[發(fā)明專利]一種用于超導(dǎo)磁懸浮微小推力測量系統(tǒng)的超導(dǎo)體冷卻結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710182972.0
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107393676B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文將
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04;G01L5/13
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種用于超導(dǎo)磁懸浮微小推力測量系統(tǒng)的超導(dǎo)體冷卻結(jié)構(gòu)，包括制冷機、冷卻底座、冷卻銅柱、冷卻銅環(huán)、超導(dǎo)定子陣列、Al₂O₃陶瓷蓋板、銦片、石墨墊片和防輻射屏；其特征在于，設(shè)計雙傳導(dǎo)冷卻通路的結(jié)構(gòu)，采用Al₂O₃陶瓷蓋板和石墨墊片抑制渦流摩擦損耗的影響；雙傳導(dǎo)冷卻通路具體包括由冷卻底座、冷卻銅環(huán)和超導(dǎo)定子底面組成的下冷卻通路以及由冷卻底座、冷卻銅柱、Al₂O₃陶瓷蓋板和超導(dǎo)定子頂面組成的上冷卻通路，使超導(dǎo)定子中熱量傳至制冷機冷頭；超導(dǎo)定子頂面與Al₂O₃陶瓷蓋板之間設(shè)有石墨墊片，在冷卻銅環(huán)與超導(dǎo)定子陣列之間、冷卻銅環(huán)與冷卻底座之間、冷卻銅柱與超導(dǎo)定子陣列之間、冷卻銅柱與冷卻底座之間均設(shè)有銦片，通過冷卻銅柱上的銅螺母完成對傳導(dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)的預(yù)緊，使導(dǎo)熱墊片填充接觸面的縫隙；反射率0.93的防輻射屏和Al₂O₃陶瓷蓋板隔絕外界對傳導(dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)的輻射熱流；當(dāng)測量系統(tǒng)工作時，傳導(dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)中位于磁場變化劇烈區(qū)域有Al₂O₃陶瓷蓋板和石墨墊片；Al₂O₃陶瓷蓋板在低溫下為絕緣體；石墨墊片的渦流效應(yīng)隨溫度降低下降，并且采用分割組合的方式阻斷大渦流回路，其上的渦流摩擦損耗忽略不計；冷卻銅柱和冷卻底座距離磁場劇烈變化區(qū)域較遠(yuǎn)，其渦流摩擦損耗也忽略不計；超導(dǎo)體的邁斯納效應(yīng)將冷卻銅環(huán)與磁場劇烈變化區(qū)域隔開，消除冷卻銅環(huán)上的渦流摩擦損耗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超導(dǎo)磁懸浮微小推力測量系統(tǒng)的超導(dǎo)體冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)置冷卻底座擴大安裝面積，使得冷卻銅柱遠(yuǎn)離永磁懸浮環(huán)60mm以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超導(dǎo)磁懸浮微小推力測量系統(tǒng)的超導(dǎo)體冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，冷卻銅環(huán)使永磁懸浮環(huán)的磁場遠(yuǎn)離冷卻底座60mm以上；冷卻銅環(huán)頂部設(shè)有凹槽，其深度小于3mm，邊緣寬度小于1.5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超導(dǎo)磁懸浮微小推力測量系統(tǒng)的超導(dǎo)體冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，Al₂O₃陶瓷蓋板由99％含量的Al₂O₃陶瓷板材研磨鉆孔制成，Al₂O₃陶瓷蓋板成光潔的白色，隔絕溫度較高的區(qū)域從頂面對超導(dǎo)定子陣列的輻射熱流。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超導(dǎo)磁懸浮微小推力測量系統(tǒng)的超導(dǎo)體冷卻結(jié)構(gòu)，防輻射屏為一覆蓋真空艙底面到Al₂O₃陶瓷蓋板頂面的圓筒結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外壁面均為反射率達0.93的鋁箔反射面，與傳導(dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)沒有接觸，處于常溫狀態(tài)。