一种用于稀释制冷机的He4超流抑制结构的制作方法

本发明涉及极低温制冷的，尤其涉及一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构。

背景技术：

1、低温恒温器广泛应用于科研领域，如量子计算、深空探测、可控核聚变装置等。极低温恒温器(mk级别)又是低温恒温器中最复杂的一类。目前，绝大部分极低温恒温器均通过he3/he4稀释循环获得极低温环境。稀释制冷机稀释循环制冷要求循环氦气中的he4混合比例不能超过10％，否则，稀释制冷循环失效。在标准一个大气压下，当温度降低至2.17k以下，he4液体会出现超流现象，即he4液体会沿壁面爬行，在产生热-机械效应，造成蒸馏室漏热的同时，he4在爬升的过程中，温区逐渐升高导致he4逐渐汽化，导致氦气中he4的混合比例超过10％，导致稀释制冷失效。

2、而公开号为cn112146311a的中国专利为了解决上述问题，提供了一种技术方案，其通过采用反向刀口管与正向刀口管相结合，虽然可以在一定程度上抑制he4的爬坡现象，但是由于反向刀口管与正向导管口的结合会延长爬坡的路径，在抑制爬坡现象的过程中仍会产生热-机械效应，造成蒸馏室漏热。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，包括蒸馏室，包括：

3、反向刀口管，与所述蒸馏室相连通；

4、密封管，设置于所述蒸馏室外部并套设于所述反向刀口管的突出于所述蒸馏室表面的外部；

5、抽吸管，与所述反向刀口管相连通；

6、尖端引流结构，固定于所述蒸馏室内壁顶部，且环设于所述反向刀口管的外部，在使用时，所述尖端引流结构中的多层结构以缩短he4在竖直方向的爬坡距离。

7、作为上述技术方案的进一步描述，所述尖端引流结构的横截面为伞状结构或底部为尖端的引流结构。

8、作为上述技术方案的进一步描述，所述伞状结构包括以所述反向刀口管为中心的多层抑制结构，所述抑制结构的厚度在远离所述蒸馏室内壁顶部的方向呈现逐渐减小的趋势。

9、作为上述技术方案的进一步描述，所述抑制结构为圆环结构。

10、作为上述技术方案的进一步描述，所述抑制结构至少设置有两层。

11、作为上述技术方案的进一步描述，相邻所述抑制结构、所述抑制结构与所述蒸馏室内壁以及所述抑制结构与所述反向刀口管外壁之间存在水平方向上的空隙。

12、作为上述技术方案的进一步描述，所述反向刀口管的尖端伸入蒸馏室的内部，且所述反向刀口管与所述密封管一体成型或焊接。

13、作为上述技术方案的进一步描述，所述反向刀口管伸入至所述蒸馏室的长度与所述伞状结构的长度相同。

14、作为上述技术方案的进一步描述，所述反向刀口管、所述密封管、所述伞状结构以及所述蒸馏室均采用316不锈钢材质，以减少漏热；

15、所述伞状结构与所述蒸馏室内壁一体成型或焊接。

16、作为上述技术方案的进一步描述，所述蒸馏室的底部安装有底座，所述底座上设置有密封堵头，所述底座上连接有转向阀。

17、本发明具有如下有益效果：

18、1、本发明采用伞状抑制结构与反向刀口管结构组合，有效阻止蒸馏室内超流he4的爬坡问题。可以使稀释制冷机更加可靠、稳定地工作，提高制冷效率，节约he3用量，减少能源浪费，经济效益显著。

19、2、本发明针对长路径抑制he4超流爬坡，直接在蒸馏室内壁增加伞状抑制结构，多级伞状抑制结构有效抑制超流he4爬坡问题，而且有效缩短抑制结构的路径，避免热-机械效应的产生，减小漏热损失。

技术特征：

1.一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，包括蒸馏室，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述尖端引流结构的横截面为伞状结构或底部为尖端的引流结构。

3.根据权利要求2所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述伞状结构包括以所述反向刀口管为中心的多层抑制结构，所述抑制结构的厚度在远离所述蒸馏室内壁顶部的方向呈现逐渐减小的趋势。

4.根据权利要求3所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述抑制结构为圆环结构。

5.根据权利要求3所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述抑制结构至少设置有两层。

6.根据权利要求3所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，相邻所述抑制结构、所述抑制结构与所述蒸馏室内壁以及所述抑制结构与所述反向刀口管外壁之间存在水平方向上的空隙。

7.根据权利要求1所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述反向刀口管的尖端伸入蒸馏室的内部，且所述反向刀口管与所述密封管一体成型或焊接。

8.根据权利要求6所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述反向刀口管伸入至所述蒸馏室的长度与所述伞状结构的长度相同。

9.根据权利要求3所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述反向刀口管、所述密封管、所述伞状结构以及所述蒸馏室均采用316不锈钢材质，以减少漏热；

10.根据权利要求1所述的一种用于稀释制冷机的he4超流抑制结构，其特征在于，所述蒸馏室的底部安装有底座，所述底座上设置有密封堵头，所述底座上连接有转向阀。

技术总结本发明公开了一种用于稀释制冷机的He4超流抑制结构，包括蒸馏室；反向刀口管，与所述蒸馏室相连通；密封管，设置于所述蒸馏室外部并套设于所述反向刀口管的突出于所述蒸馏室表面的外部；抽吸管，与所述反向刀口管相连通；伞状结构，固定于所述蒸馏室内壁顶部，且环设于所述反向刀口管的外部，在使用时，所述伞状结构中的多层结构以缩短He4在竖直方向的爬坡距离。本发明采用伞状抑制结构与反向刀口管结构组合，有效阻止蒸馏室内超流He4的爬坡问题。可以使稀释制冷机更加可靠、稳定地工作，提高制冷效率。技术研发人员：王西伟,安锐,郭居上,徐友武,方翁武,潘岳受保护的技术使用者：量子科技长三角产业创新中心技术研发日：技术公布日：2024/7/23