提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置，其包括控制器、压力罐、混料罐、真空机组、温度测量系统、欧姆加热系统、热油加热系统和冷却系统。本实用新型专利技术的结构设计巧妙，合理利用超导线圈在常温情况时具有电阻的特性，通过欧姆加热系统给超导线圈施加电流，依靠超导线圈自身的电阻产生热量，使得密绕型的超导线圈在真空压力浸渍过程中有效均匀的加热，实现超导线圈在压力罐内部的浸渍和固化的全流程工艺，工艺简易，有效提升浸渍质量，进而获得性能稳定可靠的超导线圈；而且整体的结构简单，易于实现，并通过热油加热系统和冷却系统相配合，防止超导线圈的温度过冲，控温精准，使用寿命长，安全可靠。安全可靠。安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置


[0001]本技术涉及超导线圈
，具体涉及一种提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置。

技术介绍

[0002]超导磁体目前广泛应用于磁约束热核聚变、高能粒子加速器等大科学装置以及磁共振成像等医用设备，尤其对于核磁共振成像(MRI)、核磁共振波谱法(NMR)以及综合物性测量系统(PPMS)等密绕型超导磁体应用领域前景更加广泛。
[0003]超导磁体绝缘系统主要用于超导材料之间的电绝缘隔离、支撑、固定和保护超导材料等功能，是超导磁体设计制造必不可少的一部分。针对密绕型的超导磁体，线圈绕制的超导线材经过真空压力浸渍(VPI)工艺以后，将相互粘结在一起形成稳定的整体结构。
[0004]然而真空压力浸渍后绝缘材料和超导线材性能参数的差异性，势必会造成超导线圈内部残余应力的增加，从而影响高场超导磁体最终的性能参数指标。线圈的固化目前主要采用外部加热方式，即将线圈置于真空罐体内部进行烘烤，通过热传导和热辐射的方式进行加热，不可避免的会引起线圈径向和轴向方向产生温度梯度，进而在线圈固化后产生较大的残余应力。
[0005]因此研发一种能降低超导线圈制造过程中由于加热不均匀造成的残余应力幅值，进而获得高质量的真空压力浸渍超导线圈的装置为当下之所需。

技术实现思路

[0006]针对上述不足，本技术目的在于，提供一种结构设计合理，加热均匀，有效提升超导线圈的浸渍质量的提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置。
[0007]本技术为实现上述目的，所提供的技术方案是：<br/>[0008]一种上述提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置，其包括控制器及分别与该控制器相连并受其控制的压力罐、混料罐、真空机组、温度测量系统以及欧姆加热系统，所述压力罐内设置有注胶槽，所述压力罐的内壁上设有用来与超导线圈上的热电偶测量线相连接的热电偶插座以及与超导线圈的进出线头相连接的电流插座，所述混料罐的下料管与压力罐相连接，并能为注胶槽供胶，所述真空机组的真空管与所述压力罐相连接，所述温度测量系统与所述热电偶插座相连接，所述欧姆加热系统与所述电流插座相连接。
[0009]作为本技术的一种优选方案，其还包括与控制器相连接的热油加热系统和冷却系统，所述热油加热系统的导热油管路布置在所述压力罐和混料罐上。所述冷却系统的水冷管路布置在所述压力罐和混料罐上。通过热油加热系统和冷却系统相配合，确保精确控温；较佳的，冷却系统还包括有冷凝器，该冷凝器的管路接混料罐和压力罐，用于将从混料罐和压力罐蒸发的环氧树脂蒸汽引导至冷凝器冷却，提高真空泵的运行寿命。
[0010]本技术的有益效果为：本技术的结构设计巧妙，合理利用超导线圈在常温情况时具有电阻的特性，通过欧姆加热系统给超导线圈施加电流，依靠超导线圈自身的
电阻产生热量，使得密绕型的超导线圈在真空压力浸渍过程中有效均匀的加热，实现超导线圈在压力罐内部的浸渍和固化的全流程工艺，工艺简易，有效提升浸渍质量，进而获得性能稳定可靠的超导线圈；而且整体的结构简单，易于实现，并通过热油加热系统和冷却系统相配合，防止超导线圈的温度过冲，控温精准，使用寿命长，安全可靠。
附图说明
[0011]图1为本技术的结构示意图。
[0012]图2为本技术中欧姆加热系统的工作流程示意图。
[0013]图3为本技术中欧姆加热系统的控温曲线图。
具体实施方式
[0014]实施例：参见图1和图2，本技术提供的一种提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置，其包括控制器1及分别与该控制器1相连并受其控制的压力罐2、混料罐3、真空机组4、温度测量系统5、欧姆加热系统6、热油加热系统7和冷却系统8。
[0015]所述压力罐2内设置有注胶槽9，用于注胶来浸泡超导线圈10。较佳的，在压力罐2内设有调平支架，然后在调平支架上设有辐射屏筒体；所述调平支架包括铝型材支架及设置在该铝型材支架底部的调平螺杆，所述注胶槽9通过螺栓固定在所述辐射屏筒体的绝缘底板上，实现将将注胶槽9定位在压力罐2内的辐射屏筒体内，有效减少超导线圈欧姆加热的漏热；所述辐射屏筒体的绝缘底板采用低热导率的材料制成，能降低传导漏热。通过调平螺杆能调整注胶槽9的水平，有效防止胶体液面的倾斜。
[0016]在所述压力罐2的内壁上设有用来与超导线圈10上的热电偶测量线相连接的热电偶插座11以及与超导线圈10的进出线头相连接的电流插座12，在将绕制好的超导线圈10放置于注胶槽9内，然后将超导线圈10上的热电偶测量线与热电偶插座11相连接，而超导线圈10的进出线头与电流插座12相连接。
[0017]所述混料罐3的下料管与压力罐2相连接，并能为注胶槽9供胶，实现混料罐3为注胶槽9进行注胶。所述真空机组4的真空管与所述压力罐2相连接，用于抽真空。所述温度测量系统5与所述热电偶插座11相连接，所述欧姆加热系统6与所述电流插座12相连接。所述热油加热系统7的导热油管路布置在所述压力罐2和混料罐3上。所述冷却系统8的水冷管路布置在所述压力罐2和混料罐3上。通过热油加热系统7和冷却系统8相配合，确保精确控温，进而防止超导线圈10的温度过冲；较佳的，冷却系统8还包括有冷凝器，该冷凝器的管路接混料罐3和压力罐2，用于将从混料罐3和压力罐2蒸发的环氧树脂蒸汽引导至冷凝器冷却，提高真空泵的运行寿命。
[0018]所述控制器1包括可编程控制器及分别与该可编程控制器相连接的触摸屏、真空传感器、数显温控仪、温度传感器和总开关等。触摸屏用于设定工艺参数和操作。真空传感器用于测试压力罐2的压力。温度传感器用于测试压力罐2的温度，热电偶测量线用于测试超导线圈10的温度。数显温控仪与温度测量系统5相连接，用于实时显示压力罐2的温度以及显示超导线圈10的温度。总开关用于切断或接通工作电源。
[0019]所述欧姆加热系统6包括PID控制单元及分别与该PID控制单元相连接的欧姆加热电源和超导线圈温度测量单元。先通过触摸屏设定欧姆加热参数，参见图2，PID控制单元根
据预设的欧姆加热参数控制欧姆加热电源输出相应电流I至超导线圈，超导线圈在常温情况具有电阻R，超导线圈发热功率P等于电流I的平方乘以电阻R，这时，超导线圈自身均匀发热产生加热效果。超导线圈温度测量单元通过温度测量系统5获取超导线圈的实时温度并反馈至PID控制单元，存在温度偏差后，PID控制单元根据反馈的实时温度相应欧姆加热电源输出的功率，进而控制超导线圈的发热温度，参见图3，图中TC
‑
1为超导线圈实时温度、TC
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2为PID控制温控系统温度、TC
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SV为设置升温曲线。基于设置的超导线圈真空压力浸渍的加热曲线(TC
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SV)，通过PID控制温控单元实时采集温度(TC
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2)，对欧姆加热电源进行功率输出的精确控制，从而获得加热曲线精确可控的超导线圈实时温度曲线(TC
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1)，控温精度可以实现0.1℃/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置，其特征在于，其包括控制器及分别与该控制器相连并受其控制的压力罐、混料罐、真空机组、温度测量系统以及欧姆加热系统，所述压力罐内设置有注胶槽，所述压力罐的内壁上设有用来与超导线圈上的热电偶测量线相连接的热电偶插座以及与超导线圈的进出线头相连接的电流插座，所述混料罐的下料管与压力罐相连接，并能为注胶槽供胶，所述真空机组的真空管与所述压力罐相连接，所述温度测量系统与所述热电偶插座相连接，所述欧姆加热系统与所述电流插座相连接。2.根据权利要求1所述的提高超导线圈真空压力浸渍质量的装置，其特征在于，其还包括与控制器相连接的热油加热系统，该热油加热系统的导热油管路布置在所述压力罐和混料罐上。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：信纪军，王维，方志春，王春栋，李来风，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：新型
国别省市：