一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统，包括密闭的箱体，箱体上设有密封门，还包括真空泵、放线轮、电极轮组、电源、镓液槽、引导轮、驱动轮组、电机、同步传动带、收线轮。运用该热处理装置，真空泵将箱体内抽真空后，电机转动带动同步驱动轮转动，由于同步传动带的作用同步从动轮也转动，在摩擦力的作用下，线材运动并拉动放线轮转动，放线轮的转动带动收线轮转动，收线轮将线材收集，线材运动过程中通过电极轮快热和通过金属镓液快冷，整个装置由唯一的一个电机牵引提供动力，避免多个动力源之间可能会产生的速度偏差的问题，减小了断线的可能，实现真空环境下线材的RHQ热处理，该装置结构简单，使用方便，效果良好。

A zero tension synchronous transmission heat treatment system for the preparation of high performance superconducting wires

【技术实现步骤摘要】
一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统
本技术涉及一种热处理装置，特别涉及一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统。
技术介绍
超导材料具有极其强悍的性能，应用领域广泛，超导材料分为高温超导材料和低温超导材料，目前得到应用的低温超导材料主要包括NbTi、Nb3Sn、Nb3Al等，具有实用价值的高温超导材料主要包括铋系(Tc约90K-110K)、钇系(Tc约90K)、MgB2(Tc为39K)和铁基超导体(Tc最高为55K)，尽管受到高温超导材料不断发展的挑战，但是目前低温超导材料在批量化加工技术、成本、使用稳定性方面的优势无可替代。具体应用中，超导材料多生产为线材，但是，使用中两段线材连接处的电阻高，因此需要在生产中提高一次性制备线材的长度。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中所存在的需要在生产中提高一次性制备线材的长度的上述不足，提供一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统。为了实现上述技术目的，本技术提供了以下技术方案：一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统，包括密闭的箱体，所述箱体上设有密封门，还包括：真空泵，设于所述箱体外，与所述箱体内部相互连通，用于使所述箱体内形成真空腔体；放线轮，设于所述箱体内，用于设置待加工线材；线速度测量仪，设于所述箱体内，用于测量所述线材的实际运行速度；电极轮组，设于所述箱体内，包括电极轮和同步从动轮，所述电极轮和所述同步从动轮圆周相切设置，所述线材由所述放线轮引出后穿过所述电极轮和所述同步从动轮之间，所述电极轮用于对穿过的所述线材加热；电源，分别连接所述真空泵和所述电极轮，用于通过所述电极轮对所述线材进行欧姆加热；镓液槽，设于所述箱体内，所述镓液槽内设有金属镓液，所述金属镓液用于对加热后的所述线材快速冷却降温；引导轮，设于所述箱体内，位于所述镓液槽处，所述线材由所述同步从动轮引出后绕过所述引导轮，所述引导轮将所述线材浸没于所述金属镓液中；驱动轮组，设于所述箱体内，包括同步驱动轮和第二辅助轮，所述同步驱动轮和所述第二辅助轮圆周相切设置，所述线材由所述引导轮引出后穿过所述同步驱动轮和所述第二辅助轮之间；电机，连接所述同步驱动轮以及连通所述电源，用于驱动所述同步驱动轮转动；同步传动带，设于所述箱体内，所述同步传动带连接所述同步驱动轮和所述同步从动轮，所述同步传动带用于使所述同步驱动轮和所述同步从动轮同步转动；收线轮，设于所述箱体内，所述收线轮与所述放线轮圆周相切设置，所述线材由所述同步驱动轮引出后由所述收线轮收集整理成卷。该制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统主要用于NbTi、Nb3Sn、Nb3Al等低温线材的RHQ(快热快冷)热处理，密闭的所述箱体可保持其内高温密封，使其内氧气含量降至最低。采用本技术所述的一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统，所述真空泵将所述箱体内抽真空后，所述电机转动带动所述同步驱动轮转动，由于所述同步传动带的作用所述同步从动轮也转动，在摩擦力的作用下，所述线材运动并拉动所述放线轮转动，所述放线轮的转动带动所述收线轮转动，所述收线轮将所述线材收集，所述线材运动过程中通过所述电极轮快热和通过所述金属镓液快冷，整个装置由唯一的一个电机牵引提供动力，避免了多个动力源之间可能会产生的速度偏差的问题，减小了断线的可能，同时，由于所述同步传动带的采用，使所述线材在所述电极轮组和所述驱动轮组之间可实现零张力快热快冷的热处理，减小了断线的几率，所述电极轮和所述第二辅助轮也作为压线轮利用摩擦力驱动线材运动，并使所述电极轮组之前和所述驱动轮组之后的线材可以承受一定的张紧力进行放线、收线、布线，避免无张紧力时轮轴惯性引起的跳线问题，实现真空环境下所述线材的RHQ热处理，该装置结构简单，使用方便，效果良好。优选地，所述电极轮为铜结构件。优选地，所述电机为伺服电机。优选地，该热处理装置还包括制动器，所述制动器设于所述箱体内，所述制动器连接所述电源，所述制动器用于所述同步驱动轮的制动。优选地，所述箱体上设有红外测温窗口，对应的所述箱体外设有红外测温仪，所述红外测温仪用于检测加热段的所述线材的最大温度值。优选地，所述箱体上设有解压阀。采用这种结构设置，所述解压阀能够连通所述箱体内外，用于所述放线轮上待加工的所述线材热处理完成后，放入空气，以便打开所述密封门。优选地，所述箱体内设有加热电路，所述加热电路连通所述电源，所述加热电路用于所述真空泵工作前，加热除去所述箱体内的水分。优选地，所述加热电路连接所述镓液槽，用于对所述金属镓液加热，保证冬季环境温度低于金属镓熔点时，将金属镓加热液化以满足RHQ热处理需求。优选地，所述箱体内设有真空计，所述真空计用于检测所述箱体内的气压。优选地，所述箱体内设有环境温度计，由于所述箱体形成真空腔体后，其中的所述电机等部件对工作环境温度有一定的要求，因此需要检测所述箱体真空腔内的温度。优选地，所述镓液槽为不锈钢槽。优选地，所述镓液槽上设有镓液测温计，所述镓液测温计用于测量液镓的温度，液镓温度需要低于60℃。优选地，所述箱体内设有视频监控部件，所述视频监控部件用于对每次加工过程进行记录，记录的视频可以用于发现加工中可能发生的问题，事后可以对原因进行分析，不断完善整个加工过程。优选地，所述箱体上设有透明面板，所述透明面板用于在所述箱体外观测所述箱体内加工时的状况。优选地，所述透明面板为玻璃。优选地，该热处理装置还包括整理轮组，所述整理轮组设于所述箱体内，包括整理轮和第一辅助轮，所述整理轮和所述第一辅助轮圆周相切设置，所述线材由所述放线轮引出后穿过所述整理轮和所述第一辅助轮之间，再引向所述电极轮组。采用这种结构设置，所述整理轮组用于整理从所述放线轮引出的所述线材，调整所述线材的进入方向、角度，避免所述线材打结或者脱轮。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、运用本技术所述的一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统，所述真空泵将所述箱体内抽真空后，所述电机转动带动所述同步驱动轮转动，由于所述同步传动带的作用所述同步从动轮也转动，在摩擦力的作用下，所述线材运动并拉动所述放线轮转动，所述放线轮的转动带动所述收线轮转动，所述收线轮将所述线材收集，所述线材运动过程中通过所述电极轮快热和通过所述金属镓液快冷，整个装置由唯一的一个电机牵引提供动力，避免了多个动力源之间可能会产生的速度偏差的问题，减小了断线的可能，同时，由于所述同步传动带的采用，使所述线材在所述电极轮组和所述驱动轮组之间可实现零张力快热快冷的热处理，减小了断线的几率，所述电极轮和所述第二辅助轮也作为压线轮利用摩擦力驱动线材运动，并使所述电极轮组之前和所述驱动轮组之后的线材可以承受一定的张紧力进行放线、收线、布线，避免无张紧力时轮轴惯性引起的跳线问题，实现真空环境下所述线材的RHQ热处理，该装置结构简单，使用方便，效果良好；2、运用本技术所述的一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统，所述箱体上设有解压阀，采用这种结构设置，所述解压阀能够连通所述箱体内外，用于所述放线轮上待加工的所述线材热处理完成后，放入空气，以便打开所述密封门；3、运用本技术所述的一种制备高性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统，包括密闭的箱体(1)，所述箱体(1)上设有密封门，其特征在于，还包括：真空泵(2)，设于所述箱体(1)外，与所述箱体(1)内部相互连通，用于使所述箱体(1)内形成真空腔体；放线轮(11)，设于所述箱体(1)内，用于设置待加工线材(01)；线速度测量仪，设于所述箱体(1)内，用于测量所述线材(01)的实际运行速度；电极轮组(13)，设于所述箱体(1)内，包括电极轮(131)和同步从动轮(132)，所述电极轮(131)和所述同步从动轮(132)圆周相切设置，所述线材(01)由所述放线轮(11)引出后穿过所述电极轮(131)和所述同步从动轮(132)之间，所述电极轮(131)用于对穿过的所述线材(01)加热；电源(3)，分别连接所述真空泵(2)和所述电极轮(131)，用于通过所述电极轮(131)对所述线材(01)进行欧姆加热；镓液槽(14)，设于所述箱体(1)内，所述镓液槽(14)内设有金属镓液，所述金属镓液用于对加热后的所述线材(01)快速冷却；引导轮(15)，设于所述箱体(1)内，位于所述镓液槽(14)处，所述线材(01)由所述同步从动轮(132)引出后绕过所述引导轮(15)，所述引导轮(15)将所述线材(01)浸没于所述金属镓液中；驱动轮组(16)，设于所述箱体(1)内，包括同步驱动轮(161)和第二辅助轮(162)，所述同步驱动轮(161)和所述第二辅助轮(162)圆周相切设置，所述线材(01)由所述引导轮(15)引出后穿过所述同步驱动轮(161)和所述第二辅助轮(162)之间；电机，连接所述同步驱动轮(161)以及连通所述电源(3)，用于驱动所述同步驱动轮(161)转动；同步传动带(17)，设于所述箱体(1)内，所述同步传动带(17)连接所述同步驱动轮(161)和所述同步从动轮(132)；收线轮(18)，设于所述箱体(1)内，所述收线轮(18)与所述放线轮(11)圆周相切设置，所述线材(01)由所述同步驱动轮(161)引出后由所述收线轮(18)收集整理成卷。...

【技术特征摘要】
1.一种制备高性能超导线材的零张力同步传动热处理系统，包括密闭的箱体(1)，所述箱体(1)上设有密封门，其特征在于，还包括：真空泵(2)，设于所述箱体(1)外，与所述箱体(1)内部相互连通，用于使所述箱体(1)内形成真空腔体；放线轮(11)，设于所述箱体(1)内，用于设置待加工线材(01)；线速度测量仪，设于所述箱体(1)内，用于测量所述线材(01)的实际运行速度；电极轮组(13)，设于所述箱体(1)内，包括电极轮(131)和同步从动轮(132)，所述电极轮(131)和所述同步从动轮(132)圆周相切设置，所述线材(01)由所述放线轮(11)引出后穿过所述电极轮(131)和所述同步从动轮(132)之间，所述电极轮(131)用于对穿过的所述线材(01)加热；电源(3)，分别连接所述真空泵(2)和所述电极轮(131)，用于通过所述电极轮(131)对所述线材(01)进行欧姆加热；镓液槽(14)，设于所述箱体(1)内，所述镓液槽(14)内设有金属镓液，所述金属镓液用于对加热后的所述线材(01)快速冷却；引导轮(15)，设于所述箱体(1)内，位于所述镓液槽(14)处，所述线材(01)由所述同步从动轮(132)引出后绕过所述引导轮(15)，所述引导轮(15)将所述线材(01)浸没于所述金属镓液中；驱动轮组(16)，设于所述箱体(1)内，包括同步驱动轮(161)和第二辅助轮(162)，所述同步驱动轮(161)和所述第二辅助轮(162)圆周相切设置，所述线材(01)由所述引导轮(15)引出后穿过所述同步驱动轮(161)和所述第二辅助轮(162)之间；电机，连接所述同步驱动轮(161)以及连通所述电源(3)，用于驱动所述同步驱动轮(161)转动；同步传动带(17)，设于所述箱体(1)内，所述同步传动带(17)连接所述同步驱动轮(161)和所述同步从动轮(132)；收线轮(18)，设于所述箱体(1)内，所述收线轮(18)与所述放线轮(11)圆周相切设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平原，宋佳骏，杨山山，王思远，赵勇，张安安，张勇，朱运鹏，王刚，羊新胜，余洲，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51