本申请公开了一种低温超导磁体系统及磁分离装置，磁体系统包括磁体以及无液氦冷却组件；磁体包括导磁芯以及设置在导磁芯上的低温超导线圈；导磁芯为半圆筒形，若干低温超导线圈沿着周向均匀排布地固定于导磁芯的外弧面上，低温超导线圈为马鞍形低温超导线圈；无液氦冷却组件包括低温恒温器以及制冷装置，制冷装置包括热沉；磁体设于低温恒温器内，且磁体的导磁芯与制冷装置的热沉连接，以通过制冷装置对磁体进行低温超导的制冷控制。本申请可以有效提升磁分离装置的磁场强度和磁场梯度，能够减小低温超导磁体系统的体积与结构复杂度；并且可以有效降低磁分离装置的制造及维护成本。本。本。
【技术实现步骤摘要】
基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统及磁分离装置
[0001]本申请涉及磁分离领域，具体涉及一种基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统及磁分离装置。
技术介绍
[0002]近年来随着我国经济的快速发展，面临着越来越多的城市化、工业化问题，其中各种污水的排放问题尤为严重。随着《中国环境保护税法》和“水十条”等环保政策的相继发布，我国水污染治理已逐渐进入高处理率和高标准阶段，污水处理已成为经济能否可持续发展的决定因素。为了把这种危害降到最低程度，人类采取了很多的处理方法，其中磁分离技术因其一系列优点，被认为极具潜在价值的一种技术。
[0003]其中，磁分离技术是指在磁场中处理具有磁性物质或外加磁性后具有磁性的物质的一种技术。它具有投资小、占地少、处理效果好、处理周期短、损耗低、无二次污染等一系列优点，被广泛应用于污水处理、矿物分选、煤脱硫、高岭土提纯等领域。
[0004]现有的磁分离技术一般采用永磁体或电磁体作为磁分离装置的磁体部分，但大多数采用永磁体提供磁场的磁分离装置因其磁力密度及磁场梯度不理想，分离效果不佳。因此，部分磁分离装置采用超导磁体技术作为磁分离装置的磁体部分。但因为超导磁体技术需要的工作条件较为复杂，内部通常需要液氮对超导磁体进行冷却，使得超导磁体外部的结构需要较高的密封条件，设备成本高且难以维护，难以进行推广。
技术实现思路
[0005]本申请提供低温超导磁体系统及磁分离装置，可以在提高磁分离效果的前提下减小磁分离装置的体积与结构复杂度，进而降低磁分离装置的制造和维护成本。
[0006]第一方面，本申请公开了一种基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，所述磁体系统包括磁体以及无液氦冷却组件；
[0007]所述磁体包括导磁芯以及设置在所述导磁芯上的低温超导线圈；所述导磁芯为半圆筒形，若干所述低温超导线圈沿着周向均匀排布地固定于所述导磁芯的外弧面上，所述低温超导线圈为马鞍形低温超导线圈；
[0008]所述无液氦冷却组件包括低温恒温器以及制冷装置，所述制冷装置包括热沉；
[0009]所述磁体设于所述低温恒温器内，且所述磁体的导磁芯与所述制冷装置的热沉连接，以通过所述制冷装置对所述磁体进行低温超导的制冷控制。
[0010]可选的，所述低温恒温器包括：
[0011]真空筒，所述真空筒为圆柱形结构；以及
[0012]防辐射屏，固定于所述真空筒内；
[0013]其中，所述导磁芯固定于所述防辐射屏内，且与所述真空筒之间同心设置。
[0014]可选的，所述低温超导线圈与所述导磁芯接触的一面为可与所述导磁芯贴合的弧面。
[0015]可选的，所述每一所述低温超导线圈的弧面夹角在10
°‑
40
°
之间。
[0016]可选的，若干所述低温超导线圈的排布角度为40
°‑
150
°
。
[0017]可选的，所述导磁芯设为半圆筒形的单一结构，所述低温超导磁体系统还包括导磁条，所述导磁条设于所述低温超导线圈的内侧，并与所述导磁芯进行固定。
[0018]可选的，所述低温超导线圈中设置有若干匝的NbTi低温超导线或者Nb3Sn低温超导线。
[0019]可选的，所述真空筒内横贯设置有固定板，所述导磁芯通过拉杆与所述固定板进行固定。
[0020]可选的，所述真空筒与所述防辐射屏配合构成低温恒温器。
[0021]可选的，所述系统还包括导冷连接件，所述导冷连接件一端与所述热沉连接，另一端连接至靠近所述低温超导线圈的导磁芯处。
[0022]可选的，所述系统在所述导磁芯的外侧设有导冷结构；所述导冷结构与导磁芯之间抵触并相对固定，并通过若干导冷连接件与所述热沉之间导热连接；
[0023]所述低温超导线圈设于所述导磁芯与所述导冷结构之间，且分别与所述导磁芯、导冷结构之间抵触。
[0024]可选的，所述导冷结构在用于抵触所述低温超导线圈的一侧设有与所述低温超导线圈的外形贴合的弧面。
[0025]可选的，所述系统设有多个导冷连接件，所述导冷结构包括第一导冷部以及与所述第一导冷部连接的第二导冷部；
[0026]所述第一导冷部为长条形铜板，并固定于所述导磁芯的内侧弧面与外侧弧面之间的连接面上；
[0027]所述热沉连接至所述导磁芯的内侧面；多个导冷连接件的一端与所述热沉连接，另一端与所述第一导冷部之间连接，所述导冷连接件与所述第一导冷部的多个连接点分别沿径向间隔均匀排布。
[0028]可选的，所述导冷连接件为软性铜带。
[0029]第二方面，本申请还提供了一种磁分离装置，所述磁分离装置包括：
[0030]低温超导磁体系统；以及
[0031]驱动机构，与所述低温超导磁体系统驱动连接，以驱动所述低温超导磁体系统执行磁分离操作；
[0032]其中，所述低温超导磁体系统为如上任意一项所述的基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统。
[0033]由上可知，本申请中的低温超导磁体系统及磁分离装置，该磁体系统通过无液氦冷却组件的低温恒温器及制冷装置，将包含导磁芯及马鞍形低温超导线圈的磁体设置在低温恒温器内，通过无液氦冷却技术与低温超导线圈的结合可以有效提升磁体系统的磁场强度和磁场梯度，使得在提高磁分离效果的前提下能够减小磁体系统的体积与结构复杂度；并且，采用无液氦低温超导磁体系统可以进一步简化结构，较小的装置体积及较为简单的结构可以有效降低磁分离装置的制造及维护成本。
附图说明
[0034]图1为本申请实施例提供的低温超导磁体系统的轴向剖面结构示意图。
[0035]图2为本申请实施例提供的低温超导线圈与导磁芯的组合结构示意图。
[0036]图3为本申请实施例提供的低温超导线圈的结构图。
[0037]图4为本申请实施例提供的低温超导磁体系统的部分结构的剖面结构示意图。
[0038]图5为本申请实施例提供的低温超导磁体系统的部分结构的俯视结构示意图。
[0039]图6为本申请实施例提供的低温超导磁体系统的径向剖面结构示意图。
[0040]图7为本申请实施例提供的磁分离装置的结构示意图。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和实施例对本申请的技术方案做进一步的说明。
[0042]请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的一种低温超导磁体系统的轴向剖面结构。
[0043]如图1所示，该低温超导磁体系统包括磁体与无液氦冷却组件。
[0044]其中，磁体包括导磁芯3以及设置在所述导磁芯3上的低温超导线圈4。导磁芯3为半圆筒形，若干所述低温超导线圈4沿着周向均匀排布地固定于所述导磁芯3的外弧面上，所述低温超导线圈4为马鞍形低温超导线圈4，且与导磁芯3同心设置。无液氦冷却组件包括低温恒温器以及制冷装置5，制冷装置5包括热沉51。磁体设于低温恒温器内，且磁体的导磁芯3与制冷装置的热沉51连接，以通过制冷装置5对磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，其特征在于，所述磁体系统包括磁体以及无液氦冷却组件；所述磁体包括导磁芯以及设置在所述导磁芯上的低温超导线圈；所述导磁芯为半圆筒形，若干所述低温超导线圈沿着周向均匀排布地固定于所述导磁芯的外弧面上，所述低温超导线圈为马鞍形低温超导线圈；所述无液氦冷却组件包括低温恒温器以及制冷装置，所述制冷装置包括热沉；所述磁体设于所述低温恒温器内，且所述磁体的导磁芯与所述制冷装置的热沉连接，以通过所述制冷装置对所述磁体进行低温超导的制冷控制。2.如权利要求1所述的基于多极线圈的开梯度低温超导的磁体系统，其特征在于，所述低温恒温器包括：真空筒，所述真空筒为圆柱形结构；以及防辐射屏，固定于所述真空筒内；其中，所述导磁芯固定于所述防辐射屏内，且与所述真空筒之间同心设置。3.如权利要求1所述的基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，其特征在于，所述低温超导线圈与所述导磁芯接触的一面为可与所述导磁芯贴合的弧面。4.如权利要求3所述的基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，其特征在于，所述每一所述低温超导线圈的弧面夹角在10
°‑
40
°
之间。5.如权利要求1所述的基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，其特征在于，若干所述低温超导线圈的排布角度为40
°‑
150
°
。6.如权利要求1所述的基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，其特征在于，所述导磁芯设为半圆筒形的单一结构，所述低温超导磁体系统还包括导磁条，所述导磁条设于所述低温超导线圈的内侧，并与所述导磁芯进行固定。7.如权利要求1
‑
6任意一项所述的基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，其特征在于，所述低温超导线圈中设置有若干匝的NbTi低温超导线或者Nb3Sn低温超导线。8.如权利要求1所述的基于多极线圈的开梯度低温超导磁体系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖明明，吴巍，韩正男，王玥，尤玮，梁羽，梅恩铭，
申请(专利权)人：先进能源科学与技术广东省实验室，
类型：发明
国别省市：
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