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1、(10)申请公布号 CN 103366917 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103366917 A *CN103366917A* (21)申请号 201310264232.3 (22)申请日 2013.06.28 H01F 6/04(2006.01) F25B 21/00(2006.01) (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区北京 100084-82 信箱 (72)发明人 顾晨 李易 韩征和 (74)专利代理机构 深圳市鼎言知识产权代理有 限公司 44311 代理人 哈达 (54) 发明名称 制冷装置和高温超导磁体制冷装置 (57) 摘要 本发明提供。
2、一种制冷装置， 其包括一传导制 冷单元及一浸泡制冷单元 ； 所述传导制冷单元包 括一制冷机、 一外层密封壳体及一导冷骨架， 所述 制冷机包括一冷头， 所述冷头和导冷骨架均位于 所述外层密封壳体内 ； 所述浸泡制冷单元包括一 内层密封壳体、 一流体注入管及一流体排出管 ； 所述内层密封壳体位于所述外层密封壳体内， 所 述流体注入管和流体排出管均位于所述内层密封 壳体上， 并贯穿所述内层密封壳体和外层密封壳 体设置 ； 所述导冷骨架的一端位于所述内层密封 壳体外且与所述冷头相连， 所述导冷骨架的另一 端延伸至所述内层密封壳体内。本发明还提供一 种高温超导磁体制冷装置。 (51)Int.Cl. 权利。
3、要求书 2 页 说明书 6 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103366917 A CN 103366917 A *CN103366917A* 1/2 页 2 1. 一种制冷装置， 包括 ： 一传导制冷单元， 所述传导制冷单元包括一制冷机和一外层密封壳体， 所述制冷机包 括一冷头， 该冷头位于所述外层密封壳体内 ； 以及 一浸泡制冷单元， 所述浸泡制冷单元包括一内层密封壳体， 所述内层密封壳体位于所 述外层密封壳体内， 所述内层密封壳体用于填充冷却液或气体 ； 其特征在于， 所述传导制。
4、冷单元进一步包括一导冷元件， 所述导冷元件的一端位于所 述内层密封壳体外且与所述冷头相连， 所述导冷元件的另一端延伸至所述内层密封壳体 内。 2. 如权利要求 1 所述的制冷装置， 其特征在于， 所述浸泡制冷单元进一步包括一流体 注入管、 一流体排出管及一内腔排气管， 所述流体注入管、 流体排出管及内腔排气管均位于 所述内层密封壳体上， 并贯穿所述内层密封壳体和外层密封壳体设置。 3. 如权利要求 1 所述的制冷装置， 其特征在于， 所述制冷机进一步包括一冷屏， 所述冷 屏为一壳体结构， 该冷屏位于所述外层密封壳体和内层密封壳体之间 ； 所述冷头包括一一 级冷头和一二级冷头， 所述一级冷头位于。
5、所述冷屏外， 所述二级冷头位于所述冷屏内 ； 所述 二级冷头的一端与所述一级冷头相连， 所述二级冷头的另一端与所述导冷元件相连。 4. 如权利要求 1 所述的制冷装置， 其特征在于， 所述外层密封壳体上设置有一外腔抽 气阀。 5. 如权利要求 2 所述的制冷装置， 其特征在于， 所述流体注入管、 流体排出管和内腔 排气管的管体均为可分体式结构， 用于阻断外界通过该管体向所述内层密封壳体内的热传 导。 6. 如权利要求 5 所述的制冷装置， 其特征在于， 所述管体包括一固定部分以及一活动 部分， 所述固定部分固定于所述内层密封壳体上， 所述活动部分活动连接于所述外层密封 壳体上， 且可相对于所述。
6、固定部分做指向该固定部分的往复运动， 以实现所述管体的分离 与对接。 7. 如权利要求 2 所述的制冷装置， 其特征在于， 所述流体注入管、 流体排出管和内腔排 气管的管体均采用塑料、 玻璃钢或陶瓷材料制成。 8. 一种高温超导磁体制冷装置， 包括 ： 一传导制冷单元、 一浸泡制冷单元及一高温超 导磁体 ； 所述传导制冷单元包括一制冷机、 一外层密封壳体及一导冷元件， 所述制冷机包括 一冷头， 该冷头和导冷元件均位于所述外层密封壳体内 ； 所述浸泡制冷单元包括一内层密 封壳体、 一流体注入管及一流体排出管， 所述内层密封壳体位于所述外层密封壳体内， 所述 流体注入管和流体排出管均位于所述内层密。
7、封壳体上， 并贯穿所述内层密封壳体和外层密 封壳体设置 ； 所述导冷元件的一端位于所述内层密封壳体外且与所述冷头相连， 所述导冷 元件的另一端延伸至所述内层密封壳体内 ； 所述高温超导磁体位于所述内层密封壳体内， 且与所述导冷元件相接触。 9. 如权利要求 8 所述的高温超导磁体制冷装置， 其特征在于， 所述制冷机进一步包括 一冷屏， 所述冷屏为一壳体结构， 该冷屏位于所述外层密封壳体和内层密封壳体之间 ； 所述 冷头包括一一级冷头和一二级冷头， 所述一级冷头位于所述冷屏外， 所述二级冷头位于所 述冷屏内 ； 所述二级冷头的一端与所述一级冷头相连， 所述二级冷头的另一端与所述导冷 元件相连。 。
8、权 利 要 求 书 CN 103366917 A 2 2/2 页 3 10. 如权利要求 8 所述的高温超导磁体制冷装置， 其特征在于， 所述高温超导磁体制冷 装置进一步包括一室温腔体， 所述室温腔体的腔壁贯穿所述内层密封壳体和外层密封壳体 且与所述高温超导磁体同轴设置。 权 利 要 求 书 CN 103366917 A 3 1/6 页 4 制冷装置和高温超导磁体制冷装置 技术领域 0001 本发明涉及一种制冷装置， 以及一种高温超导磁体制冷装置。 背景技术 0002 高温超导材料自 20 世纪 80 年代被发现以来得到迅猛发展， 利用高温超导材料绕 制磁体与低温超导磁体相比， 主要优势体现在。
9、 ： 高温超导磁体可在较高的温度下运行， 可使 用制冷机传导制冷， 杜瓦结构简单， 免去使用液态制冷剂带来的不便与安全隐患， 便于机动 使用 ； 可进行反复快速励磁放电 , 可提高磁体系统的稳定性与安全度 ； 可在较高的磁场下 工作 （可达 30 特斯拉以上） 。 0003 高温超导磁体需工作在低温环境下， 低温环境的获得， 大体上有两种方法。一种 是利用液体或者气态媒质， 如液氮、 液氦、 冷氦气等将磁体整体浸泡在此类媒质中， 获得与 媒质相同的温度。这种浸泡制冷方式制冷速度比较快， 但受到媒质的获取、 储存、 运输等诸 多限制， 并不适合在野外使用。比如目前液氦资源提取自天然气并要求矿井周。
10、围同时有铀 矿， 是非常珍贵的战略资源， 我国本身基本不具备液氦生产能力。 液氦的主要输出国美国自 2007 年开始将液氦定为战略资源限制出口， 这一举动导致液氦在国内的市场价已经飙升 3 5 倍， 在特殊时期供应更是无法保障。 0004 为了弥补浸泡制冷方式的不足， 高温超导磁体还可以采用制冷机进行传导制冷， 制冷机可采用 G-M 式制冷机或者脉冲管制冷机。工作时磁体通过固态冷却通道与冷头连 接， 磁体与冷头整体置于真空腔体内， 通过固态冷却通道逐级冷却磁体。 传导冷却方式概念 简单， 但实际使用过程中， 由于热机效率问题， 冷头的制冷量有限并随温度降低呈现急剧降 低， 所以利用传导冷却方式。
11、制冷大型磁体， 一般都需要几个甚至几十个小时， 十分不利于一 些需要快速部署的场合。同时由于磁体与冷却通道存在众多接触面， 每个接触面都会产生 接触热阻， 磁体整体的热均匀性比较难以保证， 这对于传导制冷的设计制造工艺都提出了 很大的挑战。 发明内容 0005 有鉴于此， 确有必要提供一种制冷装置， 该制冷装置既可在传导制冷模式下工作， 也可在浸泡制冷模式下工作， 还可同时在上述两种制冷模式下工作。 0006 本发明提供一种制冷装置， 其包括 ： 一传导制冷单元和一浸泡制冷单元 ； 所述传 导制冷单元包括一制冷机、 一外层密封壳体及一导冷骨架 ； 所述浸泡制冷单元包括一内层 密封壳体、 一流体。
12、注入管和一流体排出管。 其中， 所述导冷骨架和内层密封壳体均位于所述 外层密封壳体内。所述导冷骨架的一端位于所述内层密封壳体外， 所述导冷骨架的另一端 延伸至所述内层密封壳体内。 所述流体注入管和流体排出管均贯穿所述内层密封壳体和外 层密封壳体。 0007 进一步地， 所述外层密封壳体的腔壁上设置有一外腔抽气阀。所述制冷机包括一 压缩机、 一冷凝器、 一冷风机、 至少一冷头以及至少一电磁阀门等。 其中， 所述冷头位于所述 说 明 书 CN 103366917 A 4 2/6 页 5 外层密封壳体内， 所述压缩机、 冷凝器、 冷风机和电磁阀门等位于所述外层密封壳体外。 0008 进一步地， 所述。
13、浸泡制冷单元还包括一内腔排气管、 一气压表以及多个电磁阀门 等。 其中， 所述内腔排气管贯穿所述内层密封壳体和外层密封壳体， 所述气压表连接于所述 内腔排气管上， 所述多个电磁阀门分别位于所述流体注入管、 流体排出管和内腔排气管上。 0009 本发明还提供一种高温超导磁体制冷装置， 其包括 ： 一传导制冷单元、 一浸泡制冷 单元及一高温超导磁体 ； 所述传导制冷单元包括一制冷机、 一外层密封壳体及一导冷骨架， 所述制冷机包括一冷头， 该冷头和导冷骨架均位于所述外层密封壳体内 ； 所述浸泡制冷单 元包括一内层密封壳体、 一流体注入管及一流体排出管， 所述内层密封壳体位于所述外层 密封壳体内， 所。
14、述流体注入管和流体排出管均位于所述内层密封壳体上， 并贯穿所述内层 密封壳体和外层密封壳体设置 ； 所述导冷骨架的一端位于所述内层密封壳体外且与所述冷 头相连， 所述导冷骨架的另一端延伸至所述内层密封壳体内 ； 所述高温超导磁体位于所述 内层密封壳体内， 且与所述导冷骨架相接触。 0010 与现有技术相比， 本发明提供的制冷装置及高温超导磁体制冷装置， 通过导冷骨 架实现了传导制冷模式和浸泡制冷模式的整合， 因此能提供多种模式的制冷， 即， 待冷却物 体既可以工作在传导制冷模式下， 也可以工作在浸泡制冷模式下， 或者工作在混合制冷模 式下。待冷却物体在利用传导制冷提供稳定制冷的同时， 还可以利。
15、用浸泡制冷的方式实现 快速制冷。 另外， 本发明的制冷装置还提供一种高压气体保护状态下的传导制冷模式， 从而 可提高待冷却物体的温度均匀性。 附图说明 0011 图 1 是本发明实施例一提供的制冷装置的结构示意图。 0012 图 2 是本发明实施例二提供的制冷装置的结构示意图。 0013 图 3 是本发明实施例三提供的高温超导磁体制冷装置的结构示意图。 0014 图 4 是本发明实施例提供的制冷装置中一体式流体注入管的结构示意图。 0015 图 5 是本发明实施例提供的制冷装置中可分体式流体注入管的结构示意图。 0016 主要元件符号说明 100 制冷装置 110 传导制冷单元 120 浸泡制。
16、冷单元 10制冷机 12一级冷头 14二级冷头 16冷屏 18导冷骨架 20外层密封壳体 22外腔抽气阀 30内层密封壳体 40流体注入管 50流体排出管 60内腔排气管 70气压表 80高温超导磁体 82室温腔体 说 明 书 CN 103366917 A 5 3/6 页 6 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 具体实施方式 0017 下面将结合附图及具体实施例， 对本发明提供的制冷装置做进一步的详细说明。 0018 实施例一 请参见图 1， 本发明实施例一提供一种制冷装置 100， 其包括一传导制冷单元 110 和一 浸泡制冷单元 120。其中， 所述传导制冷单元 110 通过。
17、传导制冷模式对待冷却物体进行制 冷， 所述浸泡制冷单元 120 通过浸泡制冷模式对待冷却物体进行制冷。 0019 所述传导制冷单元 110 包括一制冷机 10、 一外层密封壳体 20 和一导冷骨架 18。 所述制冷机 10 用于对待冷却物体进行制冷， 所述外层密封壳体 20 用于密封所述待冷却物 体， 所述导冷骨架 18 位于所述外层密封壳体 20 内， 且连接于所述制冷机 10 与待冷却物体 之间， 用于导冷。 0020 所述制冷机 10 可为 G-M 式制冷机或脉冲管制冷机。本实施例中， 所述制冷机 10 为一台单级 G-M 式制冷机。所述制冷机 10 包括一一级冷头 12。进一步地， 所。
18、述制冷机 10 还包括压缩机、 冷凝器、 冷风机和电磁阀门等常规部件 （图未示） 。所述一级冷头 12 位于所 述外层密封壳体 20 内 ； 所述制冷机 10 的其他常规部件均位于所述外层密封壳体 20 外。所 述一级冷头 12 的一端与所述制冷机的其他常规部件相连， 所述一级冷头 12 的另一端与所 述导冷骨架 18 相连， 用于制冷。本实施例中， 所述一级冷头 12 在 77K 可提供 100W 的制冷 量。 0021 所述外层密封壳体 20 上设置有一外腔抽气阀 22， 用于控制所述外层密封壳体 20 内气体的进出。 0022 所述浸泡制冷单元120包括一内层密封壳体30、 一流体注入管。
19、40以及一流体排出 管 50。 0023 所述内层密封壳体 30 位于所述外层密封壳体 20 内， 并与所述一级冷头 12 相连 接。本实施例中， 所述内层密封壳体 30 通过所述导冷骨架 18 与所述一级冷头 12 相连接。 所述内层密封壳体 30 用于密封所述待冷却物体。 0024 所述流体注入管 40 和流体排出管 50 均位于所述内层密封壳体 30 上， 并贯穿于所 述内层密封壳体 30 和外层密封壳体 20。所述流体注入管 40 和流体排出管 50 用于所述内 层密封壳体 30 内冷却液的输入和输出。所述冷却液包括液氮、 液氦等低温冷媒。 0025 进一步地， 所述浸泡制冷单元 12。
20、0 还包括多个电磁阀门， 分别位于所述流体注入 管 40 和流体排出管 50 上， 用于控制所述内层密封壳体 30 内液体和气体的输入和输出。本 实施例中， 所述多个电磁阀门分别设置于所述流体注入管 40 和流体排出管 50 位于所述内 层密封壳体 30 与外层密封壳体 20 之间的位置。所述多个电磁阀门均采用耐低温的材料制 成， 其至少可在 4K 的低温下正常工作。 0026 实施例二 请参见图 2， 本发明实施例二提供另一种制冷装置 100， 其包括一传导制冷单元 110 和 一浸泡制冷单元 120。 0027 与实施例一不同， 本实施例二中的传导制冷单元 110 中的制冷机 10 为一台。
21、双级 G-M 制冷机， 其包括一一级冷头 12、 一二级冷头 14 及一冷屏 16。所述一级冷头 12、 二级冷 说 明 书 CN 103366917 A 6 4/6 页 7 头 14、 冷屏 16 均位于所述外层密封壳体 20 内。所述冷屏 16 为一壳体结构， 用于阻止外界 向待冷却物体的热辐射 ； 其中， 所述二级冷头14和导冷骨架18均位于所述冷屏16内 ； 所述 一级冷头12位于所述冷屏16外。 所述二级冷头14位于所述一级冷头12和导冷骨架18之 间， 并分别与所述一级冷头 12 和导冷骨架 18 相连接。所述导冷骨架 18 位于所述二级冷头 14和待冷却物体之间， 并在工作状态时。
22、直接与待冷却物体接触， 用于向待冷却物体导冷。 本 实施例二中， 所述一级冷头 12 在 77K 可提供 100W 的制冷量， 所述二级冷头 14 在 25K 可提 供 15W 的制冷量。可以理解， 与实施例一相同， 所述制冷机 10 还包括压缩机、 冷凝器、 冷风 机和电磁阀门等常规部件 （图未示） 。 0028 与实施例一不同， 本实施例二中的浸泡制冷单元 120 包括一内层密封壳体 30、 一 流体注入管 40、 一流体排出管 50、 一内腔排气管 60 以及一气压表 70。所述内层密封壳体 30、 流体注入管 40 和流体排出管 50 的位置关系与实施例一中相同。 0029 所述内腔排。
23、气管 60 位于所述内层密封壳体 30 上， 用于所述内层密封壳体 30 内气 体的输入和输出。所述气体包括冷氦气、 常温氦气等。 0030 所述气压表 70 设置于所述内腔排气管 60 上， 用于检测所述内层密封壳体 30 内的 气体压强。 0031 实施例一、 二中所述的制冷装置 100 可处理的待冷却物体种类不限， 并可根据不 同的待冷却物体选择不同的制冷模式。 0032 实施例三 请参见图 3， 本发明实施例三提供一种高温超导磁体制冷装置 100。该高温超导磁体制 冷装置 100 的结构与实施例二中的制冷装置 100 的结构基本相同。唯一的区别是， 所述高 温超导磁体制冷装置 100 。
24、中的待冷却物体为一高温超导磁体 80。该高温超导磁体 80 可由 一高温超导导线绕制而成。该高温超导导线的材料不限。本实施例中， 所述高温超导导线 的材料为Bi2223。 可以理解， 当所述高温超导磁体80的主要功能是为一回旋管器件提供背 景场时， 该高温超导磁体 80 可以是一个带室温腔体 82 的磁体系统。所述室温腔体 82 同轴 设置于该高温超导磁体 80 内。 0033 本实施例中， 所述导冷骨架 18 包括一第一传导部、 一连接部以及一第二传导部。 所述连接部贯穿所述内层密封壳体的一侧壁， 该连接部用于连接所述第一传导部与第二传 导部。所述第一传导部与所述二级冷头 14 相连， 所述。
25、第二传导部与所述高温超导磁体 80 相接触。具体地， 所述第二传导部分别与所述高温超导磁体 80 的两端相接触。 0034 如图 4 所示， 实施例一、 二、 三中所述的流体注入管 40 的管体均可采用一体式设 计， 当采用一体式设计时， 所述流体注入管 40 的管体可采用加长设计， 并用低热导率材料 制成， 如玻璃钢、 塑料、 陶瓷等， 从而抑制外界通过管体向所述内层密封壳体 30 进行热传 导。同样地， 所述流体排出管 50 和内腔排气管 60 也可采用与所述流体注入管 40 相同的设 计。 0035 如图5所示， 实施例一、 二、 三中所述的流体注入管40的管体也均可采用可分体式 设计，。
26、 即可插拔设计。所述流体注入管 40 的管体包括一固定部分及一活动部分， 所述固定 部分固定于所述内层密封壳体 30 上， 所述活动部分与所述外层密封壳体活动连接， 并可相 对于所述固定部分做指向该固定部分的往复运动， 以实现所述流体注入管 40 的管体的分 离与对接。具体地， 所述流体注入管 40 的管体与所述外层密封壳体 20 结合部位的活动部 说 明 书 CN 103366917 A 7 5/6 页 8 分采用直线动密封部件。 当待冷却物体进入制冷工作状态后， 所述活动部分可拉起， 断绝与 所述内层密封壳体 30 的连接， 从而彻底切断外界热量向所述内层密封壳体 30 的热传导。 003。
27、6 下面将结合上述附图和具体实施例详细说明本发明的高温超导磁体制冷装置 100 对于所述高温超导磁体 80 的多模式制冷过程。 0037 （1） 标准的传导制冷模式 首先， 将所述高温超导磁体 80 封装在所述内层密封壳体 30 内。其中， 所述高温超导磁 体 80 通过所述导冷骨架 18 与所述二级冷头 14 相连。 0038 其次， 打开控制所述内腔排气管60的电磁阀门， 利用所述内腔排气管60对所述内 层密封壳体 30 进行抽真空处理。同时， 通过所述外腔抽气阀 22 对所述外层密封壳体 20 进 行抽真空处理。待所述内层密封壳体 30 和外层密封壳体 20 均进入真空状态后， 关闭所有。
28、 电磁阀门。 0039 最后， 启动所述制冷机 10 对所述高温超导磁体 80 进行标准的传导制冷。 0040 在该标准传导制冷模式下， 通过实测所述高温超导磁体 80 的温度发现， 在开启所 述制冷机 10 大约 5 小时 30 分钟后达到预设温度 25K。通过所述高温超导磁体 80 上分布的 探头测试得知， 所述高温超导磁体 80 整体温度最大相差约 5K。 0041 （2） 高压气体保护下的传导制冷模式 首先， 将所述高温超导磁体 80 封装在所述内层密封壳体 30 内。其中， 所述高温超导磁 体 80 通过所述导冷骨架 18 与所述二级冷头 14 相连。 0042 其次， 打开控制所述。
29、内腔排气管60的电磁阀门， 利用所述内腔排气管60对所述内 层密封壳体 30 进行抽真空处理。同时， 通过所述外腔抽气阀 22 对所述外层密封壳体 20 进 行抽真空处理。待所述内层密封壳体 30 和外层密封壳体 20 均进入真空状态后， 关闭所有 电磁阀门。 0043 再次， 打开控制所述内腔排气管60的电磁阀门， 利用所述内腔排气管60对所述内 层密封壳体 30 充高压氦气， 并通过所述气压表 70 观测气压， 待高压氦气充至 1MPa 左右时 停止充气。 0044 最后， 在所述高压环境下， 开启所述制冷机 10， 对所述高温超导磁体 80 进行高压 气体保护下的传导制冷。 0045 在。
30、该高压气体保护下的传导制冷模式下， 通过实测所述高温超导磁体 80 的温度 发现， 在开启所述制冷机 10 大约 5 小时 40 分钟后达到预设温度 25K。从进入预设温度的时 间来看， 该高压气体保护下的传导制冷模式对比所述标准的传导制冷模式略微提高。但通 过所述高温超导磁体 80 上分布的探头测试得知， 所述高温超导磁体 80 整体温度最大温差 仅 0.5K， 对比所述标准的传导制冷模式， 所述高温超导磁体 80 的温度均匀性有了很大的提 高。 这充分说明该高压气体保护下的传导制冷模式对于提高待冷却物体的温度均匀性有很 大的作用。 0046 （3） 混合制冷模式 首先， 通过所述外腔抽气阀。
31、22对所述外层密封壳体20进行抽真空处理， 形成真空隔热 层。 0047 其次， 打开控制所述流体注入管40的电磁阀门， 通过所述流体注入管40向所述内 层密封壳体 30 直接灌注液氮， 进行至 77K 的快速制冷。因为液氮会在热交换过程中会大量 说 明 书 CN 103366917 A 8 6/6 页 9 释放氮气， 所以此时所述内腔排气管 60 的电磁阀门需同步打开。所述高温超导磁体 80 无 需整体浸泡在液氮中， 实际操作中， 通过分布在所述高温超导磁体 80 上的多个探头观测所 述高温超导磁体 80 的温度。当所有探头都达到 77K （液氮温度） 的时候， 停止加注液氮。剩 余的液氮可。
32、通过所述流体排出管 50 导出。实测加注液氮 9 分钟后， 所述高温超导磁体 80 各处温度均已达 77K， 停止加注液氮。将剩余液氮通过所述流体排出管 50 导出后关闭相应 的电磁阀门。 0048 再次， 打开控制所述内腔排气管60的电磁阀门， 利用所述内腔排气管60对所述内 层密封壳体 30 进行抽真空处理。 0049 最后， 启动所述制冷机 10 对所述高温超导磁体 80 进行传导制冷。 0050 根据实测， 经过120分钟， 所述高温超导磁体80进入预设工作温度25K。 在该混合 制冷模式下， 所述高温超导磁体 80 从室温降至工作点温度的总时间仅需 140 分钟， 对比标 准的传导制。
33、冷模式下的 5 小时 30 分钟， 制冷时间有了大大缩短， 实现了快速制冷。 0051 另外， 也可在结束液氮浸泡之后， 对所述内层密封壳体 30 进行高压氦气充气， 以 提高所述高温超导磁体 80 的温度均匀性。 0052 （4） 浸泡制冷模式 首先， 通过所述外腔抽气阀22对所述外层密封壳体20进行抽真空处理， 形成真空隔热 层。 0053 其次， 打开控制所述流体注入管40的电磁阀门， 通过所述流体注入管40向所述内 层密封壳体 30 直接灌注液氮， 进行至 77K 的快速制冷。待所述高温超导磁体 80 各处温度 均已达 77K 时， 停止加注液氮。并将剩余液氮通过所述流体排出管 50 。
34、导出后关闭相应的电 磁阀门。 0054 再次， 打开控制所述流体注入管40的电磁阀门， 通过所述流体注入管40向所述内 层密封壳体 30 直接灌注液氦， 进行至 25K 的快速制冷。 0055 根据实测， 加注液氦 15 分钟后， 所述高温超导磁体 80 进入预设工作温度 25K， 即， 所述高温超导磁体 80 从室温到预设温度的时间不超过 45 分钟。 0056 最后， 在上述快速制冷完毕后， 利用液氦气化形成的蒸汽对所述内层密封壳体 30 进行高压充气。其具体方式为， 待所述高温超导磁体 80 达到预设温度后， 通过所述流体排 出管50导出大部分液氦， 剩余一小部分液氦在所述内层密封壳体3。
35、0内， 并关闭控制所述流 体注入管 40 的电磁阀门。此时， 所述内腔排气管 60 依然与所述内层密封壳体 30 连通， 通 过液氦自然蒸发形成的蒸汽压， 缓慢进入预设充气压力。压力控制可通过与所述气压表 70 测量， 待气压达到预设压力后， 通过减压阀降压。但这种自充气方式等待时间比较长， 因此 也可通过所述内腔排气管 60 直接注入 1MPa 的氦气。 0057 与现有技术相比， 本发明提供的制冷装置及高温超导磁体制冷装置， 能提供多种 模式的制冷， 利用这种制冷装置， 待冷却物体既可以工作在传导制冷模式下， 也可以工作在 浸泡制冷模式下， 或者工作在混合制冷模式下。待冷却物体在利用传导制。
36、冷提供稳定制冷 的同时， 还可以利用浸泡制冷的方式实现快速制冷。 另外， 本发明的制冷装置还提供一种高 压气体保护状态下的传导制冷模式， 从而可提高待冷却物体的温度均匀性。 0058 另外， 本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化， 这些依据本发明精神 所做的变化， 都应包含在本发明所要求保护的范围内。 说 明 书 CN 103366917 A 9 1/4 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103366917 A 10 2/4 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103366917 A 11 3/4 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103366917 A 12 4/4 页 13 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103366917 A 13 。