[實用新型]一種高溫超導磁體線圈用杜瓦裝置

有效

• 申請號: 201721543010.5
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN207572170U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 彭國宏;王靖;梁義浪;李澤;李杰
• 申請（專利權）人: 重慶市科學技術研究院
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 穆祥維

本實用新型公開了一種高溫超導磁體線圈用杜瓦裝置，包括外筒體以及密閉安裝在外筒體上的蓋板，外筒體的中部具有沿軸向貫穿外筒體和蓋板的支撐管；外筒體內具有繞支撐管設置的第一冷屏，第一冷屏的中部為同軸設置的第一容納腔；第一容納腔內具有繞支撐管設置的第二冷屏，第二冷屏的中部為同軸設置的第二容納腔，第二容納腔內設置有超導磁體；第一冷屏與外筒體、蓋板以及支撐管之間均設置有第一絕緣支撐座；第二冷屏與第一冷屏之間均布有第二絕緣支撐座；蓋板上安裝有制冷機，制冷機的第一冷頭與第一冷屏相連接，制冷機的第二冷頭與第二冷屏相連接。本實用新型具有結構設計合理，熱絕緣效果較好，溫場均勻，保溫效果較好，有利于降低能耗等優點。

技術領域

本實用新型涉及低溫設備制造技術領域，特別的涉及一種高溫超導磁體線圈用杜瓦裝置。

背景技術

隨著超導技術的發展，超導材料的冷卻技術日益受到人們的關注。由于傳統的低溫超導磁體使用低溫液體進行冷卻，結構比較復雜，在運行過程中要不斷的補充低溫液體，致使操作比較繁瑣，運行成本也較高。低溫液體尤其液氦的價格比較昂貴，我國氦資源緊缺導致液氦價格持續上升。這些因素嚴重阻礙著超導磁體技術的普及和以超導磁體技術為基礎的相關技術應用的發展。

與低溫超導線圈相比，高溫超導線圈的接頭多，運行溫度高于低溫超導線圈，其接頭損耗較大。為了使磁體與冷屏運行在盡可能低的溫度，應設法降低漏熱和自身發熱，減小磁體、冷屏自身的和與冷頭之間的熱阻。在高溫超導磁體試驗裝置中，冷卻方式有制冷機傳導冷卻和液氮浸泡冷卻兩種。第一種方式是將高溫超導體材料浸入液氮中，使得材料具有超導特性，以保證高溫超導體材料的低溫環境，該方式雖然對磁體結構設計要求有所降低，但在試驗過程中需定期補充蒸發掉的液氮，試驗過程較繁瑣。另一種方式是采用制冷機冷卻，將磁體通過一種熱導率高的材料與制冷機冷頭相連。隨著超導技術和制冷技術的發展以及對高磁場的需求，由制冷機進行冷卻的超導磁體技術日益受到關注。但是，現有的杜瓦裝置通常只有單層熱屏蔽，熱絕緣效果較差，溫場不均勻，保溫效果不好，能耗較高等缺陷。

實用新型內容

針對上述現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是：如何提供一種結構設計合理，熱絕緣效果較好，溫場均勻，保溫效果較好，有利于降低能耗的高溫超導磁體線圈用杜瓦裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案：

一種高溫超導磁體線圈用杜瓦裝置，包括外筒體以及密閉安裝在所述外筒體上的蓋板，所述外筒體的中部具有沿軸向貫穿所述外筒體和蓋板的支撐管，所述支撐管的中部為兩端與外界相通的室溫孔；其特征在于，所述外筒體內還具有繞所述支撐管呈環狀設置的第一冷屏，所述第一冷屏的中部為同軸設置呈環狀的第一容納腔；所述第一容納腔內具有繞所述支撐管呈環狀設置的第二冷屏，所述第二冷屏的中部為同軸設置呈環狀的第二容納腔，所述第二容納腔內設置有超導磁體；所述第一冷屏與所述外筒體、蓋板以及支撐管之間均設置有第一絕緣支撐座；所述第二冷屏與所述第一冷屏之間均布有第二絕緣支撐座；所述蓋板上安裝有制冷機，所述制冷機的第一冷頭與所述第一冷屏相連接，所述制冷機的第二冷頭與所述第二冷屏相連接。

采用上述結構，在外筒體內層疊設置第一冷屏和第二冷屏，并通過制冷機對第一冷屏和第二冷屏制冷，可以減小位于第二冷屏中的超導磁體與外界的熱傳到，有利于提高保冷效果。同時，由于保冷效果較好，可以減小制冷機的工作時長，有利于減小能耗。

進一步的，所述蓋板與所述第一冷屏上還具有貫通設置的真空管，所述真空管的外端連接有用于將所述第一冷屏和第二冷屏之間抽成真空的真空泵。

采用上述結構，通過真空泵將第一冷屏與第二冷屏之間抽成真空，可以保證所需真空度，阻止熱對流，保持超導線圈磁體所需的低溫環境。

進一步的，所述超導磁體包括多層超導線圈，相鄰兩層超導線圈之間設置有紫銅片，所述紫銅片的周向均布焊接有與所述制冷機的第二冷頭相連接的軟無氧銅導冷編織帶。