适用于超导磁体的支撑结构、超导磁体及磁悬浮列车制造技术

本发明专利技术提供了一种适用于超导磁体的支撑结构、超导磁体及磁悬浮列车，能够解决小尺寸支撑结构的强度问题和漏热问题。该支撑结构包括：主体结构、第一、二固定盖板组件、第一、二连接组件、第一、二支撑体，主体结构为复合材料制成的筒状结构，沿其轴向方向依次划分为光滑过渡的第一收缩段、等直段和第二收缩段，第一、二收缩段均呈喇叭形，等直段为中空的圆柱筒；第一、二固定盖板组件周向贴合设置在第、二一收缩段的外侧；第一连接组件将第一固定盖板组件、第一收缩段与超导磁体的内槽连接固定；第二接组件将第二固定盖板组件、第二收缩段与超导磁体的外槽连接固定；第一支撑体套设在第一收缩段内；第二支撑体套设在第二收缩段内。第二支撑体套设在第二收缩段内。第二支撑体套设在第二收缩段内。

It is suitable for supporting structure of superconducting magnet, superconducting magnet and maglev train

【技术实现步骤摘要】
适用于超导磁体的支撑结构、超导磁体及磁悬浮列车


[0001]本专利技术属于磁浮列车超导磁体结构领域，涉及一种适用于超导磁体的支撑结构、超导磁体及磁悬浮列车。

技术介绍

[0002]低温超导磁体由容纳线圈的内槽和外槽构成，通常内槽由液氦冷却到4.2K左右的低温环境下工作，为维持低温超导的工作环境，在结构上通常将超导磁体放置在一个盛有液氦的容器中，即放置在内槽中，内槽放置在高真空、高热屏蔽的外槽中，外槽外部为室温环境300K。需尽量减少外槽外壁向内槽的热传递。为了将超导磁体线圈产生的驱动力传递出来，内槽与外槽之间的连接支撑结构，需要有较低的漏热量，才能保持内槽的低温状态，保证结构不失超；同时，外槽与车体相连，将磁体驱动力传递到车体上，传递较大的载荷，因此需要有足够的强度。为满足超导磁体在各种极限工况下能够安全运行，其支撑结构尺寸往往较大，就会引起系统漏热过大，反之就会造成结构强度不足。因此，在结构设计中高强度和低漏热是一对矛盾，做高强度低漏热支撑结构设计就是在两者之间找一个平衡点。
[0003]目前，专利申请CN201936715U公开了一种两端开有高温端连接螺纹和低温连接螺纹的吊杆结构，结构简单成本低，但是两端需要金属螺纹和隔套结构，漏热还有较大降低空间，且实心结构，径向承载能力相对不高。专利申请CN104779030A公开了一种超导磁体悬挂支撑结构，该支撑结构包括轴向支撑杆和径向支撑杆，结构强度高，但是结构相对复杂，所需安装空间较大，且漏热同样具有较大降低空间。可见，目前的超导磁体的支撑结构还无法很好兼顾高强度和低漏热，此外，随着低温超导磁体小尺寸设计空间的需求，提供一种适用于超导磁体小型安装空间的、且兼顾高强度和低漏热特性的支撑结构是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种适用于超导磁体的支撑结构、超导磁体及磁悬浮列车，能够解决现有技术中超导磁体的支撑结构在小型安装空间安装时无法兼顾高强度和低漏热特性的技术问题。
[0005]根据一方面，提供了一种适用于超导磁体的支撑结构，其中，该支撑结构包括：主体结构、第一固定盖板组件、第二固定盖板组件、第一连接组件、第二连接组件、第一支撑体和第二支撑体，主体结构为复合材料制成的筒状结构，所述筒状结构沿其轴向方向依次划分为光滑过渡的第一收缩段、等直段和第二收缩段，第一收缩段和第二收缩段均呈喇叭形，第一收缩段和第二收缩段还均朝向等直段逐渐收缩，所述等直段为中空的圆柱筒；第一固定盖板组件周向贴合设置在第一收缩段的外侧；第二固定盖板组件周向贴合设置在第二收缩段的外侧；第一连接组件与第一固定盖板组件相配合，用于将第一固定盖板组件、第一收缩段与超导磁体的内槽连接固定，第一固定盖板组件通过第一连接组件将第一收缩段压紧在超导磁体的内槽上；第二连接组件与第二固定盖板组件相配合，用于将第二固定盖板组件、第二收缩段与超导磁体的外槽连接固定，第二固定盖板组件通过第二连接组件将第二
收缩段压紧在超导磁体的外槽上；第一支撑体与第一收缩段随形设计，第一支撑体套设在第一收缩段内，且在第一连接组件和第一固定盖板组件的作用下，压紧在超导磁体的内槽上，第一支撑体用于限制主体结构的滑动；第二支撑体与第二收缩段随形设计，第二支撑体套设在第二收缩段内，且在第二连接组件和第二定盖板组件的作用下，压紧在超导磁体的外槽上，第二支撑体用于限制主体结构的滑动。
[0006]进一步地，所述复合材料为纤维增强树脂复合材料，其中，所述中空的圆柱筒中纤维材料沿圆柱筒周向铺层；呈喇叭形的第一收缩段和第二收缩段中纤维沿结构形状变化铺层。
[0007]进一步地，所述第一支撑体与第一收缩段的内壁向相粘接，所述第一支撑体具有粗糙表面，所述第一支撑体通过摩擦或粘接力限制主体结构的滑动。
[0008]进一步地，所述第二支撑体与第二收缩段的内壁向相粘接，所述第二支撑体具有粗糙表面，所述第二支撑体通过摩擦或粘接力限制主体结构的滑动。
[0009]进一步地，所述第一固定盖板组件包括第一固定盖板和第二固定盖板，第一固定盖板和第二固定盖板均贴合设置在第一收缩段的外侧。
[0010]进一步地，所述第二固定盖板组件包括第三固定盖板和第四固定盖板，第三固定盖板和第四固定盖板均贴合设置在第二收缩段的外侧。
[0011]进一步地，所述多个第一连接组件包括多个螺栓；所述多个第一连接组件包括多个螺栓。
[0012]根据另一方面，提供了一种超导磁体，所述超导磁体包括内槽和外槽，以及设置在内槽和外槽之间的上述支撑结构。
[0013]根据又一方面，提供了一种磁悬浮列车，所述磁悬浮列车包括上述的超导磁体。
[0014]应用本专利技术的技术方案，提供了用于超导磁体的支撑结构，通过设计主体材料采用复合材料制备，并设计主体结构的组成使得主体结构具有较小截面积，两者相配合使得该主体结构具有较低的漏热量；通过设计主体结构的第一收缩段和第二收缩段均呈喇叭形以及等直段为中空的圆柱筒，其中，两端的收缩段具有较好的轴向支撑强度，中间的等直段设计使得在承受拉压载荷时，结构变形相对较低，能够保持足够的刚度；同时该主体结构的两端采用盖板组件和支撑体固定，主体结构作为主要承载部分并与盖板组件和支撑体相配合，能够有效避免复合材料轴向变形，在承担较大轴向力情况下，保持了较好的稳定性和承载能力；并且，处于内部的支撑体与主体结构接触面积较大，可以胶粘，且有连接组件贯穿连接，能够实现较高的连接强度，承受更大的轴向和径向载荷；此外，对于狭小空间，本专利技术支撑结构紧凑，即使在狭小空间下，通过主体结构与盖板组件、支撑体以及连接组件相配合，也能兼顾高强度和低漏热特性。综上，本专利技术通过设计特殊结构的主体结构，并与盖板组件、支撑体以及连接组件相配合，使得该支撑结构能够充分利用复合材料的面内强度和刚度，实现了支撑结构在狭小空间的高剪切、拉伸强度和低漏热量。
附图说明
[0015]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0016]图1示出了根据本专利技术的具体实施例提供的超导磁体的支撑结构的截面图；
[0017]图2示出了根据本专利技术的具体实施例提供的超导磁体的支撑结构的端面图；
[0018]图3示出了根据本专利技术的具体实施例提供的超导磁体的支撑结构的组装图；
[0019]图4示出了根据本专利技术的具体实施例提供的主体结构的结构示意图；
[0020]图5示出了根据本专利技术的具体实施例提供的第一固定盖板的结构示意图；
[0021]图6示出了根据本专利技术的具体实施例提供的第一支撑体的结构示意图。
[0022]10、主体结构；11、第一收缩段；12、等直段；13、第二收缩段；20、第一固定盖板组件；21、第一固定盖板；22、第二固定盖板；30、第二固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于超导磁体的支撑结构，其特征在于：所述支撑结构包括：主体结构(10)，所述主体结构(10)为复合材料制成的筒状结构，所述筒状结构沿其轴向方向依次划分为光滑过渡的第一收缩段(11)、等直段(12)和第二收缩段(13)，所述第一收缩段(11)和第二收缩段(13)均呈喇叭形，所述第一收缩段(11)和第二收缩段(13)还均朝向等直段(12)逐渐收缩，所述等直段(12)为中空的圆柱筒；第一固定盖板组件(20)，所述第一固定盖板组件(20)周向贴合设置在所述第一收缩段(11)的外侧；第二固定盖板组件(30)，所述第二固定盖板组件(30)周向贴合设置在所述第二收缩段(13)的外侧；第一连接组件，所述第一连接组件与所述第一固定盖板组件(20)相配合，用于将所述第一固定盖板组件(20)、第一收缩段(11)与超导磁体的内槽连接固定，所述第一固定盖板组件(20)通过所述第一连接组件将所述第一收缩段(11)压紧在超导磁体的内槽上；第二连接组件，所述第二接组件与第二固定盖板组件(30)相配合，用于将所述第二固定盖板组件(30)、第二收缩段(13)与超导磁体的外槽连接固定，所述第二固定盖板组件(30)通过所述第二连接组件将所述第二收缩段(13)压紧在超导磁体的外槽上；第一支撑体(40)，所述第一支撑体(40)与所述第一收缩段(11)随形设计，所述第一支撑体(40)套设在所述第一收缩段(11)内，且在所述第一连接组件和第一固定盖板组件(20)的作用下，压紧在超导磁体的内槽上，所述第一支撑体(40)用于限制主体结构(10)的滑动；第二支撑体(50)，所述第二支撑体(50)与第二收缩段(13)随形设计，所述第二支撑体(50)套设在第二收缩段(13)内，且在所述第二连接组件和第二定盖板组件(30)的作用下，压紧在超导磁体的外槽上，所述第二支撑体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，毛凯，王晓明，刘志，董浩，史福特，谭浩，李少伟，
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：发明
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