[發(fā)明專利]用于超導(dǎo)磁體的防低溫冷縮偏心定位裝置

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112447354A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董瑞學(xué);成渝;朱思華;周楊;張喜虎;馬樹奎;黃崇津
• 申請（專利權(quán)）人: 上海辰昊超導(dǎo)科技有限公司
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F27/02
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

本發(fā)明公開了一種用于超導(dǎo)磁體的防低溫冷縮偏心定位裝置，包括推動端定位塊(1)、浮動端定位塊(2)、筒體(3)、推動端端板(41)、浮動端端板(42)和內(nèi)側(cè)錐塊(5)；推動端端板和浮動端端板連筒體，超導(dǎo)磁體外殼兩端形成錐體結(jié)構(gòu)(61)；浮動端定位塊裝在浮動端端板上并通過錐面與錐體結(jié)構(gòu)匹配定位，推動端定位塊裝在推動端端板上并設(shè)有徑向碟簧組件(71)；內(nèi)側(cè)錐塊通過弧面和錐面裝在推動端定位塊和錐體結(jié)構(gòu)間，超導(dǎo)磁體外殼同軸裝在筒體內(nèi)；內(nèi)側(cè)錐塊與推動端定位塊間裝有軸向碟簧組件(72)。本發(fā)明能實現(xiàn)超導(dǎo)磁體常溫下精確安裝定位，克服因零部件冷縮導(dǎo)致磁場中心與溫孔不同心及磁體場型和磁場強度不滿足要求的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)磁體設(shè)備，尤其涉及一種用于超導(dǎo)磁體的防低溫冷縮偏心定位裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步及特殊行業(yè)需求，越來越多大尺寸、大質(zhì)量、高精度的復(fù)雜回旋管、離子加速器等磁體被研究并制造。高精度主要體現(xiàn)在磁場中心與溫孔的同軸度要求上，磁場中心軸和磁體內(nèi)筒同軸度偏差太大(0.1mm)，電子(離子)束將無法按照預(yù)定軌跡運動，會嚴(yán)重影響輸出功率。

對于現(xiàn)有的無骨架磁體由裝配線圈組成，外部由壁厚較厚的硬鋁管包住，既要在常溫下有非常高的裝配要求，又要保證低溫下裝配精度盡可能不變，需要利用鋁的熱收縮特性予以磁體預(yù)緊力，保證磁體裝配到位，同時低溫下收縮保證裝配磁體穩(wěn)定；磁體兩端有拉緊端板及接線口。因此，超導(dǎo)磁體與外部定位零件進(jìn)行定位，其固定只能置于外部鋁管上。常溫下裝配時，超導(dǎo)磁體同心調(diào)整到位并固定好后，常溫下可以通過三坐標(biāo)等手段保證磁體與溫孔的同心，但磁體裝配到恒溫器中只能靠外部鋁殼定位，由于鋁管在低溫下收縮量較大，低溫下鋁管發(fā)生軸向和徑向收縮會導(dǎo)致磁體失去同心，定位失效，滿足不了同心度要求，降低磁體的性能，且定位零件的剪切力易被剪斷。

在磁體的功率、尺寸、重量、精度等要求不斷提高的要求下，需要配備更高場強靜態(tài)磁場、更高的零部件加工裝配精度。雖然在常溫(300K)條件下，通過控制加工精度，結(jié)合三坐標(biāo)或者激光跟蹤儀可以達(dá)到0.1mm以下的裝配精度，滿足同軸度要求。但是超導(dǎo)磁體溫度由300K降到4K的過程中，必然會導(dǎo)致其定位零件的冷縮變形，從而破壞磁體的同心度，甚至破壞定位的連接件或者焊縫。特別是對于使用熱收縮系數(shù)大(鋁合金)的材料作為定位零件的超導(dǎo)磁體，磁體的同心度受到零件冷縮的影響嚴(yán)重，導(dǎo)致超導(dǎo)磁體無法滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于超導(dǎo)磁體的防低溫冷縮偏心定位裝置，能實現(xiàn)超導(dǎo)磁體的精確安裝定位，并克服了超導(dǎo)磁體由于零部件冷縮導(dǎo)致的磁場中心與溫孔不同心的問題，并避免了由上述問題導(dǎo)致的磁體場型和磁場強度不滿足要求的情況發(fā)生，同時也解決了由于磁體零部件冷縮導(dǎo)致的硬連接件破壞和磁體安裝失敗的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種用于超導(dǎo)磁體的防低溫冷縮偏心定位裝置，包括推動端定位塊、浮動端定位塊、筒體、推動端端板、浮動端端板和內(nèi)側(cè)錐塊；推動端端板和浮動端端板分別安裝在筒體的兩端，超導(dǎo)磁體外殼的兩端形成有向外收窄的錐體結(jié)構(gòu)；若干塊浮動端定位塊分別間隔安裝在浮動端端板上，且每塊浮動端定位塊上均形成有與錐體結(jié)構(gòu)相匹配的錐面，使超導(dǎo)磁體外殼在浮動端通過若干塊浮動端定位塊匹配定位；若干塊推動端定位塊分別間隔安裝在推動端端板上，且每塊推動端定位塊與內(nèi)側(cè)錐塊之間均鎖緊安裝有徑向碟簧組件，內(nèi)側(cè)錐塊的外環(huán)形成有與推動端定位塊內(nèi)側(cè)相匹配的弧面，使推動端定位塊的內(nèi)側(cè)弧面與內(nèi)側(cè)錐塊的外環(huán)弧面貼合；內(nèi)側(cè)錐塊的內(nèi)環(huán)形成有與錐體結(jié)構(gòu)相匹配的錐面，使若干塊內(nèi)側(cè)錐塊分別對應(yīng)安裝在若干塊推動端定位塊與錐體結(jié)構(gòu)之間，使超導(dǎo)磁體外殼的推動端通過若干塊推動端定位塊和內(nèi)側(cè)錐塊匹配定位，從而使超導(dǎo)磁體外殼同軸安裝在筒體內(nèi)；每塊內(nèi)側(cè)錐塊的軸向端面與推動端定位塊之間均沿超導(dǎo)磁體外殼的軸向安裝有軸向碟簧組件。

所述的每塊推動端定位塊上通過安裝槽至少嵌裝兩組徑向碟簧組件，且每組徑向碟簧組件均沿超導(dǎo)磁體外殼的徑向設(shè)置。