[發明專利]制冷機直接冷卻超導磁體機械式熱開關

有效

• 申請號: 201110234265.4
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102299022A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 湯洪明
• 申請（專利權）人: 南京豐盛超導技術有限公司
• 主分類號: H01H37/38
• 分類號: H01H37/38;H01H37/02;H01F6/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本發明提出了一種制冷機直接冷卻超導磁體機械式熱開關，該熱開關可用于低溫超導磁體和高溫超導磁體的快速有效冷卻。

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背景技術

制冷機直接冷卻的超導磁體即采用無冷卻劑的冷卻磁體的方式。其與傳統的低溫浸泡冷卻的超導磁體相比具有結構緊湊、運行方便和安全性好的有點。已經成為超導磁體技術的一個重要發展方向，為超導技術的應用開辟了一個新的時代。根據用途不同，分為制冷機直接冷卻的低溫超導磁體和高溫超導磁體。圖一為制冷機直接冷卻超導磁體系統。

由于低溫制冷機功率較低，而制冷機直接冷卻的超導磁體與制冷機的二級冷頭相連，當磁體冷質量較大時，磁體冷卻的時間會很長。為充分利用效率相對較高的一級冷頭的冷量，可用熱開關將一級冷頭與磁體相連，縮短磁體的冷卻時間。當磁體冷卻到一定溫度時，切斷熱開關，磁體再由制冷機的二級冷卻，達到超導溫度。作為一級冷頭和磁體之間熱開關應該具備高的傳熱效率和高的可靠性。氣隙式熱開關如美國專利4366680系統復雜，熱容和開關比小，導致傳熱功率低，熱開關處于關斷狀態時，漏熱增大。中國專利(公開號1991287)公開的熱開關，利用汽液相變來實現開關的導通與關斷，導通能力強，開關比大，無需外界控制等優點，但開關的薄壁圓筒外殼始終連接著制冷機的一級和二級，導致二級非常有限的冷量向一級傳遞，降低了制冷機二級的效率。?

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發明內容

?本發明主要目的在于提供一種制冷機直接冷卻超導磁體機械式熱開關，能有效降低了制冷機二級的熱負載，有效克服了現有技術熱開關始終連接制冷機的一二級的缺陷。

本發明的技術方案是：

???一種制冷機直接冷卻超導磁體機械式熱開關，包括波紋管上法蘭波紋管、玻璃鋼桿、插拔式電接頭、固定電接頭和超導磁體，所述玻璃鋼桿上端通過波紋管上法蘭連接波紋管，玻璃鋼桿下端設有插拔式電接頭，插拔式電接頭下方為固定電接頭，固定電接頭設置在超導磁體上，插拔式電接頭與制冷機一級冷頭連接，制冷機二級冷頭與固定電接頭連接。?

所述插拔式電接頭通過制冷機一級冷頭柔性熱連接線連接制冷機一級冷頭。

所述固定電接頭通過制冷機二級冷頭柔性熱連接線連接制冷機二級冷頭。

?本發明的有益效果是：

?本發明的制冷機直接冷卻超導磁體機械式熱開關使磁體降溫過程中充分利用了制冷機一級冷頭的大冷量，結構簡單、操作方便可靠，導通能力強的優勢。開關斷開時，制冷機一二級之間無額外的熱導通，確保了制冷機二級冷量的有效利用。

附圖說明

圖1是制冷機直接冷卻超導磁體系統的結構示意圖。??

圖2是本發明的機械式熱開關的結構示意圖。

????圖中：1為制冷機一級冷頭、2為制冷機二級冷頭、3為波紋管上法蘭、4為波紋管、5為玻璃鋼桿、6為插拔式電接頭、7為固定電接頭、8為超導磁體、9為制冷機一級冷頭柔性熱連接線、10為制冷機二級冷頭柔性熱連接線、11為高溫超導電流引線、12為傳導板、13為銅導線、14為室溫孔徑、15為支撐結構、16為超導線圈、17為輻射屏、18為真空容器。?

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具體實施方式

?下面結合附圖對本發明作進一步描述：

如圖1，制冷機直接冷卻超導磁體系統包括制冷機一級冷頭1、制冷機二級冷頭2、高溫超導電流引線11、傳導板12、銅導線13、室溫孔徑14、支撐結構15、超導線圈16、輻射屏17和真空容器18。

本發明的制冷機直接冷卻超導磁體機械式熱開關可應用于上述制冷機直接冷卻超導磁體系統。

????如圖2，一種制冷機直接冷卻超導磁體機械式熱開關，包括波紋管上法蘭3波紋管4、玻璃鋼桿5、插拔式電接頭6、固定電接頭7和超導磁體8，所述玻璃鋼桿5上端通過波紋管上法蘭3連接波紋管4，玻璃鋼桿5下端設有插拔式電接頭6，插拔式電接頭6下方為固定電接頭7，固定電接頭7設置在超導磁體8上，插拔式電接頭6與制冷機一級冷頭1連接，制冷機二級冷頭2與固定電接頭7連接。?

插拔式電接頭6通過制冷機一級冷頭柔性熱連接線9連接制冷機一級冷頭1。

固定電接頭7通過制冷機二級冷頭柔性熱連接線10連接制冷機二級冷頭2。