[發(fā)明專利]直冷磁體用活動式自定位快速降溫機械開關(guān)及降溫方法

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• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111564275A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設計）人: 李超;李勇;劉偉;馬鵬;周濤;葛正福;馮勇;張平祥
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04
• 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

直冷磁體用活動式自定位快速降溫機械開關(guān)及降溫方法，包括有杜瓦、機械開關(guān)、磁體，杜瓦上部設有頂板；頂板上設有吊裝結(jié)構(gòu)、抽空接口、氣缸；氣缸通過波紋管與設在杜瓦內(nèi)的活動連接導冷裝置進行連接和斷開；活動連接導冷裝置由自定位結(jié)構(gòu)的錐頭和錐碗組成，錐碗保持不動，錐頭和氣缸連接，氣缸的上升和下降，實現(xiàn)了錐頭和錐碗的連接與斷開，從而機動的實現(xiàn)降溫控制需求。磁體安裝；裝入磁體，杜瓦抽空；真空檢漏，打開制冷機，打開自定位機械開關(guān)，到達預期溫度后斷開自定位機械開關(guān)；這種活動式自定位機械開關(guān)解決了磁體在前期冷卻過程中降溫速度慢的問題；利用大冷量制冷機實現(xiàn)磁體的快速降溫，結(jié)構(gòu)簡單、實用、可靠，操作方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超導磁體低溫傳熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及直冷磁體用活動式自定位快速降溫機械開關(guān)及降溫方法。

背景技術(shù)

超導磁體的穩(wěn)定運行取決于低溫條件，從低溫條件的創(chuàng)造來分類，可分為液氦浸泡冷卻和制冷機直接冷卻兩種方式；由于受氦資源短缺和高成本的制約，制冷機直接冷卻磁體越來越受到市場歡迎，但對于較大型直冷磁體，其質(zhì)量較大，冷質(zhì)量也較大，其前期降溫速度較慢，這使得其在降溫時間和效率上受到制約。而制冷機在液氮溫區(qū)具有較高冷量，為了充分提高其分段制冷的能力，通過增加一種氣缸連接的活動式自定位機械開關(guān)，通過監(jiān)控溫度，連通與斷開熱開關(guān)，實現(xiàn)磁體的快速降溫，提高了磁體的降溫效率。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供直冷磁體用活動式自定位快速降溫機械開關(guān)及降溫方法，制冷機冷卻磁體降溫時間長，降溫速度慢的問題，安裝結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)，適用于較大直冷磁體的快速降溫。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：直冷磁體用活動式自定位快速降溫機械開關(guān)，包括有杜瓦、冷屏、自定位機械開關(guān)錐碗、自定位機械開關(guān)錐頭、導熱銅帶、磁體；杜瓦上部安裝有氣缸、單級制冷機和雙級制冷機；所述的杜瓦的頂板下方設有螺桿、冷屏、自定位機械開關(guān)錐碗、自定位機械開關(guān)錐頭、導熱銅帶和磁體；

氣缸的輸出端依次通過自定位機械開關(guān)錐碗、自定位機械開關(guān)錐頭、導熱銅帶與磁體相連；單級制冷機通過導熱銅帶與磁體相連通；雙級制冷機通過導熱銅帶與磁體相連通。

所述的雙級制冷機通過導熱銅帶與磁體連接。所述的單級制冷機通過導熱銅帶與冷屏連接。所述的氣缸通過波紋管與自定位機械開關(guān)錐頭連接。所述的自定位機械開關(guān)錐碗固定在冷屏的頂部。所述的自定位機械開關(guān)錐碗、自定位機械開關(guān)錐頭之間具有相同的錐度；通過以上的連接方式，可以保證開關(guān)在關(guān)閉時保證有良好的傳熱。

所述的磁體置于其底部的載物臺上，通過螺桿懸掛于杜瓦的頂板上。所述的杜瓦的頂板通過螺桿固定懸掛有冷屏；所述的杜瓦的頂板上設有接口法蘭。所述的雙級制冷機的二級冷頭通過導熱銅帶與磁體進行連接；單級制冷機也通過導熱銅帶分別與自定位機械開關(guān)錐碗連接。

利用直冷磁體用活動式自定位快速降溫機械開關(guān)的磁體快速降溫方法，包括以下步驟：

在進行超導磁體降溫時，打開雙級制冷機及單級制冷機，開始對線圈進行降溫，對氣缸進行通氣操作，并保持壓力為0.1-0.3MPa，自定位機械開關(guān)錐碗、自定位機械開關(guān)錐頭實現(xiàn)閉合，此時大功率單級制冷機開始對線圈進行降溫；當線圈降溫至單級制冷機的最低溫度時，關(guān)閉氣缸的氣源，自定位機械開關(guān)錐碗、自定位機械開關(guān)錐頭實現(xiàn)打開，單級制冷機只對冷屏進行降溫，此時雙級制冷機繼續(xù)對線圈進行降溫，降溫至需求溫度。這樣，通過對活動式自定位機械開關(guān)進行操作，充分利用了單級制冷機的大功率，加速了線圈到達最低溫度的時間。

本發(fā)明的有益效果是：