一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构

摘要

本发明提供一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，包括柔性导热带、大冷板及支座；其中所述大冷板包括多孔固定背板与安装平台板，所述安装平台板由一个中心板、及与所述中心板垂直连接的三个滤波器安装板构成，其中两个滤波器安装板分别位于中心板的两侧，并沿相同方向延伸，另一滤波器安装板位于中心板的一端，其延伸方向与另外两个滤波器安装板的延伸方向相反；所述多孔固定背板固定于所述中心板上；所述大冷板通过沿相同方向延伸的两个滤波器安装板固定于支座上，所述柔性导热带一端与制冷机冷头固定相连，另一端固定于所述大冷板上的多孔固定背板上。该支撑结构能够提高了制冷机和超导滤波器的工作稳定性。

权利要求

1.一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，包括柔性导热带(2)、大冷板(4)及支座；其中所述大冷板(4)包括多孔固定背板(41)与安装平台板(42)，所述安装平台板(42)由一个中心板、及与所述中心板垂直连接的三个滤波器安装板构成，其中两个滤波器安装板分别位于中心板的两侧，并沿相同方向延伸，另一滤波器安装板位于中心板的一端，其延伸方向与另外两个滤波器安装板的延伸方向相反；所述多孔固定背板(41)固定于所述中心板上；

所述大冷板(4)通过沿相同方向延伸的两个滤波器安装板固定于支座上，所述柔性导热带(2)一端与制冷机冷头固定相连，另一端固定于所述大冷板(4)上的多孔固定背板(41)上。

2.根据权利要求1所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述支座包括绝热支板(3)、底座(7)和绝热支柱(6)，所述绝热支柱(6)将绝热支板(3)固定于底座(7)上方，所述大冷板(4)固定于绝热支板(6)上。

3.根据权利要求1所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述大冷板(4)的材质为紫铜，厚度为2mm。

4.根据权利要求2所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述绝热支柱(6)为4个，且均匀分布在所述绝热支板(3)与底座(7)之间；所述绝热支柱(6)为圆柱形，其与绝热支板(3)和底座(7)之间采用螺纹连接。

5.根据权利要求4所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述绝热支柱(6)为环氧玻璃布层压棒，其为空心结构，且绝热支柱(6)的侧壁上加工有微小气孔。

6.根据权利要求2所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述绝热支板(3)为环氧层压玻璃布板。

7.根据权利要求2所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述底座(7)为不锈钢材质。

8.根据权利要求1所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，柔性导热带(2)厚度为2mm～4mm。

9.根据权利要求8所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述柔性导热带(2)为40～80层厚度0.05mm的铜箔大电流加热压焊成型。

10.根据权利要求1所述低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，其特征在于，所述滤波器安装板(42)上设有用于安装滤波器的多个安装孔，滤波器安装板(42)上的安装孔的几何中心到多孔固定背板(41)上通孔的几何中心距离相同。

说明书

一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构

技术领域

[0001] 本发明属于制冷机技术领域，具体涉及一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构。

背景技术

[0002] 将超导滤波器应用于通信设备的接收机前端，可大幅度提高接收机的灵敏度和选择性，从而提高通信质量和制导精确度，增强抗干扰能力。这需要将工作于液氮温度区的超导滤波器与低温制冷机的冷头相接，以保证冷头的冷量正常传导至超导滤波器上。连接至冷头不锈钢薄壁件(壁厚0.2mm)，是结构强度比较薄弱的零件，较大的力可能导致冷头变形甚至疲劳破裂，使制冷机效率降低或失效，所以工程中必须对超导滤波器的安装结构进行必要的加固。

[0003] 现有的移动通讯用超导接收系统均为单路或最多2路滤波工作，其低温制冷机超导滤波器支撑结构为减小制冷机冷量的损失及保证超导滤波器冷背景温度相同，是先将超导滤波器固定在冷板上，再将冷板固定在制冷机冷头上，或是再用支柱来支撑冷板，且冷板体积大，重量大。这种支撑结构刚度和强度较小，当遇到较大冲击力或震动时，超导滤波器会对冷头造成不同程度的破坏而使制冷机效率降低或失效，同时支撑的超导滤波器路数较少，支撑结构占用空间较大；同时现有结构因不能实现较小体积的冷板冷量高效传输及不能保证多路超导滤波器冷背景温度相同，因此无法实现超导滤波器在移动通讯设备全扇区滤波工作的问题(通信基站发射天线共三个扇区)。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，该支撑结构具有足够的刚度和强度，不仅能对超导滤波器有稳定的支撑作用，还能有效防止外界振源对制冷机内部薄弱部件的损坏，从而提高了制冷机和超导滤波器的工作稳定性。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

[0006] 一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，包括柔性导热带、大冷板及支座；其中所述大冷板包括多孔固定背板与安装平台板，所述安装平台板由一个中心板、及与所述中心板垂直连接的三个滤波器安装板构成，其中两个滤波器安装板分别位于中心板的两侧，并沿相同方向延伸，另一滤波器安装板位于中心板的一端，其延伸方向与另外两个滤波器安装板的延伸方向相反；所述多孔固定背板固定于所述中心板上；

[0007] 所述大冷板通过沿相同方向延伸的两个滤波器安装板固定于支座上，所述柔性导热带一端与制冷机冷头固定相连，另一端固定于所述大冷板上的多孔固定背板上。

[0008] 进一步地，本发明所述支座包括绝热支板、底座和绝热支柱，所述绝热支柱将绝热支板固定于底座上方，所述大冷板固定于绝热支板上。

[0009] 进一步地，本发明所述大冷板的材质为铜。

[0010] 进一步地，本发明所述绝热支柱为4个，且均匀分布在所述绝热支板与底座之间；所述绝热支柱为圆柱形，其与绝热支板和底座之间采用螺纹连接。

[0011] 进一步地，本发明所述绝热支柱为环氧玻璃布层压棒，其为空心结构，且绝热支柱的侧壁上加工有微小气孔。

[0012] 进一步地，本发明所述绝热支板为环氧层压玻璃布板。

[0013] 进一步地，本发明所述底座为不锈钢材质。

[0014] 进一步地，所述柔性导热带厚度为2mm～4mm。

[0015] 进一步地，本发明所述柔性导热由40～80层厚度为0.05mm的铜箔，大电流加热压焊成型。

[0016] 有益效果

[0017] (1)本发明采用柔性导热带作为导热结构，大幅减小冷量传输件的体积，减少冷量损失；采用特殊设计安装大冷板，实现多路滤波器的安装，使多路超导滤波器同时正常工作，解决超导滤波系统在移动通信基站全扇区滤波工作难题。

[0018] (2)本发明支撑结构中的绝热支板、支座和绝热支柱具有足够的刚度和强度，且导热率较低，不仅能够承载超导滤波器的重量、承受冲击力，还能对大冷板和冷头以及超导滤波器具有一定的保护和加固作用，避免制冷机内部薄弱零件受损。从而能够保证制冷机和超导滤波器的正常工作，提高制冷机的制冷效率，并隔绝了绝大部分冷量的传导损失。

[0019] (3)本发明通过在冷头与大冷板之间设置柔性导热带，超导滤波器均匀固定在大冷板上，这样既能够保证将冷头上的冷量及时有效传导，又能够在受到较大冲击力或震动时，起到缓冲作用，避免外力对制冷机冷头的损坏。

[0020] (4)本发明所述柔性导热带为铜箔材质。铜箔具有性能稳定和导通性好等特点。利用分子扩散焊技术，将40～80层0.05mm厚的铜箔，采用大电流加热压焊成型得既能满足冷量传导的需要，又具有一定的柔性，起到很好的缓冲作用。

[0021] (5)本发明所述多路超导滤波器支撑结构，实现超导滤波器支撑的路数为1～6路，将超导滤波器均匀固定在特殊设计的大冷板上，可使多路滤波器所接收的冷量均匀，可同时正常工作，且本支撑结构占用空间较小。

[0022] 综上所述，本发明所述支撑结构具有足够的刚度和强度，不仅能对超导滤波器有稳定的支撑作用，还能有效防止外界振源对制冷机内部薄弱部件的损坏，从而提高了制冷机和超导滤波器的工作稳定性。同时有效减小了整个结构所占的空间，减少了冷量的损失，保证多路滤波器具有相同的冷背景，可同时解决超导滤波系统在移动通讯基站全扇区滤波工作的难题。

附图说明

[0023] 图1是本发明的俯视图；

[0024] 图2是本发明的主视图；

[0025] 图3是本发明的柔性导热带的结构示意图；

[0026] 图4是本发明绝热支板的示意图；

[0027] 图5是本发明的大冷板的结构示意图；

[0028] 图6是本发明绝热支柱的示意图；

[0029] 其中：1、低温制冷机冷头，2、柔性导热带，3、绝热支板，4、大冷板，5、超导滤波器，6、绝热支柱，7、底座。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图对本发明做进一步说明：

[0031] 如图1、图2所示的一种低温制冷机多路超导滤波器支撑结构，包括柔性导热带2、大冷板4及支座；其中如图5所示，所述大冷板4包括多孔固定背板41与安装平台板42，所述安装平台板42由一个中心板、及与所述中心板垂直连接的三个滤波器安装板构成，其中两个滤波器安装板分别位于中心板的两侧，并沿相同方向延伸，另一滤波器安装板位于中心板的一端，其延伸方向与另外两个滤波器安装板的延伸方向相反；所述多孔固定背板41固定于所述中心板上；大冷板4通过沿相同方向延伸的两个滤波器安装板固定于支座上，柔性导热带2的一端与制冷机冷头1固定相连，另一端固定于所述大冷板4上的多孔固定背板上，多个超导滤波器5固定在大冷板4上的三个滤波器安装板上。

[0032] 本发明通过将超导滤波器固定在大冷板的滤波器安装板上，通过在冷头与大冷板之间设置柔性导热带，大冷板采用独立固定支撑，既能够保证将冷头上的冷量及时有效传导，又能够在受到较大冲击力或震动时，起到缓冲作用，避免外力对制冷机冷头的损坏。本发明每一滤波器安装板可以固定两个滤波器，因此，本发明可以满足6路滤波器接触相同温度的冷背景，适合于当前移动通讯用超导接收系统的全扇区滤波工作使用。

[0033] 本发明大冷板是由多孔固定背板41与安装平台板42组成，材质均为2mm紫铜板。多孔固定背板41与安装平台板42通过氧气铜焊技术固定在一起，并在多孔固定背板41加工一定数量的螺纹通孔，与柔性导热带末端通孔对应，进行安装。安装平台板42采用铜板整体弯折裁剪技术加工，并在其各个平面处加工一定数量的通孔，与超导滤波器安装孔对应进行安装，在各个平面处的安装孔的几何中心到多孔背板上螺纹通孔的几何中心距离相同，此设计目的是保证安装平台板上各个平面的温度相同，保证多路超导滤波器拥有相同的冷背景温度，多路滤波器可同时正常工作。安装平台板42伸出的4根安装条，其上加工通孔，与绝热支撑板上相应安装位置处通孔对应。

[0034] 大冷板的上述设计即保证了冷量的高效传导，并使大冷板上各个平面的温度一致，保证多路滤波器具有相同的冷背景温度，且大幅减小了大冷板的体积、重量，减小制冷机冷量的损耗，减轻整个支撑系统的重量，对低温制冷机冷头而言，进一步减小了施加在冷头上的力。同时此结构机构形式稳定，采用的整体弯折裁剪技术使大冷板生产制造简单，成本大幅降低，便于批量化生产。

[0035] 本发明所述支座包括绝热支柱6、绝热支板3和底座7，所述绝热支柱6一端与绝热支板3固定连接，另一端与底座7固定连接，所述绝热支柱6将绝热支板3固定于底座7上方，所述大冷板4固定于绝热支板3上。通过在大冷板4的上方固定设置有绝热支板3，同时用绝热支柱6与底座7对绝热支板3进行高强度的支撑，可以提高超导滤波器支撑结构的刚度和强度，使其能够适应振动环境，并隔绝了绝大部分冷量的传导损失。

[0036] 本发明所述大冷板的材质为铜；由于铜板性能稳定、导通性好，满足冷量传导的需要。

[0037] 本发明所述柔性导热带2为铜箔。铜箔性能稳定、导通性好，既能满足冷量传导的需要，又具有一定的柔性，起到很好的缓冲作用。优选的，所述柔性导热带厚度为2mm～4mm。根据不同参数需求，来计算选取最佳的铜箔厚度。最佳的铜箔厚度是指既能满足冷量传导的需求，又具有一定的柔性对外力有缓冲作用。采用分子扩散焊技术，将40～80层0.05mm厚的铜箔，通过大电流加热压焊成型，如图3所示的柔性导热带结构示意图中，剖面线部分为焊接压制区域。

[0038] 具体的制造安装过程为：使用0.05mm厚的铜箔，由上下两部分相同层数的铜箔带分别与左侧法兰成圆盘对称焊接，总层数40～80层，焊接段的导热带利用分子扩散焊技术，焊接完成后再用氧气铜焊技术将其焊接到左侧法兰上，焊接完成后在法兰侧加工通孔，通孔与低温制冷机冷指连接。在导热带的末端同样采用分子扩散焊技术，采用大电流加热压焊成型，将上下两部分导热带焊接成整体，在此整体上加工通孔，与大冷板上安装背板41上通孔对应，进行安装。

[0039] 将导热带按上述方法制作，增大了导热带的接触面积，大幅提高了导热效率，且不失导热带的柔性，并具有体积小，重量轻，便于与制冷机冷头、大冷板集成安装的优点，保证结构稳固。对于低温制冷机冷头而言，重量负荷小，减轻对冷头的伤害。

[0040] 本发明绝热支柱为4个，且均匀分布在所述支板与底座之间，所述绝热支柱为空心圆柱形，其侧壁上加工有微小气孔；所述绝热支柱与绝热支板和底座之间采用螺纹连接。空心结构，减少系统集成后材料的放气量；加工有数个微小排气孔，加快系统集成后材料气体的去除。通过绝热支柱6与绝热支板3、底座7的配对使用，不仅能够对超导滤波器起到稳定的支撑作用，还能够实现绝热支板3与底座6之间距离的有效调节，从而保证冷板与制冷机冷头安装位置的准确性。

[0041] 本发明所述绝热支柱为环氧玻璃布层压棒。环氧玻璃布层压棒是由电工用无碱玻璃布浸以环氧树脂，经成型模具热压而成的截面呈圆形的棒，具有较高的机械和介电性能，适用于电机、电器设备中作绝缘结构零部件。通过采用环氧玻璃布层压棒作为绝热支柱，并制作为空心结构及在圆柱上加工微小气孔，提高了超导滤波器支撑结构的强度和刚度，能够有效防止外界振源对制冷机内部薄弱部件的损坏，并隔绝了绝大部分冷量的传导损失，且加工的微小气孔可在零件安装前期通过真空烘烤的工艺将棒体材料内气体尽可能除去，保持组装后真空环境的清洁。

[0042] 如图4所示，本发明绝热支板3为环氧层压玻璃布板。环氧层压玻璃布板是由电工用无碱玻璃纤维布，浸以环氧树脂经热压而成的，环氧层压玻璃布板，机械强度高，高湿下介电性能稳定，具有耐燃性，且导热率极低。通过和环氧玻璃布层压棒配合使用，不仅能够提高超导滤波器支撑结构的强度和刚度，还能有效防止外界振源对制冷机内部薄弱部件的损坏，并隔绝了绝大部分冷量的传导损失。

[0043] 本发明所述底座7为不锈钢材质。不锈钢性能稳定，具有良好的刚度和强度，能够与绝热支板、绝热支柱相互配合，对超导滤波器起到很好的支撑作用。

[0044] 本发明的具体使用过程如下：

[0045] 首先将柔性连接带2的一端用螺钉、平垫圈、弹垫圈和螺母安装在制冷机冷头1上，在将超导滤波器5用螺钉、平垫圈、弹垫圈和螺母固定在大冷板4上。其次用4个支柱将上述的绝热支板3与底座7连接在一起，用螺钉、平垫圈、弹垫圈和螺母将大冷板4固定在绝热支板3上。再次，通过调整大冷板4与绝热支板3的位置，使柔性导热带2与大冷板4相连的一端上的固定孔位置相对应，用十字槽螺钉、弹垫圈将柔性导热带2的另一端与大冷板4固定连接在一起。从而得到了超导滤波器高强度、高刚度的支撑结构，可使多路滤波器所接受的冷量均匀，可同时正常工作，且支撑结构占用空间较小，不仅能对超导滤波器有稳定的支撑作用，还能有效避免外界振源对制冷机内部薄弱部件的损坏，从而提高了制冷机和超导滤波器的工作稳定性，并隔绝了绝大部分冷量的传导损失。

[0046] 综上所述，本发明所述的支撑结构具有足够的刚度和强度，不仅能对超导滤波器有稳定的支撑作用，还能有效防止外界振源对制冷机内部薄弱部件的损坏，使多路滤波器所接受的冷量均匀，可同时正常工作，从而提高了制冷机和超导滤波器的工作稳定性，且占用空间较小，并隔绝了绝大部分冷量的传导损失。

[0047] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。