一种绝热去磁制冷模块

本发明涉及极低温制冷，尤其涉及一种绝热去磁制冷模块。

背景技术：

1、极低温制冷技术在凝聚态物理、空间探测、量子技术等前沿技术领域中发挥着重要作用，在目前的极低温制冷技术中，绝热去磁制冷以其覆盖温区广、本征效率高、不依赖重力和稀缺3he等优点，成为空间应用中的主流极低温制冷技术。同时凭借其工质广泛、结构紧凑、成本较低等优点在地面实验中亦有着广泛的应用前景。

2、绝热去磁制冷基于磁热材料随外界磁场变化产生的磁热效应进行制冷，其基本构成包括盐丸、磁体、热开关、热沉和冷头，为了将盐丸限位在磁场中，并减小盐丸的热负荷，通常使用低导热率的悬挂线将盐丸固定在超导磁体的中央空腔，常用的悬挂线有凯夫拉等，凯夫拉具有较高的强度和较低的导热率，因此成为目前绝热去磁制冷系统中常用的悬挂线，一般在盐丸两端分别使用两个上下两个悬挂，上悬挂的一端连接盐丸，另一端连接热沉，下悬挂的一端连接盐丸，另一端连接磁屏蔽，目前常见的两种凯夫拉悬挂涉及方法有两种，一种用环氧树脂低温胶将kevlar纤维的末端粘接到悬挂配件中，再将悬挂配件固定到盐丸和热沉或磁屏蔽，另一种是将kevlar纤维缠绕在滑轮配件中，并利用绞盘设计使其张紧，这种悬挂设计结构复杂。

3、但这两种方式都存在缺陷，都需要人工制作或者调节，长期使用都会出现松动甚至断裂的风险。adr悬挂系统的设计需要合理考虑热学性能和机械性能。在热学性能中主要考虑最大限度地减小通过悬挂结构到达盐丸的漏热；针对悬挂的机械性能，在地面系统中，需要考虑承受盐丸的重力和移动过程中的振动，而在空间应用中，航天器在发射过程中会产生更大的冲击振动，更需要考虑振动的影响。

技术实现思路

1、为了缓冲振动对绝热去磁制模块的影响以及在长期使用时悬挂会出现断裂的问题，本发明提出一种新型绝热去磁制冷模块。

2、本发明通过以下技术方案实现的：

3、本发明提出绝热去磁制冷模块包括减振机构、悬挂、盐丸、磁屏蔽和热沉，其中：

4、所述悬挂由3d打印制作而成，所述悬挂包括上悬挂和下悬挂，所述热沉位于所述磁屏蔽顶部一侧与所述磁屏蔽连接，所述上悬挂位于所述热沉顶部，所述下悬挂位于所述磁屏蔽底部；

5、所述盐丸位于所述磁屏蔽的空腔内部，所述盐丸还包括导热件，一个所述导热件顶部依次贯穿所述磁屏蔽、所述热沉和所述上悬挂，另一个所述导热件底部依次贯穿所述磁屏蔽和所述下悬挂，所述导热件与所述磁屏蔽之间设有减振机构，所述导热件上还设有螺母，两个所述螺母分别位于所述导热件顶部和导热件底部并与所述导热件固定连接，并将所述上悬挂、所述下悬挂限制在两个螺母之间。

6、进一步的，所述悬挂由多个圆环连接组成，所述上悬挂的外环与所述热沉贴合，所述下悬挂的外环与所述磁屏蔽贴合，热量通过所述悬挂的截面到达盐丸。

7、进一步的，所述盐丸还包括盐丸本体，所述盐丸本体顶部、底部分别与两个所述导热件固定连接。

8、进一步的，还包括超导磁体，所述超导磁体中心设有空腔，所述盐丸设于空腔内，所述导热件穿过所述空腔。

9、进一步的，所述减振机构为橡胶垫或弹簧。

10、本发明的有益效果：

11、(1)本发明提出的绝热去磁制冷模块通过在传统盐丸结构的基础上增加减振机构，有效的缓冲振动对盐丸造成的损伤。

12、(2)本发明提出的绝热去磁制冷模块采用低热导率的材料制作3d打印悬挂，通过将悬挂设置成多个圆环，相邻圆环之间交错设置连接，多环设计能够有效增长热量从悬挂边缘到绝热去磁模块悬挂中心的漏热截面所经过的路径，能够减小通过悬挂到达盐丸的漏热。

技术特征：

1.一种绝热去磁制冷模块，其特征在于，包括减振机构、悬挂、盐丸、磁屏蔽和热沉，其中：

2.根据权利要求1所述的绝热去磁制冷模块，其特征在于，所述悬挂由多个圆环连接组成，所述上悬挂的外环与所述热沉贴合，所述下悬挂的外环与所述磁屏蔽贴合，热量通过所述悬挂的截面到达盐丸。

3.根据权利要求1所述的绝热去磁制冷模块，其特征在于，所述盐丸还包括盐丸本体，所述盐丸本体顶部、底部分别与两个所述导热件固定连接。

4.根据权利要求3所述的绝热去磁制冷模块，其特征在于，还包括超导磁体，所述超导磁体中心设有空腔，所述盐丸设于空腔内，所述导热件穿过所述空腔。

5.根据权利要求1所述的绝热去磁制冷模块，其特征在于，所述减振机构为橡胶垫或弹簧。

技术总结本发明提出一种绝热去磁制冷模块，具体涉及于极低温制冷技术领域,所述绝热去磁制冷模块包括减振机构、悬挂、盐丸、磁屏蔽和热沉，本发明中减振型盐丸的设计在保持传统盐丸结构的基础上，通过增加减振结构可以有效缓冲振动对盐丸造成的损害；上下悬挂采用3D打印设计，满足盐丸与磁屏蔽之间低漏热的同时具备高可靠性，同时3D打印的加工方式能够满足不同规格和复杂设计的悬挂要求。技术研发人员：戴巍,李雅楠,李珂,刘萍受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/16