设置有第四低温截止阀；所述第一出气管路和所述第二出气管路分别与所述第一低温截止阀的出口连通，所述第二低温截止阀的入口与所述旁通管路连通，所述第二低温截止阀的出口、所述第三低温截止阀的出口和所述第四低温截止阀的出口分别与所述循环风扇管路连通，所述顶盖上设置有循环风扇和第一出口，循环风扇管路与循环风扇的入口连通，循环风扇的出口则与第一出口连通。4.根据权利要求3所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述顶盖上还设置有第一进口、第二出口、第三出口、第二进口和第三进口，其中，所述第一进口与所述第一低温截止阀的入口连通，所述第二出口与所述第一出气管路连通，所述第三出口与所述第二出气管路连通，所述第二进口与所述第一回气管路连通，所述第三进口与所述第二回气管路连通。5.根据权利要求4所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述第一出气管分别与所述斯特林制冷机的出口和所述第一进口连接，所述第一回气管分别与所述斯特林制冷机的入口和所述第一出口连接。6.根据权利要求5所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述第一出气管和所述第一回气管均采用vcr接头分别与所述斯特林制冷机的出口和入口连接。7.根据权利要求4所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述第二出气管分别与所述第二出口和所述第一循环管路的入口连接，所述第二回气管分别与所述第二进口和所述第一循环管路的出口连接，所述第三出气管分别与所述第三出口和所述第二循环管路的入口连接，所述第三回气管分别与所述第三进口和所述第二循环管路的出口连接。8.根据权利要求4所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述第一出口处设置有第一温度传感器，所述第一进口处设置有第二温度传感器，所述循环风扇的入口处设置有第三温度传感器，所述第四低温截止阀的出口处设置有第四温度传感器，所述第三低温截止阀的出口处设置有第五温度传感器，所述循环风扇的出口和入口处分别设置有第一压力传感器和第三压力传感器，所述第一压力传感器和所述第三压力传感器之间设置有压力变送器；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和压力变送器分别与第二控制器通讯连接，所述第二控制器与第二控制面板通讯连接。
9.根据权利要求8所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述斯特林制冷机的入口和出口处分别设置有第六温度传感器和第七温度传感器；所述第六温度传感器和第七温度传感器分别与第一控制器通讯连接；所述第一控制器与第一控制面板通讯连接。10.根据权利要求9所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述第一循环管路的入口和出口处分别设置有第八温度传感器和第九温度传感器，所述第二循环管路的入口和出口处分别设置有第十温度传感器和第十一温度传感器，所述第八温度传感器、第九温度传感器、第十温度传感器和第十一温度传感器分别与第三控制器通讯连接，所述第三控制器还与第三控制面板通讯连接。11.根据权利要求9所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述第一控制器、第二控制器和第三控制器分别与一电源电连接。12.根据权利要求2所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述顶盖上还设置有针阀和减压阀。13.根据权利要求3所述的用于超导波荡器冷屏的制冷系统，其特征在于，所述循环风扇的最大扬程为300m，频率在100hz～300hz之间。14.一种用于超导波荡器冷屏的制冷方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：对斯特林制冷机的曲轴腔室充放氦气3～6次，最后充压至20～24barg，采用罗茨泵对循环回路抽空置换3～5次，最后充压至7～9barg，采用分子泵对斯特林制冷机的冷头外腔室及阀箱的腔体抽空；s2：开启循环风扇并使其以100hz的低频率运转，同时打开第一低温截止阀门、第二低温截止阀门、第三低温截止阀门和第四低温截止阀门；s3：开启斯特林制冷机并增大循环风扇的频率至300hz，同时调节各低温截止阀门的阀门开度至预设值，开始循环制冷；s4：第一控制器、第二控制器和第三控制器分别采集斯特林制冷机、阀箱和超导波荡器内的温度和压力数据，并分别由第一控制面板、第二控制面板和第三控制面板实时显示。15.根据权利要求14所述的用于超导波荡器冷屏的制冷方法，其特征在于，步骤s3中，所述第二低温截止阀门的阀门开度预设为20％～40％，所述第三低温截止阀和第四低温截止阀的阀门开度预设为60％～90％。

技术总结
本发明涉及一种用于超导波荡器冷屏的制冷系统及方法，系统包括斯特林制冷机、阀箱和超导波荡器，所述斯特林制冷机的出口和入口分别通过第一出气管和第一回气管与所述阀箱连接，所述超导波荡器内设置有第一循环管路和第二循环管路，所述第一循环管路的入口和出口分别通过第二出气管和第二回气管与所述阀箱连接，所述第二循环管路的入口和出口分别通过第三出气管和第三回气管与所述阀箱连接。本发明的用于超导波荡器冷屏的制冷系统及方法，采用斯特林制冷机提供冷氦气，并通过阀箱将冷氦气传输至超导波荡器，与冷屏和电流引线进行换热后再将热氦气回收至斯特林制冷机，从而形成循环回路。环回路。环回路。


技术研发人员：赵乾坤 倪清 王金坤 汪义 蒋舸扬
受保护的技术使用者：中国科学院上海高等研究院
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/7/15