[發(fā)明專(zhuān)利]一種杜瓦瓶

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010227046.9
• 申請(qǐng)日: 2010-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101881370A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晏飛翔;劉璐;李婧;蔣冬輝;劉偉;鄭石鈞;馬光同;鄭郡;王素玉;王家素
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F17C1/14
• 分類(lèi)號(hào): F17C1/14;F17C1/12
• 代理公司: 成都博通專(zhuān)利事務(wù)所 51208
• 代理人: 陳樹(shù)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)應(yīng)用所使用的杜瓦瓶。

背景技術(shù)

為使超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)狀態(tài)，需要將超導(dǎo)材料保持在低溫狀態(tài)下。常用的作法是將超導(dǎo)材料浸沒(méi)在冷卻液中(如：液氮或液氦)，冷卻液盛在杜瓦瓶中，以保持低溫，避免冷卻液的沸騰蒸發(fā)。

超導(dǎo)所要求的溫度低于90K，要保持這樣的低溫，對(duì)杜瓦瓶提出了很高的要求。同時(shí)，為使放置在杜瓦瓶中的超導(dǎo)材料充分發(fā)揮其作用，還要求超導(dǎo)體和外部處在室溫條件下的磁體(電磁線(xiàn)圈或永磁體)之間的距離越近越好，以使超導(dǎo)和磁體之間的作用增強(qiáng)，從而能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。例如：超導(dǎo)直線(xiàn)電機(jī)中，超導(dǎo)勵(lì)磁線(xiàn)圈保持在液氮溫度，而電樞處在室溫狀態(tài)下。超導(dǎo)勵(lì)磁線(xiàn)圈離電樞越近，產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力越大，距離增加會(huì)使驅(qū)動(dòng)力減小。因此，為提高電機(jī)性能，裝液氮和超導(dǎo)線(xiàn)圈的杜瓦瓶的底厚要求盡可能的薄。這就對(duì)杜瓦瓶的結(jié)構(gòu)做出了限制，其壁厚是越薄越好。

另外，由于杜瓦瓶處于變化的外磁場(chǎng)中時(shí)，杜瓦瓶中的金屬部件，會(huì)在變化磁場(chǎng)中會(huì)感應(yīng)出渦流，渦流引起渦流損耗而導(dǎo)致金屬部件溫度瞬間上升，如果金屬部件與超導(dǎo)塊材或者液氮相接觸，則會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)塊材溫度升高，影響杜瓦瓶的保溫性能，從而影響系統(tǒng)性能，甚至可能造成懸浮系統(tǒng)崩潰，這也是對(duì)杜瓦瓶結(jié)構(gòu)的一種限制。

專(zhuān)利號(hào)200810219415.2的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了另外一種杜瓦瓶，包括基體，基體包括內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁表面有一層反光材料，基體由塑料制備而成。此杜瓦的材質(zhì)雖為非金屬材質(zhì)，避免了渦流的產(chǎn)生，但是由于超導(dǎo)體與底部外表面相隔有真空夾層，使超導(dǎo)體與杜瓦外的磁場(chǎng)源的距離較大，限制了二者之間的相互作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種杜瓦瓶，該杜瓦瓶能有效減小超導(dǎo)體與杜瓦瓶外的磁體之間的距離，又能有效地減弱外磁場(chǎng)在杜瓦瓶中引起的渦流，杜瓦瓶及超導(dǎo)體的保溫效果好。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋，罐體由內(nèi)壁和外壁組成，內(nèi)壁和外壁之間形成真空的夾層，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：內(nèi)壁底部中間由藍(lán)寶石片構(gòu)成，超導(dǎo)體粘接固定在藍(lán)寶石片的下表面，超導(dǎo)體的下表面與外壁內(nèi)表面間的距離為0.8-1mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

將超導(dǎo)體置于真空夾層其上表面與藍(lán)寶石的下表面緊密貼合，由于藍(lán)寶石在液氮溫區(qū)內(nèi)具有極佳的導(dǎo)熱性，在77K其導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于銅，因此液氮區(qū)的低溫能很好地通過(guò)藍(lán)寶石片為媒質(zhì)傳導(dǎo)給超導(dǎo)體，超導(dǎo)體的冷卻效果好。與超導(dǎo)體貼合的藍(lán)寶石片為絕緣材料，在時(shí)變的外磁場(chǎng)中時(shí)，藍(lán)寶石片不會(huì)產(chǎn)生渦流溫升，也進(jìn)一步保證了超導(dǎo)體的致冷保溫效果。同時(shí)，超導(dǎo)體除上表面外，其它各表面均處于真空層中，液氮與外界之間也被真空層隔離，使超導(dǎo)體及液氮的保溫、隔熱效果好，超導(dǎo)體能很好地保持冷卻狀態(tài)。

現(xiàn)有技術(shù)中，超導(dǎo)體浸沒(méi)在內(nèi)壁以?xún)?nèi)的液氮區(qū)中，超導(dǎo)體與外磁體的距離大于內(nèi)、外壁及真空夾層的厚度之和；而本實(shí)用新型由于超導(dǎo)體處在內(nèi)、外壁之間的真空夾層內(nèi)，其下表面與外壁內(nèi)表面間的距離為0.8-1mm，超導(dǎo)體與杜瓦瓶外的磁體距離大大縮小，距離可縮小到2.5mm，加強(qiáng)了超導(dǎo)體與磁體之間的相互作用力，提高了整個(gè)磁懸浮系統(tǒng)的性能。

上述的內(nèi)壁除底部藍(lán)寶石片以外的部分和頂蓋，由環(huán)氧玻纖板制成。

這樣，與液氮直接接觸的部分均為絕熱且絕緣的環(huán)氧玻纖板構(gòu)成，它既能有良好地保溫效果；同時(shí)，當(dāng)杜瓦瓶處于變化的外磁場(chǎng)中時(shí)，不會(huì)感應(yīng)出渦流產(chǎn)生溫升，進(jìn)一步確保了液氮及超導(dǎo)體的致冷、保溫效果。

上的內(nèi)壁底部的藍(lán)寶石片嵌合在內(nèi)壁上，且嵌合部位用低溫膠密封。

這樣，既使藍(lán)寶石片能夠較好地固定在內(nèi)壁上，又能確保內(nèi)壁的密封性。

上述的內(nèi)壁底部和外壁的底部之間設(shè)有支撐。

這樣可在不增加杜瓦瓶?jī)?nèi)、外壁厚度時(shí)，增加杜瓦瓶的機(jī)械強(qiáng)度。

上述的外壁底部的壁厚為1-1.5mm。

這樣超導(dǎo)體的下表面距離杜瓦瓶外壁外表面的厚度2.5mm內(nèi)，可以最大限度地減少超導(dǎo)體與杜瓦瓶外相互作用的磁體之間的作用距離。

上述的頂蓋螺栓緊固定在罐體的頂部蓋住罐口處，頂蓋上設(shè)有注入口和帶止逆閥的排氣口，外壁側(cè)面設(shè)有抽氣嘴。

頂蓋上的注入口能方便地向內(nèi)壁腔中注入液氮，液氮沸騰產(chǎn)生的氣體通過(guò)由帶止逆閥的排氣口排出，可以避免溫度較高的氣體回流到杜瓦內(nèi)。通過(guò)外壁側(cè)面設(shè)的抽氣嘴可方便地對(duì)內(nèi)壁和外壁間的夾層進(jìn)行抽真空。

上述的外壁為不銹鋼材料制成。這樣能保證整個(gè)杜瓦瓶的機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)，由于其與內(nèi)壁之間以真空阻隔，它也不會(huì)影響液氮的保溫隔熱效果。