本發(fā)明涉及用于低溫環(huán)境中的設(shè)備的遠(yuǎn)程促動的裝置。具體而言，本發(fā)明提供用于在室溫下對處于低溫溫度的機(jī)械或者機(jī)電設(shè)備的促動的裝置，其在室溫促動器和低溫溫度下的機(jī)電設(shè)備之間具有有限的熱傳導(dǎo)率。

本發(fā)明將特別地參照向保持在低溫恒溫器內(nèi)的超導(dǎo)磁體的應(yīng)用進(jìn)行描述，但是如將對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的，本發(fā)明可以被應(yīng)用于其它系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在諸如超導(dǎo)磁體系統(tǒng)之類的低溫冷卻系統(tǒng)中，頻繁需要將促動力施加于各種設(shè)備，諸如熱鏈路、電開關(guān)、其它電設(shè)備。

通常，這種促動力已經(jīng)由諸如電驅(qū)動、膨脹的波紋管中的氣壓、活塞等之類的大量裝置施加，或者通過訪問端口(諸如冷卻劑器皿中的頸管)被機(jī)械施加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供對用于施加促動力的這些現(xiàn)有裝置的備選方案，其采用機(jī)械促動而不向低溫環(huán)境中引入過多的熱傳導(dǎo)。

具體而言，本發(fā)明提供根據(jù)所附權(quán)利要求的裝置和方法。

附圖說明

本發(fā)明的以上和其它目的、特性、以及優(yōu)勢將從結(jié)合附圖對本發(fā)明的特定實施例的以下描述中變得更加明顯，其中：

圖1示意性地圖示了在第一狀態(tài)下的本發(fā)明的實施例；

圖2示意性地圖示了在第一狀態(tài)下的本發(fā)明的同一實施例；

圖3至圖4示意性地圖示了本發(fā)明的其它實施例。

具體實施方式

將參照如下低溫恒溫器具體描述本發(fā)明，該低溫恒溫器包括被包含在外真空容器(OVC)內(nèi)的內(nèi)冷卻劑冷卻器皿、箱、或者管道系統(tǒng)等，其中OVC內(nèi)放置有熱輻射防護(hù)物，從而防護(hù)冷卻劑冷卻部件免受來自O(shè)VC的輻射熱量，OVC自身通常處于周圍溫度下。

圖1示意性地圖示了本發(fā)明的實施例。該圖表示低溫恒溫器壁的片段，其包括外真空容器OVC 12內(nèi)的冷卻劑器皿10，其中外真空容器OVC 12和冷卻劑器皿10之間定位有熱輻射防護(hù)物14，從而防護(hù)冷卻劑器皿10免受由OVC 12發(fā)射的輻射熱量。如對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將明顯的，冷卻劑器皿10、OVC 12、以及熱輻射防護(hù)物14全部通過機(jī)械保持裝置(未示出)被保持在相應(yīng)的位置，并且提供了其它裝置，諸如低溫制冷器和/或液體冷卻劑的體積。

根據(jù)本發(fā)明的這一實施例，要被促動的設(shè)備16被附接到冷卻劑器皿10，如圖1所示在其外表面上，或者如將在本發(fā)明的其它實施例的上下文中在下面更詳細(xì)討論的，在其內(nèi)表面上。促動器設(shè)備18被安裝到OVC的外部表面。促動器設(shè)備18包括輸出管19，并且服務(wù)于向OVC內(nèi)或外、向著或者遠(yuǎn)離設(shè)備16通過輸出管19驅(qū)動第一推桿20。促動器設(shè)備18自身可以是電操作、氣動操作、水壓操作、或者手動機(jī)械操作的。

第二推桿22通過孔洞30貫穿輻射防護(hù)物14。熱攔截32可以被提供用于保證第二推桿22被冷卻到熱輻射防護(hù)物14的溫度。第二推桿被支撐并且機(jī)械偏置到所圖示的靜止位置。

第二推桿22被安裝到熱輻射防護(hù)物14。安裝裝置應(yīng)該提供第二推桿22和熱輻射防護(hù)物14之間的熱連接，應(yīng)該阻擋從OVC 12到冷卻劑器皿10的熱輻射，并且應(yīng)該促使第二推桿22進(jìn)入限定的靜止位置。在所圖示的實施例中，第二推桿22穿過引導(dǎo)襯套62，引導(dǎo)襯套62可以是塑料模制件。該塑料模制件可以加載有金屬或者碳粉以便增 加其熱傳導(dǎo)率。引導(dǎo)襯套62包括用于第二推桿22從其穿過的鉆孔64，并且以其它方式覆蓋熱輻射防護(hù)物14中的孔洞30。引導(dǎo)襯套62被機(jī)械安裝到熱輻射防護(hù)物上，并且向第二推桿22提供機(jī)械支撐。被提供在第二推桿上靠近最靠近設(shè)備16的端部的軸環(huán)(collar)、擴(kuò)頭(enlarged head)、或者相似的突起66將第二推桿22保持在引導(dǎo)襯套62中，并且可以服務(wù)于關(guān)閉第二推桿22和引導(dǎo)襯套62之間的通過鉆孔64的任何輻射路徑。優(yōu)選地，如圖示的，軸環(huán)66通過熱傳導(dǎo)編帶、層疊或者其它柔性熱傳導(dǎo)路徑32熱鏈接到熱輻射防護(hù)物14。被提供在第二推桿上靠近最遠(yuǎn)離設(shè)備16的端部的第二軸環(huán)、擴(kuò)頭、或者相似的突起68將第二推桿22保持在引導(dǎo)襯套62中。彈簧70或者等效的彈性構(gòu)件位于第二軸環(huán)、擴(kuò)頭、或者相似的突起68和引導(dǎo)襯套62或者熱輻射防護(hù)物14之間。彈簧70與第一和第二軸環(huán)、擴(kuò)頭、或者相似的突起66、68的組合操作用于將第二推桿偏置到其行進(jìn)范圍內(nèi)的與設(shè)備16相距最遠(yuǎn)的位置處的靜止位置。可以提供其它等效的安裝裝置，但是優(yōu)選地提供如下功能，即機(jī)械安裝和約束第二推桿，同時將其偏置到限定的靜止位置，并且在第二推桿22和熱輻射防護(hù)物14之間提供熱傳導(dǎo)。

在這一實施例中，設(shè)備16被安裝在冷卻劑器皿10的外側(cè)表面上。提供促動器桿24。在操作中，促動器桿24必須由來自促動器設(shè)備18的機(jī)械壓力促動。促動器桿24可以具有與第一和/或第二推桿20、22的形式相似的形式。根據(jù)其類型，設(shè)備16將響應(yīng)于施加到促動器桿24的壓力改變狀態(tài)。

促動器設(shè)備18可以被安裝到訪問艙口34上，為了方便維修、移除或者替換本發(fā)明的裝置或者其任何部件，訪問艙口34是可拆卸的。這種訪問艙口34可以通過可移除緊固件36(諸如擰進(jìn)螺紋盲孔38中的螺釘)被附接到OVC 12的其余部分。諸如聚合物襯墊之類的密封件40可以被提供用于防止空氣流入到真空區(qū)域42中。

輸出管19可以被密封44(例如使用聚合物襯墊)以防止第一推桿20和訪問艙口34或者OVC 12之間的界面處的空氣流入。在備選 裝置中，密封件44可以壓在第一推桿20上。在這種情形下，輸出管19可以被省略。

圖1示出了在“靜止”模式下的本發(fā)明的這一實施例的裝置。促動器設(shè)備18使得第一推桿20從OVC向外位移離開設(shè)備16。第一推桿20、第二推桿22、以及促動器桿24之間的接觸被破壞。沒有力被施加到促動器桿24，并且第二推桿22位移到其靜止位置，與第一推桿20和促動器桿24兩者脫離接觸。

圖2示出了在“活躍”模式下的圖1的實施例的裝置。對應(yīng)于圖1所示特征的特征攜帶對應(yīng)的附圖標(biāo)記。在這一模式下，促動器設(shè)備18已經(jīng)使得第一推桿20位移向設(shè)備16。第一推桿20已經(jīng)與第二推桿22發(fā)生接觸，并且將第二推桿22位移(對抗由彈簧70或者等效物提供的機(jī)械偏置)以與促動器桿24接觸。第一推桿20已經(jīng)將第二推桿22充分位移以便向促動器桿24施加壓力，從而根據(jù)其是的設(shè)備類型，引起設(shè)備16的狀態(tài)改變。優(yōu)選地，第一推桿20、第二推桿22、以及促動器桿24由低熱傳導(dǎo)率的材料構(gòu)成，諸如中空樹脂注入的玻璃纖維管。第二推桿22不應(yīng)該具有穿過它的暢通無阻的鉆孔，因為那將允許從OVC 12向冷卻劑器皿10的熱輻射。第二推桿22可以是實心的，或者可以具有在一端或者兩端或者在沿著其長度的另一位置被封閉的鉆孔。在圖2所示的“活躍”模式下，周圍溫度下的促動器設(shè)備18和OVC 12與被附接到冷卻劑器皿10的設(shè)備16之間存在固體熱路徑。通過構(gòu)建低熱傳導(dǎo)率的材料的第一推桿20、第二推桿22、以及促動器24，限制了從周圍溫度到冷卻劑器皿10的熱量轉(zhuǎn)移。在“活躍”模式結(jié)束時，促動器設(shè)備18將第一推桿20從OVC向外縮回離開設(shè)備16。裝置回到圖1所示的“靜止”模式。第二推桿22回到與第一推桿20和促動器桿24兩者脫離接觸的其偏置靜止位置。

雖然未在圖中示出，通常在OVC 12和熱輻射防護(hù)物14之間提供例如以多層鋁化聚酯片的形式的固體絕緣。優(yōu)選地，這種固體絕緣被提供在至少第二推桿22周圍，以減少通過穿過孔洞30的輻射從OVC到冷卻劑器皿10的任何熱量傳輸。

雖然上面參照有限數(shù)目的特定實施例描述了本發(fā)明，但是大量修改和變化是可能的，并且由本發(fā)明提供。這些修改和變化中的一些在下面描述。

圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的促動裝置。對應(yīng)于圖1和圖2所示特征的特征攜帶對應(yīng)的附圖標(biāo)記。

圖3的實施例對應(yīng)于圖1的實施例，除了促動器設(shè)備18的輸出管19通過波紋管46而不是圖1和圖2所示的聚合物密封件44被密封到OVC 12或者訪問艙口34。波紋管46可以是被銅焊、錫焊、或者熔接到OVC 12或者訪問艙口34和促動器設(shè)備18的輸出管19的不銹鋼波紋管。波紋管可以備選地通過合適的粘合劑結(jié)合，或者通過任何其它合適的設(shè)置附接和密封。如參照圖1和圖2描述的，第一推桿20由促動器設(shè)備18驅(qū)動穿過輸出管19。在備選裝置中，波紋管46可以被密封到第一推桿20。在這種情形下，輸出管19可以被省略。

圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的促動裝置。對應(yīng)于圖1至圖3所示特征的特征攜帶對應(yīng)的附圖標(biāo)記。

圖4的實施例對應(yīng)于圖3的實施例，除了設(shè)備16被安裝在冷卻劑器皿10內(nèi)。促動器桿24突起穿過冷卻劑器皿10中的孔洞48，并且通過波紋管50密封到冷卻劑器皿。波紋管50可以是被銅焊、錫焊、或者熔接到冷卻劑器皿10的不銹鋼波紋管。波紋管可以備選地通過合適的粘合劑結(jié)合，或者通過任何其它合適的設(shè)置附接和密封。如關(guān)于其它實施例描述的，促動器桿24由第二推桿22驅(qū)動，并且響應(yīng)于通過第二推桿22被施加于促動器桿24的力，并且還響應(yīng)于冷卻劑器皿10的內(nèi)部和真空區(qū)域42之間的氣壓差，波紋管50壓縮或者膨脹。

在本發(fā)明的各種實施例中，除了別的之外，促動器設(shè)備18可以是電、氣動、水壓、或者手動操作的。作為示例，設(shè)備16可以是機(jī)電開關(guān)、機(jī)械熱連桿機(jī)構(gòu)、或者其它電設(shè)備。

促動器設(shè)備18可以位于OVC內(nèi)，但是在那一情形下將必然穿過OVC 12的壁向促動器設(shè)備18傳輸命令或者促動力，所以將需要提供合適的密封裝置。

通過在促動器設(shè)備18和設(shè)備16之間提供機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)，與在例如設(shè)備16的促動器桿24的氣動或者電促動的情形下可能的相比，本發(fā)明允許更大的力被施加于設(shè)備16。

通過將促動器設(shè)備18放置在OVC的外側(cè)上或者可拆卸訪問艙口34上，替換和維修被簡化。在可拆卸訪問艙口34的情形下，對第二推桿22的訪問被簡化。還將可能將第二推桿22安裝在熱輻射防護(hù)物14中的可拆卸訪問面板(未圖示)上，使得訪問設(shè)備16相對容易。

在“靜止”模式下，如圖4所示，第一推桿20、第二推桿22、以及促動器桿24之間的間隙限制了通過傳導(dǎo)穿過本發(fā)明的裝置的熱流入。第二推桿22優(yōu)選地被熱鏈接到熱輻射防護(hù)物，并且當(dāng)在“靜止”模式下時熱穩(wěn)定在熱輻射防護(hù)物的溫度處。

在如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，其它修改和變化也是可能的。