本發(fā)明涉及超導(dǎo)磁體，尤其涉及一種固氮腔與線圈盒一體化裝置。

背景技術(shù)：

1、超導(dǎo)體的三大臨界條件：臨界溫度，臨界磁場，臨界電流，只在臨界溫度和磁場以下，線圈才具有一定的載流能力，臨界溫度是超導(dǎo)磁體的先決條件，磁體通過冷工質(zhì)液氦(低溫線圈)，液氮/固氮(高溫線圈)或者制冷機(jī)傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)線圈，臨界電流通常為磁體自場及背場下極限通流能力，當(dāng)超導(dǎo)體高于任意一個臨界條件時，超導(dǎo)態(tài)將轉(zhuǎn)變?yōu)槌?dǎo)態(tài)。

2、超導(dǎo)磁體由于較高的電流密度，可以形成較大的磁場，具有質(zhì)量輕，體積小，低損耗等優(yōu)勢，超導(dǎo)磁體分為低溫超導(dǎo)磁體和高溫超導(dǎo)磁體。其中，目前低溫超導(dǎo)磁體已在諸如核聚變、加速器、mri等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，高溫超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)晚于低溫超導(dǎo)帶材，其應(yīng)用相對滯后，與低溫超導(dǎo)帶材相比，高溫超導(dǎo)帶材具有更高的上臨界場，更高的運(yùn)行溫度，更高的臨界電流密度，繞制而成的磁體可提供更高的磁場，對于動態(tài)超導(dǎo)磁體可提供更高電磁力，因其帶材長度限制，高昂的價格，失超難以保護(hù)，目前多為實驗室樣機(jī)。

3、高溫超導(dǎo)磁體運(yùn)行溫度較高，在動態(tài)超導(dǎo)磁體中，固氮保護(hù)冷卻方式是較為主流的冷卻方式。采用固氮冷卻的高溫超導(dǎo)磁體通常需要固氮腔，而目前高溫超導(dǎo)磁體的浸制工藝需要在線圈繞制完成后，放在線圈盒里進(jìn)行浸制固化，這將導(dǎo)致高溫超導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜。目前的一種方法是采用獨立線圈骨架繞制方式繞制高溫超導(dǎo)線圈，外部通過增加綁扎帶結(jié)構(gòu)對線圈一體性進(jìn)行加強(qiáng)，然后通過螺栓或者焊機(jī)等機(jī)械連接方式固定在固氮腔中，形成超導(dǎo)磁體的低溫容器；另一種方式是采用線圈繞制后線圈盒固化浸制，繞后制冷機(jī)傳導(dǎo)冷卻方式。

4、目前的兩種技術(shù)：一種線圈骨架直接繞制加不銹鋼帶綁扎，放置于固氮腔中，其缺點主要有以下幾點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要額外的綁扎技術(shù)抵抗線圈電磁力，裝配工藝較多，非一體式連接的結(jié)構(gòu)傳力性能較差；另一種線圈盒作為線圈固氮，制冷機(jī)傳導(dǎo)冷卻方式，超導(dǎo)線圈沒有采用固氮作為冷卻介質(zhì)，熱容小，失超時無保護(hù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種固氮腔與線圈盒一體化裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供了一種固氮腔與線圈盒一體化裝置，其中，該裝置包括固氮腔、線圈盒、外骨架支撐件、內(nèi)骨架支撐件和傳力加強(qiáng)筋，所述線圈盒設(shè)置在所述固氮腔內(nèi)且所述線圈盒用于設(shè)置高溫超導(dǎo)線圈，所述外骨架支撐件設(shè)置在所述線圈盒外側(cè)用于抵抗洛倫茲力，所述內(nèi)骨架支撐件設(shè)置在所述線圈盒內(nèi)用于保證高溫超導(dǎo)線圈裝配軸向同軸度，所述傳力加強(qiáng)筋設(shè)置在所述固氮腔與所述線圈盒之間用于加強(qiáng)所述固氮腔與所述線圈盒之間的傳力。

3、優(yōu)選地，所述高溫超導(dǎo)線圈通過環(huán)氧樹脂固化。

4、優(yōu)選地，所述高溫超導(dǎo)線圈通過石蠟固化。

5、優(yōu)選地，所述高溫超導(dǎo)線圈繞制成餅狀結(jié)構(gòu)，餅狀結(jié)構(gòu)之間串聯(lián)連接。

6、優(yōu)選地，所述高溫超導(dǎo)線圈采用一代bscco帶材和/或二代rebco等帶材。

7、優(yōu)選地，所述固氮腔包括腔體和固氮腔蓋板，所述腔體和所述固氮腔蓋板通過螺接方式或焊接方式連接。

8、優(yōu)選地，所述線圈盒包括盒體和線圈盒蓋板，所述盒體和所述線圈盒蓋板通過焊接方式連接。

9、通過上述技術(shù)方案，可以將線圈盒設(shè)置在固氮腔內(nèi)，并在線圈盒內(nèi)外分別設(shè)置內(nèi)骨架支撐件和外骨架支撐件，在固氮腔與線圈盒之間設(shè)置傳力加強(qiáng)筋，形成固氮腔與線圈盒一體化裝置。由此，可以同時兼顧高溫超導(dǎo)帶材固化工藝，結(jié)構(gòu)傳力性能好，并具有一定的失超保護(hù)能力。

技術(shù)特征：

1.一種固氮腔與線圈盒一體化裝置，其特征在于，該裝置包括固氮腔(10)、線圈盒(20)、外骨架支撐件(30)、內(nèi)骨架支撐件(40)和傳力加強(qiáng)筋(50)，所述線圈盒(20)設(shè)置在所述固氮腔(10)內(nèi)且所述線圈盒(20)用于設(shè)置高溫超導(dǎo)線圈，所述外骨架支撐件(30)設(shè)置在所述線圈盒(20)外側(cè)用于抵抗洛倫茲力，所述內(nèi)骨架支撐件(40)設(shè)置在所述線圈盒(20)內(nèi)用于保證高溫超導(dǎo)線圈裝配軸向同軸度，所述傳力加強(qiáng)筋(50)設(shè)置在所述固氮腔(10)與所述線圈盒(20)之間用于加強(qiáng)所述固氮腔(10)與所述線圈盒(20)之間的傳力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高溫超導(dǎo)線圈(3)通過環(huán)氧樹脂(2)固化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高溫超導(dǎo)線圈(3)通過石蠟固化。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述高溫超導(dǎo)線圈(3)繞制成餅狀結(jié)構(gòu)，餅狀結(jié)構(gòu)之間串聯(lián)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述高溫超導(dǎo)線圈(3)采用一代bscco帶材和/或二代rebco等帶材。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述固氮腔(10)包括腔體和固氮腔蓋板(5)，所述腔體和所述固氮腔蓋板(5)通過螺接方式或焊接方式連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述線圈盒(20)包括盒體和線圈盒蓋板(4)，所述盒體和所述線圈盒蓋板(4)通過焊接方式連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種固氮腔與線圈盒一體化裝置。其中，該裝置包括固氮腔、線圈盒、外骨架支撐件、內(nèi)骨架支撐件和傳力加強(qiáng)筋，所述線圈盒設(shè)置在所述固氮腔內(nèi)且所述線圈盒用于設(shè)置高溫超導(dǎo)線圈，所述外骨架支撐件設(shè)置在所述線圈盒外側(cè)用于抵抗洛倫茲力，所述內(nèi)骨架支撐件設(shè)置在所述線圈盒內(nèi)用于保證高溫超導(dǎo)線圈裝配軸向同軸度，所述傳力加強(qiáng)筋設(shè)置在所述固氮腔與所述線圈盒之間用于加強(qiáng)所述固氮腔與所述線圈盒之間的傳力。由此，可以同時兼顧高溫超導(dǎo)帶材固化工藝，結(jié)構(gòu)傳力性能好，并具有一定的失超保護(hù)能力。

技術(shù)研發(fā)人員：劉旭洋,張意,吳紀(jì)潭,胡道宇,李萍,馬一文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航天科工飛航技術(shù)研究院（中國航天海鷹機(jī)電技術(shù)研究院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19