【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低交流损耗二极磁体结构，属于超导磁体。
技术介绍
1、低交流损耗二极磁体有望应用于新一代重离子同步加速器，以获得高强流、高能量的重离子束流。这也是实现紧凑型重离子治疗系统的关键技术。
2、目前快循环同步加速器超导二极磁体有三种结构：传统cosθ、离散cosθ(dct)和斜螺线管(cct)。其中，基于卢瑟福缆方案的传统cosθ线圈存在加工工艺复杂和成本高的问题；而离散cosθ(dct)和斜螺线管(cct)的激磁效率较低，即产生相同磁场则需要更多层数的线圈。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种低交流损耗二极磁体结构，该结构中采用低损耗圆缆cosθ二极线圈组合形成线圈组件，并根据线圈层数不同(磁场大小不同)，采用铝带绑扎方式或bladder&key预应力技术对线圈进行预紧，以保证低交流损耗二极磁体结构的可靠运行。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种低交流损耗二极磁体结构，包括：
4、支撑骨架、线圈组件以及磁体预紧组件；
5、所述线圈组件设置在支撑骨架外，包括由内而外嵌套设置的若干层低损耗圆缆cosθ二极线圈；
6、所述磁体预紧组件用于将线圈组件固定在支撑骨架外，同时按照测试需求对线圈组件进行预紧，以保证磁体的顺利励磁。
7、进一步，所述每层低损耗圆缆cosθ二极线圈均包含g10骨架、线圈、玻璃丝布及端板；
8、所述g10
9、所述线圈采用端部开槽、直边密绕工艺技术,多股圆缆绕制在所述g10骨架上的相应凹槽内；
10、所述玻璃丝布绕制在线圈外，与环氧浸渍后用于增强线圈的绝缘和强度；
11、所述端板设置在g10骨架两端，用于连接和定位各层级的g10骨架。
12、进一步，所述线圈组件的线圈层数根据中心磁场大小设置，当中心磁场大于2t小于4t、最大变化速率大于0.1t/s时，所述线圈组件中的线圈层数为小于等于四层；当中心磁场大于4t时，所述线圈组件中线圈层数为大于四层。
13、进一步，所述磁体预紧组件根据所述线圈层数设置，当线圈层数小于等于四层时，采用铝带绑扎预紧；当线圈层数为四层以上时，采用bladder&key预紧。
14、进一步，所述磁体预紧组件包括collar、铁轭、bladder&key预紧件以及铝壳；
15、所述collar和铁轭依次设置在所述线圈组件外，且所述collar的外表面设置有与铁轭内表面相匹配的凹型槽，所述凹型槽用于放置对所述线圈组件进行室温预紧装配的bladder&key预紧件；
16、所述铝壳设置在所述铁轭外，用于在室温预紧的基础上，在冷却降温过程中对二极磁体进一步预紧。
17、进一步，所述collar包括沿二极磁体中平面方向对称设置的collar上分半和collar下分半；
18、所述时collar上分半和collar下分半的内表面为弧形，并与所述线圈组件的外表面相匹配；
19、所述collar上分半与collar下分半的外表面为矩形，且矩形的各侧面上均设置与所述铁轭内表面相匹配的凹型槽；
20、所述collar上分半和collar下分半在径向方向的两侧还设置有凸缘，且所述凸缘处设有一系列螺栓孔。
21、进一步，所述collar采用不锈钢片组装成型。
22、进一步，所述铁轭包括沿圆周方向依次分布的四个铁轭分半，且其中两个铁轭分半的对称轴位于二极磁体中平面，使得两个铁轭分半的侧边与二极磁体中平面均成45°夹角。
23、进一步，所述铁轭采用硅钢片组装成型。
24、进一步，所述铝壳端面设置有定位销，所述铝壳和铁轭外侧面设置有若干相匹配的辅助螺栓孔，所述定位销和辅助螺栓孔用于所述铁轭和铝壳的组装。
25、本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
26、1、本专利技术采用低损耗圆缆cosθ二极线圈作为线圈组件，采用端部开槽、直边密绕工艺技术在提高激磁效率的同时，也简化了磁体加工工艺和降低了成本。
27、2、本专利技术针对低损耗圆缆cosθ线圈，采用不同预紧方式分别对低场和高场低交流损耗二极磁体进行预应力结构设计；针对低场低交流损耗二极磁体结构，采用了简单方便的铝带绑扎预紧方式；针对高场低交流损耗二极磁体结构，采用bladder&key技术，同时基于有限元全仿真指导和应变监测系统，可实现对磁体的精准预紧装配；还可方便快捷的对磁体结构进行多次拆卸和再组装。
28、因此，本专利技术可以广泛应用于超导磁体
【技术保护点】
1.一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述每层低损耗圆缆cosθ二极线圈均包含G10骨架、线圈、玻璃丝布及端板；
3.如权利要求1所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述线圈组件的线圈层数根据中心磁场大小设置，当中心磁场大于2T小于4T、最大变化速率大于0.1T/s时，所述线圈组件中的线圈层数为小于等于四层；当中心磁场大于4T时，所述线圈组件中线圈层数为大于四层。
4.如权利要求3所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述磁体预紧组件根据所述线圈层数设置，当线圈层数小于等于四层时，采用铝带绑扎预紧；当线圈层数大于四层时，采用Bladder&Key预紧。
5.如权利要求4所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述磁体预紧组件包括Collar、铁轭、Bladder&Key预紧件以及铝壳；
6.如权利要求5所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述Collar包括沿二极磁体中平面方向对称设置的Colla
7.如权利要求6所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述Collar采用不锈钢片组装成型。
8.如权利要求5所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述铁轭包括沿圆周方向依次分布的四个铁轭分半，且其中两个铁轭分半的对称轴位于二极磁体中平面，使得两个铁轭分半的侧边与二极磁体中平面均成45°夹角。
9.如权利要求8所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述铁轭采用硅钢片组装成型。
10.如权利要求5所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述铝壳端面设置有定位销，所述铝壳和铁轭外侧面设置有若干相匹配的辅助螺栓孔，所述定位销和辅助螺栓孔用于所述铁轭和铝壳的组装。
...【技术特征摘要】
1.一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述每层低损耗圆缆cosθ二极线圈均包含g10骨架、线圈、玻璃丝布及端板；
3.如权利要求1所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述线圈组件的线圈层数根据中心磁场大小设置，当中心磁场大于2t小于4t、最大变化速率大于0.1t/s时，所述线圈组件中的线圈层数为小于等于四层；当中心磁场大于4t时，所述线圈组件中线圈层数为大于四层。
4.如权利要求3所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述磁体预紧组件根据所述线圈层数设置，当线圈层数小于等于四层时，采用铝带绑扎预紧；当线圈层数大于四层时，采用bladder&key预紧。
5.如权利要求4所述的一种低交流损耗二极磁体结构，其特征在于，所述磁体预紧组件包括collar、铁轭、bladder&...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽，杨通军，韩正男，梅恩铭，陈玉泉，梁羽，欧贤金，姚庆高，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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