一种高温超导磁体装置及其装配方法

专利2026-05-16  11


本发明涉及高温超导磁体制备,特别是涉及一种高温超导磁体装置及其装配方法。


背景技术:

1、高场超导磁体在加速器、磁共振谱仪(nmr),磁共振成像(mri),聚变反应堆和其他大型规模的先进设备等方面具有巨大应用前景;超导磁体可分为两类,一类是由nbti和或nb3sn材料制成的低温超导磁体,目前已经商业化(mri,nmr等),并在加速器中成功应用;另一类是基于第二代高温超导材料的磁体,与铋基超导体和mgb2超导体材料相比,第二代高温超导rebco(reba2cu3o7-x,re指y、gd等稀土元素)涂层导体具有更高的机械强度和性能临界电流,其优异的电流承载能力在高磁场下使其适用于超过20t的高场超导磁体,rebco带材已实现大规模的商业化。

2、第二代高温超导带材是一种层状结构,由哈氏合金基带、缓冲层、超导层、保护层组成;由于第二代高温超导带材是一种带状结构,在利用其制备高温超导磁体时往往先将其绕制成双饼线圈,双饼线圈也是第二代高温超导磁体最常用的线圈结构之一。

3、第二代高温超导磁体是由双饼线圈组装而成,双饼线圈需要套设在超导磁体的骨架上,为此,磁体骨架的尺寸需要根据双饼线圈的个数进行调整,且调节双饼线圈个数时需要重加工合适的磁体骨架,不利于超导磁体的扩展,此外,在组装大型超导磁体时,由于其含有多个双饼线圈会存在安装公差,安装公差的存在使得多个双饼线圈两侧的定位件之间的距离不再适配,两侧的定位件距离小于多个双饼线圈的高度时会强行挤压双饼线圈,强行挤压可能对双饼线圈产生不可逆的损害。

4、因此人们亟需一种可便捷调节定位间距,补偿多个双饼线圈安装公差,提高对双饼线圈保护效果,适用范围广的高温超导磁体装置。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高温超导磁体装置及其装配方法,以解决上述现有技术存在的问题,通过可拆卸连接的方式可便捷安装或拆除夹持定位件,并通过拆除再安装的方式实现夹持定位件位置的调节,进而实现定位间距的调节,可用于补偿多个高温超导双饼线圈的安装公差,防止强行挤压高温超导双饼线圈,提高对高温超导双饼线圈的保护效果,同时提高适用范围。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种高温超导磁体装置,包括中心骨架、至少一个高温超导双饼线圈、夹持定位件以及用于为所述高温超导双饼线圈供电的电极,所述中心骨架的两端对称设置有所述夹持定位件,所述中心骨架对应两端所述夹持定位件之间套设有所述高温超导双饼线圈,所述夹持定位件包括第一夹板以及第二夹板,第一夹板与所述第二夹板可拆卸连接,所述第一夹板上设置有第一凹槽,所述第二夹板上设置有第二凹槽,所述第一凹槽与所述第二凹槽拼合形成夹持孔,所述第一夹板与所述第二夹板通过所述夹持孔夹持定位在所述中心骨架的端部。

3、优选的,所述第一夹板上垂直设置有第一连接板,所述第二夹板上垂直设置有第二连接板,所述第一连接板与所述第二连接板平行,所述第一连接板与所述第二连接板上均相对设置有连接孔,连接螺栓依次穿过所述第一连接板的所述连接孔以及所述第二连接板的所述连接孔与螺母螺纹连接。

4、优选的,所述夹持定位件靠近所述高温超导双饼线圈的一侧设置有用于提高结构强度的加固板,所述加固板套设在所述中心骨架上。

5、优选的,所述加固板靠近所述高温超导双饼线圈的一侧设置有用于起绝缘作用的绝缘板,所述绝缘板套设在所述中心骨架上。

6、优选的,。

7、优选的,所述高温超导磁体装置还包括至少一个支撑骨架,所述支撑骨架呈圆杆状,所述支撑骨架一端设置有螺纹,所述支撑骨架一端抵接在所述中心骨架一端的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上,另一端螺纹连接在所述中心骨架另一端的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上。

8、优选的,所述中心骨架、所述夹持定位件、所述加固板以及所述支撑骨架的材质均为无磁不锈钢。

9、优选的,抵接所述支撑骨架的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上开设有与所述支撑骨架相匹配的凹槽,螺纹连接所述支撑骨架的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上固定嵌设有旋拧螺母,所述第一夹板或第二夹板或加固板用于嵌设所述旋拧螺母的嵌设孔深度不小于所述旋拧螺母的厚度。

10、优选的,所述高温超导双饼线圈缠绕设置在线圈骨架上,所述线圈骨架套设在所述中心骨架上。

11、优选的,所述高温超导磁体装置还包括底座,所述中心骨架或所述夹持定位件与所述底座连接,所述电极固定设置在所述底座上,所述底座为绝缘底座。本发明还提供一种上述高温超导磁体装置的装配方法,包括以下步骤:

12、s1:在中心骨架一端连接夹持定位件;

13、s2:在中心骨架上套设一个或多个高温超导双饼线圈;

14、s3:在中心骨架另一端连接夹持定位件,两端的夹持定位件之间的距离根据所有高温超导双饼线圈的整体高度进行调节;

15、s4:将高温超导双饼线圈与电极连接。

16、本发明相对于现有技术主要取得了以下技术效果:

17、由于第一夹板与第二夹板的可拆卸连接,当设置有多个高温超导双饼线圈且存在安装公差时,可通过拆卸第一夹板与第二夹板,调整位置后并重新连接第一夹板与第二夹板的方式,实现夹持定位件位置的调节,进而调节中心骨架两侧夹持定位件之间的间距,使间距适配具有安装公差的多个高温超导双饼线圈,可以实现对安装公差的补偿,防止强行挤压高温超导双饼线圈,提高对高温超导双饼线圈的保护效果,另外针对数量不同的高温超导双饼线圈时也无需重加工,适用范围广。

18、本发明其他方案相对于现有技术取得了以下技术效果:

19、支撑骨架的设置可以为两侧夹持定位件提供支撑,防止其出现偏斜挤压高温超导双饼线圈。



技术特征:

1.一种高温超导磁体装置,其特征在于,包括中心骨架、至少一个高温超导双饼线圈、夹持定位件以及用于为所述高温超导双饼线圈供电的电极,所述中心骨架的两端对称设置有所述夹持定位件,所述中心骨架对应两端所述夹持定位件之间套设有所述高温超导双饼线圈,所述夹持定位件包括第一夹板以及第二夹板,第一夹板与所述第二夹板可拆卸连接,所述第一夹板上设置有第一凹槽,所述第二夹板上设置有第二凹槽,所述第一凹槽与所述第二凹槽拼合形成夹持孔,所述第一夹板与所述第二夹板通过所述夹持孔夹持定位在所述中心骨架的端部。

2.根据权利要求1所述的高温超导磁体装置,其特征在于,所述第一夹板上垂直设置有第一连接板,所述第二夹板上垂直设置有第二连接板,所述第一连接板与所述第二连接板平行,所述第一连接板与所述第二连接板上均相对设置有连接孔,连接螺栓依次穿过所述第一连接板的所述连接孔以及所述第二连接板的所述连接孔与螺母螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的高温超导磁体装置,其特征在于,所述夹持定位件靠近所述高温超导双饼线圈的一侧设置有用于提高结构强度的加固板,所述加固板套设在所述中心骨架上。

4.根据权利要求3所述的高温超导磁体装置,其特征在于,所述加固板靠近所述高温超导双饼线圈的一侧设置有用于起绝缘作用的绝缘板,所述绝缘板套设在所述中心骨架上。

5.根据权利要求3所述的高温超导磁体装置,其特征在于,所述高温超导磁体装置还包括至少一个支撑骨架,所述支撑骨架呈圆杆状,所述支撑骨架一端设置有螺纹,所述支撑骨架一端抵接在所述中心骨架一端的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上,另一端螺纹连接在所述中心骨架另一端的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上。

6.根据权利要求5所述的高温超导磁体装置,其特征在于,所述中心骨架、所述夹持定位件、所述加固板以及所述支撑骨架的材质均为无磁不锈钢。

7.根据权利要求5所述的高温超导磁体装置,其特征在于,抵接所述支撑骨架的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上开设有与所述支撑骨架相匹配的凹槽,螺纹连接所述支撑骨架的所述第一夹板或所述第二夹板或所述加固板上固定嵌设有旋拧螺母,所述第一夹板或第二夹板或加固板用于嵌设所述旋拧螺母的嵌设孔深度不小于所述旋拧螺母的厚度。

8.根据权利要求1所述的高温超导磁体装置,其特征在于,所述高温超导双饼线圈缠绕设置在线圈骨架上,所述线圈骨架套设在所述中心骨架上。

9.根据权利要求1所述的高温超导磁体装置,其特征在于,所述高温超导磁体装置还包括底座,所述中心骨架或所述夹持定位件与所述底座连接,所述电极固定设置在所述底座上,所述底座为绝缘底座。

10.一种如权利要求1-9任一项所述高温超导磁体装置的装配方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开一种高温超导磁体装置及其装配方法,涉及高温超导磁体制备技术领域,包括:中心骨架、高温超导双饼线圈、夹持定位件以及电极,中心骨架的两端对称设置有夹持定位件,中心骨架对应两端夹持定位件之间套设有高温超导双饼线圈,夹持定位件包括第一夹板以及第二夹板,第一夹板与第二夹板可拆卸连接,第一夹板上设置有第一凹槽,第二夹板上设置有第二凹槽,第一凹槽与第二凹槽拼合形成夹持孔;当设置有多个高温超导双饼线圈且存在安装公差时,可通过拆卸再安装第一夹板与第二夹板,实现夹持定位件位置的调节,进而调节中心骨架两侧夹持定位件之间的间距,实现对安装公差的补偿,提高对高温超导双饼线圈的保护效果,适用范围广。

技术研发人员:董浩,丁发柱,古宏伟,黄大兴,于昊
受保护的技术使用者:中国科学院电工研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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