[發明專利]一種傳導冷卻超導磁體制冷機結構及其安裝、拆卸方法

有效

• 申請號: 201410480636.0
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104200950A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李超;葛正福;周濤;朱思華;馬鵬;熊小偉;蘭賢輝;楊亞娟;楊世杰;杜社軍
• 申請（專利權）人: 西安聚能超導磁體科技有限公司
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04;H01F41/00;F25B9/14
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本發明屬于超導磁體技術領域，尤其涉及一種傳導冷卻超導磁體制冷機結構及其安裝、拆卸方法。

背景技術

傳統的超導磁體一般采用低溫超導線材NbTi、Nb3Sn等液氦浸泡的方式制冷。但低溫超導磁體成本高，而且由于必須工作在液氦溫區（4.2K），制冷和維護費用很高。隨著液氦資源的緊張，制冷技術的發展，傳導冷卻（conduction-cooled，也稱制冷機冷卻、無液氦、Cryogen-Free）超導磁體技術的研究正在逐步走向實用，這樣，采用傳導冷卻技術制造超導磁體成為了可能。

由于傳導冷卻磁體降溫主要使用GM制冷機，制冷機需要維護，不同廠家的產品維護的周期一般不同，GM制冷機一般需要在10000小時維護一次，在維護時難度較大。一般情況下，在對制冷機直接冷卻磁體進行維護時需要將磁體完全拆卸，將制冷機冷頭取出，返回到制冷機廠家進行維護；有時即使能夠實現現場維護，受現場因素的限制，其維護效果也會減弱。獲得一種比較靈活方便的針對制冷機直接冷卻超導磁體的制冷機安裝及拆卸方法十分必要。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種傳導冷卻超導磁體制冷機結構及其安裝、拆卸方法，具有結構簡單、易操作、維護成本低的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：?

一種傳導冷卻超導磁體制冷機結構，包括有與制冷機相連的連接法蘭，連接法蘭通過波紋管與支撐法蘭相連，磁體外杜瓦與支撐法蘭相連，制冷機的一級冷頭與傳熱部件上部組件相連，傳熱部件上部組件的下端與傳熱部件下部的上端由壓力實現緊密結合，傳熱部件下部的下端與磁體冷屏法蘭相連，制冷機二級冷頭與二級傳熱部件的上部相連，二級傳熱部件的下部與二級傳熱部件支撐的上部由壓力實現緊密結合，導熱銅編織帶上部與二級傳熱部件支撐的下部焊接在一起，支撐彈簧的上端與二級傳熱部件支撐焊接在一起，支撐彈簧的下端固定在安裝板上，安裝板必須保證安裝穩定，位置不可移動；安裝板下部使用導熱銅編織帶與磁體的繞組相連。

所述的傳熱部件上部組件的下端加工成錐形，與傳熱部件下部的上部形成配合，其目的是當制冷機上部有向下的壓力時，傳熱部件上部組件的下端與傳熱部件下部的上端緊密配合在一起，形成良好導熱。

所述的二級傳熱部件的下部加工成錐形，與二級傳熱部件支撐的上部形成配合，其目的是當制冷機上部有向下的壓力時，二級傳熱部件的下部與二級傳熱部件支撐的上部能夠緊密配合在一起，形成良好導熱。

所述的支撐法蘭的左端設有固定螺絲，墊片與壓緊彈簧裝配于固定螺柱中，通過旋緊該固定螺絲，對制冷機施加向下的壓力，使傳熱部件上部組件的下端與傳熱部件下部的上端、二級傳熱部件的下部與二級傳熱部件支撐的上部的縫隙形成緊密配合，形成良好導熱。

一種傳導冷卻超導磁體制冷機結構的安裝方法，包括以下步驟：

步驟一，將制冷機的一級冷頭與傳熱部件上部組件用螺栓相連，將制冷機的二級冷頭與二級傳熱部件的上部相連；

步驟二，將連接法蘭與波紋管及支撐法蘭焊接在一起，組成一個整體，用螺栓與磁體外杜瓦相連，支撐法蘭與磁體外杜瓦之間有密封膠圈；

步驟三，將傳熱部件下部與磁體冷屏法蘭用螺栓相連；

步驟四，將導熱銅編織帶上部與二級傳熱部件支撐的下部焊接在一起，支撐彈簧的上端與二級傳熱部件支撐焊接在一起，支撐彈簧的下端焊接在安裝板上，安裝板必須保證安裝穩定，位置不可移動；

步驟五，安裝板下部使用較長的導熱銅編織帶與磁體的繞組相連；

步驟六，將步驟一組裝完成的部件插入步驟二~步驟五組裝完成的部件中，將固定螺絲、墊片與壓緊彈簧裝配于固定螺柱中，通過旋緊該固定螺絲，對制冷機施加向下的壓力，使傳熱部件上部組件的下端與傳熱部件下部的上端、二級傳熱部件的下部與二級傳熱部件支撐的上部的縫隙形成緊密配合，形成良好導熱。

一種傳導冷卻超導磁體制冷機結構的拆卸方法，包括以下步驟：

步驟一，將固定螺絲旋松，直至取下墊片與壓緊彈簧；

步驟二，小角度緩慢旋轉制冷機，待制冷機松動后即可向上拔出制冷機。

本發明的有益效果：

本發明提供的一種傳導冷卻超導磁體制冷機結構及其安裝、拆卸方法，具有結構簡單、易操作、維護成本低的特點。通過該方法安裝的結構，可減少設備停運時間，避免了現場維護帶來的高成本和高風險。同時，由于可以實現短時間內實現制冷機冷頭的替換，這樣可以大大縮短現場維護及維修的時間，對需要長時間不間斷工作的超導磁體用戶具有較高的應用價值。

附圖說明