具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本发明第一方面实施例提供的低温蒸馏室100，包括外壳110、隔热屏120、进液管130 和吸气管140，外壳110具有蒸馏腔111；隔热屏120连接于外壳110的下部并容置于蒸馏腔 111的内部，隔热屏120与外壳110的内壁限定出隔热腔121；进液管130连接于外壳110的下部，进液管130连通于隔热腔121；吸气管140连接于外壳110的上部，吸气管140连通于隔热腔121。

例如，如图1及图2所示，低温蒸馏室100包括外壳110、隔热屏120、进液管130和吸气管140，外壳110具有蒸馏腔111；隔热屏120连接于外壳110的下部并容置于蒸馏腔111 的内部，隔热屏120与外壳110的内壁限定出隔热腔121；进液管130连接于外壳110的下部，进液管130连通于隔热腔121；吸气管140连接于外壳110的上部，吸气管140连通于隔热腔121。

隔热腔121中容纳有³He稀释相的³He-⁴He混合液体，由于³He的饱和蒸汽压远大于⁴He 的饱和蒸汽压，吸气管140对隔热腔121内进行吸气，能够首先吸走³He蒸汽，并在其余组器中进行冷却液化后重新补充至隔热腔121内的³He稀释相的³He-⁴He混合液体中，实现³He的循环，通过循环过程中的相变实现制冷。在此工作过程中，由于外界热辐射对低温蒸馏室100的影响，可能导致低温蒸馏室100漏热，进而导致制冷效率底下。因此，在蒸馏腔111 的内部设置隔热屏120，隔热屏120能够对外界的热辐射进行反射，从而能够减少辐射漏热，降低漏热量，提高制冷效率。

可以理解的是，外壳110可以由顶盖112、侧板113及底板114组成，外壳110的材料不作限制，例如，顶盖112及侧板113可采用不锈钢材料制成，不锈钢材料可以减少热传导的作用，防止蒸馏腔111内的冷量上传；底板114可采用无氧铜材料制成，无氧铜材料的导热性好，便于换热及蒸馏腔111内的温度控制。隔热屏120应采用热反射率较高的材料，例如表面光洁度较高的铜、铝等，可采用表面光洁的无氧铜，表面光洁度的材料热反射率较高，能够较好地对外界的热辐射进行反射，减少漏热量，提高制冷效率；无氧铜材料的导热性好，能够较为稳定地维持低温状态。

在本发明的一些实施例中，低温蒸馏室100还包括控温组件150，控温组件150包括温度传感器151及第一加热器152，温度传感器151及第一加热器152均连接于外壳110，温度传感器151能够获取蒸馏腔111的温度信息，第一加热器152用于根据温度信息调整蒸馏腔111内的温度。

例如，如图1至图2所示，低温蒸馏室100还包括控温组件150，控温组件150包括温度传感器151及第一加热器152，温度传感器151及第一加热器152均连接于外壳110，温度传感器151能够获取蒸馏腔111的温度信息，第一加热器152用于根据温度信息调整蒸馏腔111内的温度，可通过调整蒸馏腔111内的温度调整³He蒸汽的蒸发流量，以调整整体的循环流量。

可以理解的是，温度传感器151可采用热电偶、电阻式温度测量器等，可根据实际使用需求进行选择。第一加热器152可采用电阻加热器等。

在本发明的一些实施例中，温度传感器151及第一加热器152均连接于外壳110远离隔热腔121的一侧。

例如，如图1至图2所示，温度传感器151及第一加热器152均连接于外壳110远离隔热腔121的一侧，便于对温度传感器151及第一加热器152进行维修及更换。

可以理解的是，³He稀释相的³He-⁴He混合液体容纳于隔热腔121中并位于底板114的上方，因此可以将温度传感器151连接于底板114上，从而较为准确地获取³He稀释相的³He-⁴He 混合液体的温度信息；可以将第一加热器152连接于底板114上，从而较为直接地对³He稀释相的³He-⁴He混合液体进行加热，从而提高温度控制的准确性，以更精确地调整循环流量。可采用无氧铜制成底板114，无氧铜的导热性好，能够进一步提高温度传感器151对³He稀释相的³He-⁴He混合液体的温度测量的准确性，且能够进一步提高第一加热器152对³He稀释相的³He-⁴He混合液体的温度控制的准确性，从而进一步提高循环流量的控制精度。

在本发明的一些实施例中，控温组件150还包括第二加热器153和喉管154，喉管154 连接于隔热屏120的上部，吸气管140、喉管154及隔热腔121依次连通，第二加热器153连接于喉管154，第二加热器153用于调整喉管154的温度。

例如，如图1至图2所示，控温组件150还包括第二加热器153和喉管154，喉管154连接于隔热屏120的上部，吸气管140、喉管154及隔热腔121依次连通，第二加热器153 连接于喉管154，第二加热器153用于调整喉管154的温度。温度降到2.17K时，⁴He液体会转变为超流体，能够沿隔热屏120的内壁爬升，经由喉管154进入吸气管140，造成⁴He的超流损失并产生漏热损失，降低制冷效率甚至影响制冷机的正常工作。在喉管154上连接第二加热器153，第二加热器630能够对喉管154进行加热，当⁴He超流体爬升至喉管154处时，由于温度上升，⁴He超流体会重新转化为⁴He液体，回流至隔热腔121内，从而减少⁴He 的超流损失及该过程中产生的漏热损失，保证制冷机的正常工作。

可以理解的是，第二加热器153可以为加热丝，将第二加热器153缠绕于喉管154上，使喉管154均匀受热，以防止⁴He超流体沿喉管154爬升至吸气管140中。喉管154的材料可以为无氧铜，无氧铜的导热性好，采用无氧铜制成喉管154，第二加热器153由喉管154 的外壁对喉管154进行加热，喉管154的外壁温度与内壁温度能够较为接近，能够提高第二加热器153的加热效率，节约能源。

在本发明的一些实施例中，隔热屏120开设有连通孔122，蒸馏腔111与隔热腔121通过连通孔122连通。

例如，如图1至图2所示，隔热屏120开设有连通孔122，蒸馏腔111与隔热腔121通过连通孔122连通，隔热屏120能够部分浸没于³He稀释相的³He-⁴He混合液体中，可在反射外界的热辐射的同时维持较低的温度，进一步降低漏热量，提高制冷效率。

可以理解的是，连通孔122的尺寸及数量不作限制，应在保证隔热屏120能够部分浸没于³He稀释相的³He-⁴He混合液体中的同时保证隔热效果，可根据实际使用需求进行设置。连通孔122应设置于隔热屏120靠近底板114的位置，以保证³He稀释相的³He-⁴He混合液体能够浸没部分隔热屏120。可采用无氧铜制成隔热屏120，无氧铜的导热性好，浸泡于³He稀释相的³He-⁴He混合液体中，能够较为稳定地维持低温状态。

在本发明的一些实施例中，低温蒸馏室还包括回流管160，回流管160包括依次连接的导入段161、换热段162和导出段163，导入段161的一端连接于外壳110的上部，换热段162容置于隔热腔121，导出段163的一端连接于外壳110的下部。

例如，如图1至图2所示，回流管160包括依次连接的导入段161、换热段162和导出段163，导入段410的一端连接于外壳110的上部，换热段162容置于隔热腔121，导出段 163的一端连接于外壳110的下部。在隔热腔121内设置换热段162，回流的³He蒸汽经由导入段161进入换热段162中，在隔热腔121内的低温环境下，³He蒸汽逐渐冷凝为³He液体，再经过导出段163输出。回流管160部分容置于低温蒸馏室100的内部，利用低温蒸馏室100 的低温对³He蒸汽进行冷却，能够提高冷量的利用率。

可以理解的是，为保证换热段162的换热效果，应将换热段162浸没于3He稀释相的³He -⁴He混合液体中。

在本发明的一些实施例中，换热段162呈螺旋盘状。

例如，如图3所示，换热段162呈螺旋盘状，螺旋盘状的换热段162换热面积较大，换热效果较好，对回流管160中的³He蒸汽冷却液化的效率较高，能够维持³He的顺利循环。

可以理解的是，换热段162的尺寸及盘绕方式等不作限制，换热段162的长度越长，换热面积越大，可根据实际使用需求进行设置。

在本发明的一些实施例中，换热段162接触于外壳110的内壁。

例如，如图2所示，换热段162可以接触外壳110的内壁，换热段162中的³He蒸汽液化过程中放热，热量可通过外壳110扩散至外界，从而减少³He蒸汽冷却液化过程中放出的热量对³He稀释相的³He-⁴He混合液体的影响，提高制冷效率。

可以理解的是，参照图2，换热段162可接触于底板114，以保证换热段162浸没于³He 稀释相的³He-⁴He混合液体。可采用无氧铜制成底板114，无氧铜的导热性好，能够进一步提高换热段162的换热效率。

在本发明的一些实施例中，外壳110的内壁开设有换热槽1141，换热段162嵌设于换热槽1141，换热段420接触于换热槽1141的槽壁。

例如，如图2所示，在外壳110的内壁上开设换热槽1141，将换热段162嵌入换热槽1141 内，换热段162与换热槽1141的槽壁接触，能够进一步增大换热段162与底板114的接触面积，进一步提升换热效率，提高对³He蒸汽的冷却液化效率。

可以理解的是，参照图2，可将换热槽1141开设于底板114上，换热段162中的³He蒸汽液化过程中放热，热量可通过底板114扩散至外界，从而减少³He蒸汽冷却液化过程中放出的热量对³He稀释相的³He-⁴He混合液体的影响，提高制冷效率。可采用无氧铜制成底板114，无氧铜的导热性好，能够进一步提高换热段162的换热效率。

下面参考图1至图3以一个完整实施例详细描述根据本发明实施例的低温蒸馏室100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。

参照图1及图2，低温蒸馏室100包括外壳110、隔热屏120、进液管130、吸气管140、及控温组件150。

外壳110包括顶盖112、侧板113和底板114，顶盖112、侧板113和底板114限定出蒸馏腔111。顶盖112及侧板113由不锈钢材料制成，底板114由无氧铜材料制成。

隔热屏120连接于底板114并容置于蒸馏腔111的内部，隔热屏120与底板114限定出隔热腔121，隔热屏120的下部设置有连通孔122，隔热腔121与蒸馏腔111通过连通孔122连通。隔热屏120由无氧铜材料制成。

进液管130连接于底板114，进液管130连通于隔热腔121。

吸气管140连接于顶盖112，吸气管140连通于隔热腔121。

控温组件150包括温度传感器151、第一加热器152、第二加热器153及喉管154，温度传感器151及第一加热器152均连接于底板114远离蒸馏腔111的一侧，温度传感器151能够获取蒸馏腔111的温度信息；第一加热器152用于调整蒸馏腔111内的温度；喉管154连接于隔热屏120的顶部，吸气管140、喉管154及隔热腔121依次连通；第二加热器153盘绕于喉管154的外壁，第二加热器153用于调整喉管154的温度。喉管154由无氧铜材料制成。

回流管160包括依次连通的导入段161、换热段162和导出段163，导入段410的一端连接于顶盖112，换热段162容置于底板114上开设的换热槽1141内，换热段162呈螺旋盘状，导出段163的一端连接于底板114。

隔热腔121中容纳有³He稀释相的³He-⁴He混合液体，由于³He的饱和蒸汽压远大于⁴He 的饱和蒸汽压，吸气管140对隔热腔121内进行吸气，能够首先吸走³He蒸汽，并在其余组器中进行冷却液化后重新补充至隔热腔121内的³He稀释相的³He-⁴He混合液体中，实现³He的循环，通过循环过程中的相变实现制冷。低温蒸馏室100的隔热屏120能够对外界的热辐射进行反射，从而能够减少辐射漏热，降低漏热量，提高制冷效率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。