本發(fā)明涉及超低溫工程，具體涉及一種帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器。

背景技術(shù)：

1、目前在物理科學(xué)研究及醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中，低溫下的物性測量及光學(xué)波段測試，日益成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。其中低溫環(huán)境和真空環(huán)境是測試過程中不可缺少的決定性條件。維持低溫環(huán)境必須依賴于性能可靠且控溫穩(wěn)定的低溫恒溫器。恒溫器可提供長時間的低溫環(huán)境，用于樣品在低溫下進(jìn)行各種科學(xué)及醫(yī)學(xué)測試。

2、然而，由于低溫恒溫器基本上都是雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部處于真空低溫環(huán)境，這對于開觀察窗難度較大，由于對于小型恒溫器來說，其內(nèi)部空間有限，開窗的難度更大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器。

2、本發(fā)明提出的一種帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，包括：管殼、換熱器及液氦輸送管；

3、管殼包括外管、設(shè)置在外管內(nèi)部的內(nèi)管、以及位于外管與內(nèi)管之間的真空夾腔和設(shè)置在內(nèi)管的頂部以供樣品裝入的樣品插入口；

4、換熱器位于真空夾腔內(nèi)并設(shè)置內(nèi)管的下端，換熱器的表面設(shè)有加熱元件，換熱器的出口接內(nèi)管，換熱器的進(jìn)口接液氦輸送管；

5、管殼的側(cè)壁設(shè)有觀察窗，觀察窗包括設(shè)置在內(nèi)管上的內(nèi)窗和設(shè)置在外管上的外窗；內(nèi)窗包括焊接座、可伐環(huán)和內(nèi)玻璃；焊接座為不銹鋼材質(zhì)的環(huán)形座，并與內(nèi)管通過氬弧焊連接；可伐環(huán)位于焊接座的外側(cè)并與焊接座通過激光焊連接；內(nèi)玻璃為藍(lán)寶石材質(zhì)，內(nèi)玻璃位于可伐環(huán)的外側(cè)并與可伐環(huán)通過金錫焊連接；外窗包括頸管、壓板和外玻璃；頸管與外管焊接并導(dǎo)通，頸管外端的端口處設(shè)有法蘭；外玻璃位于法蘭與壓板之間，壓板與法蘭通過螺紋緊固件連接將外玻璃壓固在頸管的端口處。

6、優(yōu)選地，焊接座位于其孔區(qū)的外周設(shè)有下沉面，可伐環(huán)位于焊接座的下沉面內(nèi)；可伐環(huán)位于其孔區(qū)的外周設(shè)有下沉面，內(nèi)玻璃位于可伐環(huán)的下沉面內(nèi)。

7、優(yōu)選地，法蘭與壓板相接處設(shè)有容納外玻璃的容納槽，容納槽包括設(shè)置法蘭端面的第一槽腔和設(shè)置在壓板端面上的第二槽腔，第一槽腔內(nèi)設(shè)有第一密封槽和設(shè)置在第一密封槽內(nèi)并高出第一密封槽的第一密封圈，第二槽腔內(nèi)設(shè)有第二密封槽和設(shè)置在第二密封槽內(nèi)且高出第二密封槽的第二密封圈。

8、優(yōu)選地，法蘭上設(shè)有供壓板沒入的定位凹槽，壓板位于定位凹槽內(nèi)。

9、優(yōu)選地，還包括維持和獲得真空條件的抽真空系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)包括兩條抽真空管路，其中一條抽真空管路接內(nèi)管，另一條抽真空管路接真空夾腔。

10、優(yōu)選地，兩條抽真空管路中均分別安裝有真空安全閥和截止閥。

11、優(yōu)選地，外管的頂端安裝有頭座，頭座的內(nèi)部具有腔室，腔室下端開放以與真空夾腔連通，腔室的頂端設(shè)有通口，腔室的側(cè)壁設(shè)有第一接口和第二接口；內(nèi)管的頂部穿過所述通口伸至頭座的上端以形成樣品進(jìn)出口；進(jìn)液外管與第一接口連接并導(dǎo)通，進(jìn)液外管的側(cè)部分有支管，該支管與其中一條抽真空管路相接以使該抽真空管路形成與真空夾腔的連接；另一條抽真空管路穿過第二接口與內(nèi)管相連接。

12、優(yōu)選地，真空夾腔內(nèi)設(shè)有冷屏，冷屏的頂端安裝有由導(dǎo)熱金屬材料制成的熱沉座，熱沉座具有進(jìn)氣口和出氣口，熱沉座的內(nèi)部設(shè)有連通其進(jìn)氣口與出氣口的氣道，熱沉座的進(jìn)氣口與內(nèi)管連通，其出氣口設(shè)有兩個，其中一個與回氣管連接，另一個與抽真空管路連接。

13、優(yōu)選地，液氦輸送管包括進(jìn)液外管和設(shè)置在進(jìn)液外管內(nèi)的進(jìn)液內(nèi)管、進(jìn)液輸送管和回氣管，進(jìn)液內(nèi)管的遠(yuǎn)端伸至進(jìn)液外管的外部，進(jìn)液內(nèi)管的近端安裝有密封接頭；密封接頭上設(shè)有進(jìn)液接口和回氣接口，進(jìn)液接口和回氣接口均與進(jìn)液內(nèi)管內(nèi)部連通，且進(jìn)液接口位于進(jìn)液內(nèi)管的中心部位，回氣接口位于進(jìn)液接口外側(cè)靠近進(jìn)液內(nèi)管側(cè)壁的位置，進(jìn)液接口位于進(jìn)液內(nèi)管內(nèi)側(cè)端的端口設(shè)置成可供管路插接的插接口；進(jìn)液接口經(jīng)由進(jìn)液輸送管與換熱器的進(jìn)口連接；回氣接口經(jīng)由回氣管與內(nèi)管連通。

14、優(yōu)選地，進(jìn)液內(nèi)管的遠(yuǎn)端設(shè)有過渡接頭和軸向鎖緊接頭；過渡接頭一端與進(jìn)液內(nèi)管連接，另一端為螺紋連接端，恒溫器連接頭的內(nèi)部具有與進(jìn)液內(nèi)管連通的通道；軸向鎖緊接頭包括中間銜接頭、安裝于中間銜接頭一端并可相對中間銜接頭周向轉(zhuǎn)動的推進(jìn)接頭、螺紋裝配于中間銜接頭另一端的鎖緊端頭、以及由鎖緊端頭壓緊在中間銜接頭端部的鎖緊環(huán)；推進(jìn)接頭螺紋裝配在過渡接頭的螺紋連接端；中間銜接頭內(nèi)部具有通道，且中間銜接頭內(nèi)部的通道與恒溫器連接頭內(nèi)部的通道同軸并導(dǎo)通；鎖緊環(huán)為開口環(huán)，其與中間銜接頭相接面為錐形面，其另一端由鎖緊端頭壓緊；鎖緊端頭的端部開設(shè)有貫通口。

15、優(yōu)選地，進(jìn)液輸送管包括接進(jìn)液接口的過渡管、連接過渡管與換熱器的毛細(xì)管，毛細(xì)管為管徑小于過渡管的金屬軟管。

16、優(yōu)選地，進(jìn)液內(nèi)管與進(jìn)液外管同軸，并由絕熱支撐環(huán)形成支撐，且絕熱支撐環(huán)的外環(huán)面與進(jìn)液外管的內(nèi)壁點(diǎn)接觸，絕熱支撐環(huán)的內(nèi)環(huán)面與進(jìn)液內(nèi)管的外壁點(diǎn)接觸。

17、本發(fā)明中的內(nèi)窗，先采用氬弧焊將不銹鋼材質(zhì)的焊接座與內(nèi)管進(jìn)行焊接，以確保連接部位的機(jī)械強(qiáng)度；再將可伐環(huán)與焊接座采用激光焊進(jìn)行連接，利用激光焊的高精度和低熱影響區(qū)特性，確保焊接質(zhì)量；最后再將內(nèi)玻璃與可伐環(huán)采用金錫焊方式連接，利用金錫焊的低溫焊接特性，避免對藍(lán)寶石玻璃的熱損傷。本發(fā)明中的外窗，先將頸管與外管焊接，再利用頸管端部的可視法蘭與可視壓板將外玻璃壓固在頸管的端部，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有以下優(yōu)勢：

18、1、可伐環(huán)的熱膨脹系數(shù)介于不銹鋼與藍(lán)寶石玻璃之間，有效緩解因溫度變化導(dǎo)致的應(yīng)力集中，防止玻璃破裂；

19、2、激光焊和金錫焊的結(jié)合，確保連接部位在低溫環(huán)境下的高密封性，防止氣體或液體泄漏；

20、3、氬弧焊和激光焊的結(jié)合提供了高機(jī)械強(qiáng)度，確保連接部位在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定性；

21、4、藍(lán)寶石玻璃具有優(yōu)異的光學(xué)性能，結(jié)合可伐環(huán)的過渡連接，實(shí)現(xiàn)了低溫環(huán)境下對樣品的穩(wěn)定觀測；

22、5、頸管與外管采用焊接連接，提供了高機(jī)械強(qiáng)度，能夠承受真空環(huán)境下的內(nèi)外壓力差，同時確保了連接部位的氣密性，防止真空環(huán)境下的氣體泄漏，且向外延伸的通道也方便觀察；

23、6、外玻璃由壓板與法蘭采用螺紋緊固件連接的方式壓固在頸管的端部，進(jìn)一步增強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，適應(yīng)低溫、真空等復(fù)雜實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并使得安裝和更換更加便捷，便于維護(hù)和清潔。

技術(shù)特征：

1.一種帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，包括：管殼(1)、換熱器(2)及液氦輸送管(3)；管殼(1)包括外管(101)、設(shè)置在外管(101)內(nèi)部的內(nèi)管(102)、以及位于外管(101)與內(nèi)管(102)之間的真空夾腔(103)和設(shè)置在內(nèi)管(102)的頂部以供樣品裝入的樣品插入口；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，焊接座(4)位于其孔區(qū)的外周設(shè)有下沉面，可伐環(huán)(5)位于焊接座(4)的下沉面內(nèi)；可伐環(huán)(5)位于其孔區(qū)的外周設(shè)有下沉面，內(nèi)玻璃(6)位于可伐環(huán)(5)的下沉面內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，法蘭(10)與壓板(8)相接處設(shè)有容納外玻璃(9)的容納槽，容納槽包括設(shè)置法蘭(10)端面的第一槽腔和設(shè)置在壓板(8)端面上的第二槽腔，第一槽腔內(nèi)設(shè)有第一密封槽和設(shè)置在第一密封槽內(nèi)并高出第一密封槽的第一密封圈(11)，第二槽腔內(nèi)設(shè)有第二密封槽和設(shè)置在第二密封槽內(nèi)且高出第二密封槽的第二密封圈(12)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，法蘭(10)上設(shè)有供壓板(8)沒入的定位凹槽，壓板(8)位于定位凹槽內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，還包括維持和獲得真空條件的抽真空系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)包括兩條抽真空管路(17、18)，其中一條抽真空管路(17)接內(nèi)管(102)，另一條抽真空管路(18)接真空夾腔(103)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，外管(101)的頂端安裝有頭座(19)，頭座(19)的內(nèi)部具有腔室，腔室下端開放以與真空夾腔(103)連通，腔室的頂端設(shè)有通口，腔室的側(cè)壁設(shè)有第一接口和第二接口；內(nèi)管(102)的頂部穿過所述通口伸至頭座(19)的上端以形成樣品進(jìn)出口；進(jìn)液外管(301)與第一接口連接并導(dǎo)通，進(jìn)液外管(301)的側(cè)部分有支管，該支管與其中一條抽真空管路(18)相接以使該抽真空管路(18)形成與真空夾腔(103)的連接；另一條抽真空管路(17)穿過第二接口與內(nèi)管(102)相連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，真空夾腔(103)內(nèi)設(shè)有冷屏(20)，冷屏(20)的頂端安裝有由導(dǎo)熱金屬材料制成的熱沉座(21)，熱沉座(21)具有進(jìn)氣口和出氣口，熱沉座(21)的內(nèi)部設(shè)有連通其進(jìn)氣口與出氣口的氣道，熱沉座(21)的進(jìn)氣口與內(nèi)管(102)連通，其出氣口設(shè)有兩個，其中一個與回氣管(304)連接，另一個與抽真空管路(17)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，液氦輸送管(3)包括進(jìn)液外管(301)和設(shè)置在進(jìn)液外管(301)內(nèi)的進(jìn)液內(nèi)管(302)、進(jìn)液輸送管(303)和回氣管(304)，進(jìn)液內(nèi)管(302)的遠(yuǎn)端伸至進(jìn)液外管(301)的外部，進(jìn)液內(nèi)管(302)的近端安裝有密封接頭(13)；密封接頭(13)上設(shè)有進(jìn)液接口和回氣接口，進(jìn)液接口和回氣接口均與進(jìn)液內(nèi)管(302)內(nèi)部連通，且進(jìn)液接口位于進(jìn)液內(nèi)管(302)的中心部位，回氣接口位于進(jìn)液接口外側(cè)靠近進(jìn)液內(nèi)管(302)側(cè)壁的位置，進(jìn)液接口位于進(jìn)液內(nèi)管(302)內(nèi)側(cè)端的端口設(shè)置成可供管路插接的插接口；進(jìn)液接口經(jīng)由進(jìn)液輸送管(303)與換熱器(2)的進(jìn)口連接；回氣接口經(jīng)由回氣管(304)與內(nèi)管(102)連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，進(jìn)液內(nèi)管(302)的遠(yuǎn)端設(shè)有過渡接頭(14)和軸向鎖緊接頭(15)；過渡接頭(14)一端與進(jìn)液內(nèi)管(302)連接，另一端為螺紋連接端，恒溫器連接頭的內(nèi)部具有與進(jìn)液內(nèi)管(302)連通的通道；軸向鎖緊接頭(15)包括中間銜接頭(1501)、安裝于中間銜接頭(1501)一端并可相對中間銜接頭(1501)周向轉(zhuǎn)動的推進(jìn)接頭(1502)、螺紋裝配于中間銜接頭(1501)另一端的鎖緊端頭(1503)、以及由鎖緊端頭(1503)壓緊在中間銜接頭(1501)端部的鎖緊環(huán)(1504)；推進(jìn)接頭(1502)螺紋裝配在過渡接頭(14)的螺紋連接端；中間銜接頭(1501)內(nèi)部具有通道，且中間銜接頭(1501)內(nèi)部的通道與恒溫器連接頭內(nèi)部的通道同軸并導(dǎo)通；鎖緊環(huán)(1504)為開口環(huán)，其與中間銜接頭(1501)相接面為錐形面，其另一端由鎖緊端頭(1503)壓緊；鎖緊端頭(1503)的端部開設(shè)有貫通口。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，其特征在于，進(jìn)液輸送管(303)包括接進(jìn)液接口的過渡管、連接過渡管與換熱器(2)的毛細(xì)管，毛細(xì)管為管徑小于過渡管的金屬軟管；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種帶觀察視窗的小型濕式低溫恒溫器，包括：管殼、換熱器及液氦輸送管；管殼包括外管、內(nèi)管、以及真空夾腔；管殼的側(cè)壁設(shè)有觀察窗，觀察窗包括設(shè)置在內(nèi)管上的內(nèi)窗和設(shè)置在外管上的外窗；內(nèi)窗包括焊接座、可伐環(huán)和內(nèi)玻璃；外窗包括頸管、壓板和外玻璃；本發(fā)明中的內(nèi)窗，先采用氬弧焊將不銹鋼材質(zhì)的焊接座與內(nèi)管進(jìn)行焊接，以確保連接部位的機(jī)械強(qiáng)度；再將可伐環(huán)與焊接座采用激光焊進(jìn)行連接，確保焊接質(zhì)量；最后再將內(nèi)玻璃與可伐環(huán)采用金錫焊方式連接，利用金錫焊的低溫焊接特性，避免對藍(lán)寶石玻璃的熱損傷。本發(fā)明中的外窗，先將頸管與外管焊接，再利用頸管端部的可視法蘭與可視壓板將外玻璃壓固在頸管的端部。

技術(shù)研發(fā)人員：尹國慶,王沛,胡居利,任琪琛,傅劍,丁懷況
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽萬瑞冷電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15