Les domaines avancés tels que la supraconductivité à basse température et l'exploration spatiale exigent de toute urgence des technologies de réfrigération miniaturisées, à haute fiabilité et longue durée de vie dans la plage de température de l'hélium liquide. Les cryoréfrigérateurs pulsés Stirling multi-étages sont une solution prometteuse pour répondre à ces besoins. Cet article conçoit et développe un système de réfrigération pulsé Stirling à trois étages avec une structure thermique couplée. Le système utilise un cryoréfrigérateur Stirling haute fréquence à deux étages (70 Hz) produit par Zhongke Lihan pour refroidir préalablement le troisième étage, pouvant fournir une capacité de refroidissement de 5 W à 70 K (c’est-à-dire 5 W à 70 K) et 2 W à 32 K. Pour la tête froide du troisième étage, un modèle simplifié du cryoréfrigérateur a d'abord été établi avec Sage afin de déterminer les paramètres opérationnels clés, comprenant la fréquence de fonctionnement, la pression moyenne et la température de pré-refroidissement ; une optimisation par simulation du troisième étage a ensuite été réalisée, et la conception ainsi que la construction de la plateforme expérimentale ont finalement été achevées. Les résultats expérimentaux montrent qu’à une pression moyenne de 1,4 MPa, une fréquence de 21 Hz et une puissance électrique d’entrée totale d’environ 370 W, la température minimale au bout froid peut atteindre 5,16 K, avec une capacité de refroidissement typique de 50 mW à 6 K et 102 mW à 7 K.

trois étages; plage de température de l’hélium liquide; régénérateur; cryoréfrigérateur pulsé