一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体，所述内杜瓦结构包括上杜瓦和设置在所述上杜瓦下侧的下杜瓦；所述上杜瓦和所述下杜瓦均为横截面为U型的环形结构，所述上杜瓦和所述下杜瓦的每个内表面上均具有预设厚度的蜂窝层，所述上杜瓦与所述下杜瓦固定连接，且所述上杜瓦的敞口侧与所述下杜瓦的敞口侧相对设置，以形成横截面为矩形的环形空腔结构。本实用新型专利技术能够解决现有技术中的内杜瓦结构对超导线圈冷却效果较差且易变形的技术问题。差且易变形的技术问题。差且易变形的技术问题。

A frameless honeycomb inner Dewar structure and superconducting magnet for superconducting coils

【技术实现步骤摘要】
一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体


[0001]本技术涉及动态超导磁体
，尤其涉及一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体。

技术介绍

[0002]超导磁体由于有高的电流密度，可以形成较大的磁场，且具有质量轻、体积小和低损耗等优势，目前已在诸如核聚变、加速器和MRI等领域广泛应用。超导磁体的冷却方式通常采用液氦浸泡式冷却或制冷机的传导冷却。这些领域的超导磁体均运行在静态环境下，然而目前动态环境下的超导磁体，例如高动态载荷下的磁悬浮列车和电磁推进，作为动子的超导磁体，在通直流电后与通交流电的地面线圈常导直线电机进行相互作用，产生电磁力，电磁力的分量可进行悬浮、推进与导向。
[0003]动态环境下的超导线圈消耗的液氦速率快，因此对超导线圈与液氦接触情况要求更高，两者的接触面积越大越好，传统绕线方式将线圈绕制在带有U型槽的骨架内，通过环氧浸制的方式进行固化，使得线圈和骨架成为一个整体，然后将线圈骨架放置在内杜瓦中，通过输入液氦实现线圈的冷却。
[0004]但是，这种线圈绕制后整体带骨架的浸泡冷却方式，使得线圈的三个面没有与液氦接触，而是与骨架直接接触。线圈的这三个面只能通过传导形式冷却，冷却效果大打折扣，直接影响线圈闭环稳定运行时间，同时U型骨架为开环结构，易变形，对于动态超导磁体的传力性能有一定影响。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体，能够解决现有技术中的内杜瓦结构对超导线圈冷却效果较差且易变形的技术问题。
[0006]根据本技术的一方面，提供了一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构，所述内杜瓦结构包括上杜瓦和设置在所述上杜瓦下侧的下杜瓦；所述上杜瓦和所述下杜瓦均为横截面为U型的环形结构，所述上杜瓦和所述下杜瓦的每个内表面上均具有预设厚度的蜂窝层，所述上杜瓦与所述下杜瓦固定连接，且所述上杜瓦的敞口侧与所述下杜瓦的敞口侧相对设置，以形成横截面为矩形的环形空腔结构。
[0007]优选的，所述环形空腔结构的宽度与绕制好的超导线圈的厚度相同，所述环形空腔结构的高度与绕制好的超导线圈的高度相同。
[0008]根据本技术的另一方面，提供了一种超导磁体，所述超导磁体包括如上所述任一内杜瓦结构和超导线圈，所述超导线圈设置在所述内杜瓦结构的环形空腔结构内，所述内杜瓦结构的蜂窝层的蜂窝结构内存储有用于冷却所述超导线圈的冷却介质。
[0009]优选的，所述超导线圈为绕制好的超导线圈。
[0010]优选的，所述超导磁体还包括U型卡箍，所述U型卡箍用于固定绕制好的超导线圈。
[0011]优选的，所述环形空腔结构的宽度与绕制好的超导线圈的厚度相同，所述环形空
腔结构的高度与绕制好的超导线圈的高度相同。
[0012]应用本技术的技术方案，通过在内杜瓦内部设置蜂窝层，提高了内杜瓦的结构强度，同时在蜂窝层的蜂窝结构内存储冷却介质，使超导线圈的每个面均能与冷却介质接触，提高了超导线圈与冷却介质换热面积，从而提高了对流换热效率，进而提高了超导线圈稳定运行时间。
附图说明
[0013]所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1示出了根据本技术的一种实施例提供的超导磁体的分体示意图；
[0015]图2示出了根据本技术的一种实施例提供的超导磁体的整体示意图；
[0016]图3示出了根据本技术的一种实施例提供的超导线圈绕制过程的示意图。
[0017]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0018]1、上杜瓦；2、下杜瓦；3、蜂窝层；4、超导线圈；5、骨架。
具体实施方式
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0021]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0022]如图1和图2所示，本技术提供了一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构，所述内杜瓦结构包括上杜瓦1和设置在所述上杜瓦1下侧的下杜瓦2；所述上杜瓦1和所述下杜瓦2均为横截面为U型的环形结构，所述上杜瓦1和所述下杜瓦2的每个内表面上均具
有预设厚度的蜂窝层3，所述上杜瓦1与所述下杜瓦2固定连接，且所述上杜瓦1的敞口侧与所述下杜瓦2的敞口侧相对设置，以形成横截面为矩形的环形空腔结构。
[0023]本技术通过在内杜瓦内部设置蜂窝层3，提高了内杜瓦的结构强度，同时在蜂窝层3的蜂窝结构内存储冷却介质，使超导线圈4的每个面均能与冷却介质接触，提高了超导线圈4与冷却介质换热面积，从而提高了对流换热效率，进而提高了超导线圈4稳定运行时间。
[0024]根据本技术的一种实施例，所述环形空腔结构的宽度与绕制好的超导线圈4的厚度相同，所述环形空腔结构的高度与绕制好的超导线圈4的高度相同。
[0025]通过上述设置，使超导线圈4的所有外表面均有蜂窝结构的支撑，使线圈固定方式得到了加强。
[0026]如图1和图2所示，本技术还提供了一种超导磁体，所述超导磁体包括如上所述任一内杜瓦结构和超导线圈4，所述超导线圈4设置在所述内杜瓦结构的环形空腔结构内，所述内杜瓦结构的蜂窝层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构，其特征在于，所述内杜瓦结构包括上杜瓦(1)和设置在所述上杜瓦(1)下侧的下杜瓦(2)；所述上杜瓦(1)和所述下杜瓦(2)均为横截面为U型的环形结构，所述上杜瓦(1)和所述下杜瓦(2)的每个内表面上均具有预设厚度的蜂窝层(3)，所述上杜瓦(1)与所述下杜瓦(2)固定连接，且所述上杜瓦(1)的敞口侧与所述下杜瓦(2)的敞口侧相对设置，以形成横截面为矩形的环形空腔结构。2.根据权利要求1所述的内杜瓦结构，其特征在于，所述环形空腔结构的宽度与绕制好的超导线圈(4)的厚度相同，所述环形空腔结构的高度与绕制好的超导线圈(4)的高度相同。3.一种超导磁体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，刘旭洋，毛凯，张艳清，陈慧星，张意，王新文，王校威，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：新型
国别省市：