一种抗应力直线型脉管制冷机与杜瓦耦合结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109945542A(43)申请公布日2019.06.28(21)申请号201910246131.0(22)申请日2019.03.29(71)申请人中国科学院上海技术物理研究所地址200083上海市虹口区玉田路500号(72)发明人吴亦农左志强蒋珍华曲晓萍杨宝玉姜佳维(74)专利代理机构上海沪慧律师事务所31311代理人郭英(51)Int.Cl.F25B9/14(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图3页(54)发明名称一种抗应力直线型脉管制冷机与杜瓦耦合结构(57)摘要本发明公开了一种抗应力直线型脉管制冷机与杜瓦耦合结构，该结构包括脉管端散热、脉管端柔性件、脉冲管、杜瓦壳体、冷头、蓄冷器、冷指力学保护套、蓄冷器端固定法兰、蓄冷器端散热。其中脉管端散热、脉管端柔性件、脉冲管、冷头、蓄冷器、蓄冷器端固定法兰、蓄冷器端散热构成了直线型脉管冷指。直线型脉管冷指与杜瓦壳体通过蓄冷器端固定法兰及脉管端柔性件焊接固定。冷指力学保护套安装于蓄冷器端固定法兰上,冷指力学保护套与直线型冷指同轴。通过使用该专利耦合结构可以解决直线型脉管制冷机与杜瓦集成封装产生的低温应力，且能保证冷指杜瓦封装的力学可靠性。CN109945542ACN109945542A权利要求书1/1页1.一种抗应力直线型脉管制冷机与杜瓦耦合结构，包括脉管端散热(1)、脉管端柔性件(2)、脉冲管(3)、杜瓦壳体(4)、冷头(5)、蓄冷器(6)、冷指力学保护套(7)、蓄冷器端固定法兰(8)、蓄冷器端散热(9)，其特征在于：所述的脉管端散热(1)、脉管端柔性件(2)、脉冲管(3)、冷头(5)、蓄冷器(6)、蓄冷器端固定法兰(8)、蓄冷器端散热(9)构成了直线型脉管冷指；直线型脉管冷指与杜瓦壳体(4)通过蓄冷器端固定法兰(8)及脉管端柔性件(2)焊接固定，冷指力学保护套(7)安装于蓄冷器端固定法兰(8)上,冷指力学保护套(7)与直线型冷指同轴。2.根据权利要求1所述的一种抗应力直线型脉管制冷机与杜瓦耦合结构，其特征在于：所述的脉管端柔性件(2)为不锈钢材料，脉管端柔性件(2)的结构特点是径向刚度大，轴向刚度小，当冷指低温时，脉管端柔性件(2)可沿直线型脉管冷指轴线方向发生形变，减小冷指轴向冷缩应力，脉管端柔性件(2)径向刚度大，因此可保证冷指径向结构的稳定。3.根据权利要求1所述的一种抗应力直线型冲管制冷机与杜瓦耦合结构，其特征在于：所述的冷指力学保护套(7)为不锈钢材料，表面抛光镀金，安装固定在蓄冷器端固定法兰(8)上，冷指力学保护套(7)与蓄冷器(6)之间同轴且存在间隙，当力学振动时，冷指力学保护套(7)可以限制冷指径向位移，保护冷指抵抗力学振动，当冷指低温时，冷指力学保护套(7)与冷指间不存在接触，冷指力学保护套(7)不产生接触漏热。2CN109945542A说明书1/2页一种抗应力直线型脉管制冷机与杜瓦耦合结构技术领域[0001]本发明涉及脉管制冷机与杜瓦集成耦合，特别涉及直线型脉管制冷机冷指与杜瓦集成耦合结构。背景技术[0002]由于脉管制冷机冷指部分无运动部件，因此脉管制冷机具有低振动、高可靠的特点。根据回热器和脉冲管相对位置的不同，脉管制冷机按其结构形式可分为直线型脉管制冷机、U型脉管制冷机、同轴型脉管制冷机，如图1所示。其中直线型脉管制冷机引起的气流效率最低，因此直线型结构效率最高。[0003]脉管制冷机冷指需要与杜瓦耦合后才能将冷头的冷量传递给探测器，通常同轴型脉管制冷机与杜瓦采用插入式耦合方式，直线型脉管制冷机与杜瓦采用集成封装耦合方式，直线型脉管制冷机由于效率最高，有着不可替代的地位，但是直线型制冷机与杜瓦耦合需要解决如下问题：[0004]1冷指耦合后产生的低温变形应力如何去除；[0005]2冷指与杜瓦耦合后力学可靠性如何保证；[0006]现有关于直线型制冷机与杜瓦耦合的方案中并没有涉及解决上述问题的详细方案及研究。发明内容[0007]由于上述原因，本发明提出一种直线冷指与杜瓦耦合结构，能够有效解决耦合产生的上述问题。该结构包括脉管端散热、脉管端柔性件、脉冲管、杜瓦壳体、冷头、蓄冷器、冷指力学保护套、蓄冷器端固定法兰、蓄冷器端散热。其中脉管端散热、脉管端柔性件、脉冲管、冷头、蓄冷器、蓄冷器端固定法兰、蓄冷器端散热构成了直线型脉管冷指。直线型脉管冷指与杜瓦壳体通过蓄冷器端固定法兰及脉管端柔性件焊接固定。冷指力学保护套安装于蓄冷器端固定法兰上,冷指力学保护套与直线型冷指同轴。[0008]根据上述所述的一种抗应力直线型脉管制冷机与杜瓦耦合结构，其特征在于：脉管端柔性件为不锈钢材料，脉管端柔性件的结构特点是径向刚度大，轴向刚度小，当冷指低温时，脉管端柔性件可沿直线型脉管冷指轴线方向发生形变