[發(fā)明專利]一種超導(dǎo)磁體系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011626898.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112837883B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬韜;伍銳;戴少濤;胡磊;馬化韜;黃建民;伍宇揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公司;江西聯(lián)創(chuàng)光電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01F6/04
• 分類號(hào): H01F6/04;H01F6/06;H01F6/00
• 代理公司: 北京睿博行遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11297
• 代理人: 龔家驊

本發(fā)明涉及超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，其包括：杜瓦結(jié)構(gòu)，杜瓦結(jié)構(gòu)內(nèi)形成有密封空腔；超導(dǎo)磁體，設(shè)置于密封空腔內(nèi)，超導(dǎo)磁體包括筒體和超導(dǎo)線圈，筒體的兩端連接有第一線圈端板和第二線圈端板，超導(dǎo)線圈繞設(shè)于筒體上；冷卻裝置，穿設(shè)于杜瓦結(jié)構(gòu)，冷卻裝置在密封空腔內(nèi)延伸且接觸于超導(dǎo)磁體，冷卻裝置用于冷卻超導(dǎo)磁體；冷卻裝置包括：制冷機(jī)、導(dǎo)冷板、導(dǎo)冷線圈、導(dǎo)冷條，通過將超導(dǎo)線圈的兩側(cè)邊緣接觸于導(dǎo)冷線圈，使得繞制在筒體上的每一層超導(dǎo)帶材均與導(dǎo)冷線圈接觸，大大提升了超導(dǎo)線圈與導(dǎo)冷線圈的傳導(dǎo)面積，提升了制冷機(jī)對(duì)超導(dǎo)磁體的冷卻速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超導(dǎo)磁體系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，超導(dǎo)技術(shù)在各行業(yè)中飛速發(fā)展，尤其在高溫超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的大功率快速加熱，必須依賴一個(gè)低溫環(huán)境使得磁體在超導(dǎo)的臨界條件下實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有技術(shù)中，超導(dǎo)磁體的運(yùn)行需要穩(wěn)定的低溫環(huán)境，超導(dǎo)磁體運(yùn)行的低溫環(huán)境主要有三種方式：低溫液體浸泡冷卻、再冷凝式冷卻和制冷機(jī)傳導(dǎo)冷卻。其中，液體浸泡冷卻主要用液氦或液氮作為浸泡介質(zhì)，但這種方式需要專業(yè)的運(yùn)輸和充罐操作，增加了系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜性，并且受到國(guó)際氦資源限產(chǎn)等因素的影響，液氦價(jià)格持續(xù)上漲，使系統(tǒng)應(yīng)用成本增加進(jìn)而限制了液體浸泡式冷卻方式的運(yùn)用。

目前，制冷機(jī)傳導(dǎo)的冷卻方式常常應(yīng)用在體積小線圈匝數(shù)少的低功率的超導(dǎo)感應(yīng)加熱設(shè)備中，其原因在于，制冷機(jī)傳導(dǎo)冷卻的方式中傳導(dǎo)件與磁體線圈的接觸面積較小，導(dǎo)致該種冷卻方式應(yīng)用在匝數(shù)多、功率大的超導(dǎo)感應(yīng)加熱設(shè)備時(shí)冷卻速率較慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中制冷機(jī)傳導(dǎo)的冷卻方式因傳導(dǎo)件和磁體線圈的接觸面積較小導(dǎo)致的冷卻速率慢的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，提供了一種超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，其包括：杜瓦結(jié)構(gòu)，所述杜瓦結(jié)構(gòu)內(nèi)形成有密封空腔；超導(dǎo)磁體，設(shè)置于所述密封空腔內(nèi)，所述超導(dǎo)磁體包括筒體和所述超導(dǎo)線圈，所述筒體的兩端連接有第一線圈端板和第二線圈端板，所述超導(dǎo)線圈繞設(shè)于所述筒體上；冷卻裝置，穿設(shè)于所述杜瓦結(jié)構(gòu)，所述冷卻裝置在所述密封空腔內(nèi)延伸且接觸于所述超導(dǎo)磁體，所述冷卻裝置用于冷卻所述超導(dǎo)磁體；其中，所述冷卻裝置包括：制冷機(jī)，設(shè)置于所述杜瓦結(jié)構(gòu)的外部，且所述制冷機(jī)的制冷頭穿過所述杜瓦結(jié)構(gòu)向所述密封空腔內(nèi)延伸；導(dǎo)冷板，連接于所述制冷頭，且所述導(dǎo)冷板布置于所述第一線圈端板上；導(dǎo)冷線圈，套設(shè)于所述筒體上，且所述超導(dǎo)線圈接觸于所述導(dǎo)冷線圈；導(dǎo)冷條，連接于所述導(dǎo)冷板和所述導(dǎo)冷線圈。

本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)冷線圈用于對(duì)所述制冷頭和所述超導(dǎo)線圈上的熱量經(jīng)所述導(dǎo)冷板和所述導(dǎo)冷條進(jìn)行交換。

本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)冷板為板狀弧形結(jié)構(gòu)，或環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)冷板的外側(cè)邊緣與所述第一線圈端板的外側(cè)邊緣平齊設(shè)置。

本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)冷線圈的數(shù)量設(shè)置為多個(gè)，所述筒體的外表面和多個(gè)所述導(dǎo)冷圈之間形成有繞線槽，所述超導(dǎo)線圈繞設(shè)于所述繞線槽內(nèi)，且所述超導(dǎo)線圈的兩側(cè)邊緣均接觸于所述導(dǎo)冷線圈。

本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述超導(dǎo)磁體系統(tǒng)包括：緊固件，穿設(shè)于所述導(dǎo)冷線圈、所述第一線圈端板和所述第二線圈端板；限位件，套設(shè)于所述緊固件上，且所述限位件連接貼合于所述導(dǎo)冷線圈、所述第一線圈端板和所述第二線圈端板，以限制所述繞線槽的寬度。

本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述超導(dǎo)磁體系統(tǒng)包括：第一拉桿組件，連接于所述密封空腔的底部和所述第二線圈端板之間；第二拉桿組件，穿設(shè)于所述導(dǎo)冷線圈、所述第一線圈端板和所述第二線圈端板，且所述第二拉桿組件連接于所述密封空腔的頂部，所述第一拉桿組件和所述第二拉桿組件用于限制所述超導(dǎo)磁體與所述密封空腔的內(nèi)壁相接觸。

本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述第二拉桿組件穿設(shè)于所述導(dǎo)冷板；所述第一拉桿組件包括拉桿和兩個(gè)座體，所述拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于兩個(gè)所述座體之間，兩個(gè)所述座體分別連接于所述第二線圈端板和所述密封空腔的底部。