[實用新型]避免超導磁體杜瓦內因負壓造成滲漏的裝置

有效

• 申請號: 201420434333.0
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN204087963U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳浩樹;李亦然;徐風雨;馬仲英;袁君輝
• 申請（專利權）人: 江蘇旌凱中科超導高技術有限公司
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04;H01F6/00
• 代理公司: 江陰市永興專利事務所(普通合伙) 32240
• 代理人: 達曉玲;施光亞

技術領域

本實用新型涉及一種超導磁體負壓運行時的自動補充氦氣裝置，尤其是指一種避免超導磁體杜瓦內因負壓造成滲漏的裝置。

背景技術

帶有再冷凝制冷機的超導磁體在設計時，很難確定在正常運行時，液氦面上方的氣壓相對于當地、當時的大氣壓是正壓力還是負壓力。如果超導磁體周圍的空氣被負壓吸進氦氣腔內，在內部4k左右的絕對溫度下空氣會結冰而影響正常運行。而且超導磁體長期負壓運行是很危險的。目前，為了保證長期安全運行，設計者通常會采用電加熱的方法，使杜瓦內的部分液氦變成氦氣，提高裝置內的壓力以變成正壓力。此時一方面要可靠的測定內外的壓力差，因此需要在杜瓦內外均安裝壓力傳感器，另一方面還要準確的通電加熱，需要溫度傳感器、加熱裝置和控制裝置，導致結構復雜，而且由于加熱一定還會額外損失磁體內非常昂貴的冷量。另外復雜的控制系統也易出現故障。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種結構簡單，能夠避免外界空氣滲漏進絕熱杜瓦內的裝置，以使超導磁體長期安全運行。

為實現上述目的，提供如下技術方案：

避免超導磁體杜瓦內因負壓造成滲漏的裝置，包括絕熱杜瓦和再冷凝制冷機，再冷凝制冷機的制冷端插入絕熱杜瓦的中空腔內，絕熱杜瓦頂部與再冷凝制冷機之間通過橡膠密封圈密封，其特征在于，還包括氦氣瓶和減壓閥，所述氦氣瓶通過管道與減壓閥的進口密封連接，在絕熱杜瓦頂部設置有從外側通到所述中空腔內部的通孔，減壓閥的出口通過管道與上述通孔設置在絕熱杜瓦外側一端密封連接，通孔內側一端設置在靠近橡膠密封圈的位置。由于有來自于氦氣瓶內氦氣的補充，會使氦氣腔內的壓力升高，超導磁體也就不會長期在負壓狀態下工作。此結構省去了原有的內外壓力差測定裝置和電加熱裝置，結構更為簡單了。

優選的，所述絕熱杜瓦中空腔的內壁在所述通孔與再冷凝制冷機的制冷端之間的位置設置波紋緩沖段。波紋緩沖段除能夠避免杜瓦內外溫差導致的應力損壞外，還能夠增加氦氣流動阻力，增加壓差，防止氦氣腔內的壓力劇烈變化。

進一步的，所述通孔是在絕熱杜瓦入口端板內。

進一步的，所述氦氣瓶為高純液化氦氣鋼瓶。

進一步的，所述管道為金屬管道。

本實用新型的有益效果為：

在絕熱杜瓦頂部設置有外側通到腔體內部的通孔，通孔內側一端設置在靠近橡膠密封圈的位置，通孔外側一端通過管道與減壓閥出口密封連接，減壓閥的進口與氦氣瓶通過管道密封連接，氦氣的補充位置靠近橡膠密封圈，當氦氣腔內的壓力在靠近密封圈處造成負壓時，由于有來自于氦氣瓶內氦氣的補充從而杜瓦內在靠近密封圈位置壓力升高，使內外壓力平衡或略成正壓，而不會吸入周圍空氣，確保超導磁體長期安全的運行。此結構省去了原有的內外壓力差測定裝置和電加熱裝置，結構更加簡單，降低了產品制造難度和造價。

附圖說明

圖1為本實用新型避免超導磁體杜瓦內因負壓造成滲漏的裝置結構示意圖。

其中：1、絕熱杜瓦2、再冷凝制冷機，3、橡膠密封圈，4、高純高壓氦氣鋼瓶，5、減壓閥，6、通孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的一個最佳實施例作進一步說明，以助于理解本實用新型的內容。

如圖1所示，本實用新型包括絕熱杜瓦1和再冷凝制冷機2，再冷凝制冷機2的制冷端插入絕熱杜瓦1的中空腔內，絕熱杜瓦1頂部與再冷凝制冷機2之間通過橡膠密封圈3密封。絕熱杜瓦1中空腔體內側壁上在通孔6與再冷凝制冷機的制冷端之間的位置設置成波紋管狀的波紋緩沖段，在圖中絕熱杜瓦1頂部杜瓦入口端板內加工有從外側通到腔體內部的通孔6，通孔6內側一端設置在靠近橡膠密封圈3的位置，通孔6外側一端通過金屬管道與減壓閥5出口密封連接，減壓閥5的進口與高純高壓氦氣鋼瓶4通過金屬管道密封連接。

具體工作方式

減壓閥5的出口壓力設置為當地、當時的大氣壓。打開減壓閥5，當杜瓦口部靠近密封圈位置壓力低于外界大氣壓時，高純高壓氦氣鋼瓶4內的氦通過金屬管道和減壓閥5減壓后通過絕熱杜瓦1頂部設置的通孔6進入到絕熱杜瓦中空腔內，使杜瓦口部壓力升高，避免形成負壓防止周圍的空氣被負壓滲漏進氦氣腔內，造成內部結冰而影響正常運行。壓力達到正常值后由于減壓閥的作用高純高壓氦氣鋼瓶4內氦氣停止向絕熱杜瓦進氣。由于進氦氣的通孔設置于絕熱杜瓦口部，從通孔6到圖中再冷凝制冷機2的制冷端下方的氦池要經過狹長通道，特別是波紋緩沖段，因此不僅流動阻力增加避免氦池壓力劇烈波動，而且溫度會逐漸降低到氦池溫度避免引起溫度劇烈波動，也節省了冷量。