用于低温环境下超导磁体的支撑杆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低温环境下超导磁体的支撑杆结构及超导磁体，该结构包括支撑杆底座、第一支撑杆和支撑杆套筒组件，支撑杆底座固定设置在超导磁体的内杜瓦上，第一支撑杆包括相连接的第一连接端、支撑本体段和第二连接端，第一连接端与支撑杆底座固定连接，支撑本体段和第二连接端穿过外杜瓦设置在外杜瓦的外部，支撑杆套筒组件设置在外杜瓦的外部，支撑杆套筒组件具有中心容纳腔，第一支撑杆设置在中心容纳腔且通过第二连接端与支撑杆套筒组件固定连接，第一支撑杆与支撑杆套筒组件同轴设置，第一支撑杆与支撑杆套筒组件的内壁之间具有间隙。应用本实用新型专利技术的技术方案，以解决现有技术中超导磁体结构复杂、漏热大及可靠性差的技术问题。大及可靠性差的技术问题。大及可靠性差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构及超导磁体


[0001]本技术涉及超导应用
，尤其涉及一种用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构及超导磁体。

技术介绍

[0002]超导体是一种在临界温度下，电阻会消失的一种材料，这种现象也被称为超导现象。在应用超导体材料时，如果用一个或多个超导导线作为励磁线圈来组成一个产生磁场的装置，普通的超导材料容易受到磁场的影响而失去超导性，这样超导性与磁性好像无法同时兼顾。这个难题直到科学家发现铌锆、铌钛等合金材料和铌三锡化合物材料的超导电性后，才得以解决。超导磁体也就是这种保持磁性的超导体。
[0003]超导磁体在直流电条件下运行不会发生能量损失，可以通过强度很大的电流，产生巨大的磁场。另外它的磁性稳定，空间分布的磁场均匀度高，可以获得需要形态的磁场，且体积小重量轻，因此得到越来越广泛的应用。它在电工，交通，医疗，军事和科学领域都有着重要的现实作用和巨大的应用前景，其中有些已经取得实际效益，如日本的磁浮列车梨山线。
[0004]临界温度、临界磁场以及临界电流是超导体的三个重要参数。温度、磁场及电流中的任一参数超过临界值，超导磁体都会发生相变，成为常导体。因此，超导磁体要求极低的温度使用环境和超导线材自身的机械性能，所以，超导磁体在结构强度以及漏热属性上有着特殊的要求，以此来规避失超现象的发生。
[0005]如申请号为20081010055.7的中国技术专利申请，公开了“便于装卸的传导冷却超导磁体杜瓦”结构。包括有杜瓦瓶体，其特征在于：所述的杜瓦筒体为中空的环形筒体，环形筒体中间为室温孔，杜瓦筒体中安装有环筒形状的铜冷屏，铜冷屏内安装有制冷机与超导磁体，所述的杜瓦筒体上有真空抽口，杜瓦筒体上盖上安装有测量器件，杜瓦筒体中处于真空状态。此技术比传统杜瓦容器简单，传导漏热小，而且具有便于安装和拆卸的优点。然而，该传导冷却超导磁体杜瓦中的超导磁体为静态磁体，其重量、可靠性及结构力学难以满对于磁浮列车上的动态超导磁体的要求。同时其内部的液体冷却介质容易挥发溢出导致损耗，若不采取自循环的方式则需要定期进行补充，增加了操作难度及运行成本。

技术实现思路

[0006]本技术提供了一种用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构及超导磁体，能够解决现有技术中超导磁体结构复杂、漏热大及可靠性差的技术问题。
[0007]根据本技术的一方面，提供了一种用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构，支撑杆结构包括：支撑杆底座，支撑杆底座固定设置在超导磁体的内杜瓦上；第一支撑杆，第一支撑杆包括相连接的第一连接端、支撑本体段和第二连接端，第一连接端穿过超导磁体的外杜瓦与支撑杆底座固定连接，支撑本体段和第二连接端穿过外杜瓦设置在外杜瓦的外部；支撑杆套筒组件，支撑杆套筒组件设置在外杜瓦的外部，支撑杆套筒组件具有中心容
纳腔，第一支撑杆设置在中心容纳腔且通过第二连接端与支撑杆套筒组件固定连接，第一支撑杆与支撑杆套筒组件同轴设置，第一支撑杆与支撑杆套筒组件的内壁之间具有间隙。
[0008]进一步地，第一支撑杆具有第一细牙螺纹段和第二细牙螺纹段，第一细牙螺纹段设置在第一支撑杆的第一端形成第一连接端，第二细牙螺纹段设置在第一支撑杆的第二端形成第二连接端，第一细牙螺纹段和第二细牙螺纹段的螺纹旋向相反。
[0009]进一步地，支撑杆套筒组件包括支撑杆套筒和堵头，第二连接端与支撑杆套筒组件固定连接，堵头固定设置在支撑杆套筒上。
[0010]根据本技术的另一方面，提供了一种用于低温环境下的超导磁体，超导磁体包括内杜瓦、外杜瓦和支撑杆结构，支撑杆结构用于对内杜瓦和外杜瓦进行支撑，支撑杆结构为如上所述的支撑杆结构。
[0011]进一步地，超导磁体还包括第二支撑杆，第二支撑杆设置在外杜瓦和内杜瓦之间且分别与外杜瓦和内杜瓦连接，第二支撑杆用于对外杜瓦进行支撑。
[0012]进一步地，超导磁体还包括冷屏和冷却液管路，冷却液管路与内杜瓦连接，冷却液管路用于将液体冷却介质送入内杜瓦内，冷屏设置在内杜瓦和外杜瓦之间且与冷却液管路搭接设置，冷屏用于减少外杜瓦的热辐射以及屏蔽外界高频磁场对超导线圈的干扰。
[0013]进一步地，超导磁体还包括线圈骨架和超导线圈，线圈骨架固定设置在内杜瓦中，超导线圈设置在线圈骨架上。
[0014]进一步地，内杜瓦和外杜瓦的材质均包括钛合金。
[0015]应用本技术的技术方案，提供了一种用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构，该支撑杆结构为一种相对于外杜瓦外伸的结构，通过支撑本体段和第二连接端穿过外杜瓦设置在外杜瓦的外部，在进行传热时，其是依次通过外杜瓦、支撑杆套筒组件、第一支撑杆、支撑杆底座到内杜瓦，此种方式充分利用第一支撑杆的外伸长度，极大的延长了内外杜瓦之间的传热距离，有效地降低了漏热；励磁后的超导线圈可以产生强大的磁场，其与推进线圈组成直流电机，依次通过超导线圈及线圈骨架、内杜瓦、支撑杆底座、第一支撑杆、支撑杆套筒组件到外杜瓦，在此种方式下，超导线圈所产生的电磁力通过传力路径传递给第一支撑杆，再通过第一支撑杆传递给支撑杆套筒组件，支撑杆套筒组件与外部载体连接，将力传递至运动载体上，维持了整个超导磁体的刚度与稳定性。因此，本技术所提供的用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构与现有技术相比，传力结构简单，各零部件之间安装方便，外伸型的支撑杆结构提供了足够长的传热路径，减少漏热，一定程度上的降低了液体制冷介质的损耗，提高了可靠性。
附图说明
[0016]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。
[0017]图1示出了根据本技术的具体实施例提供的用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构的结构示意图。
[0018]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0019]10、支撑杆底座；20、第一支撑杆；21、第一连接端；22、支撑本体段；23、第二连接端；30、支撑杆套筒组件；31、支撑杆套筒；32、堵头；100、内杜瓦；200、外杜瓦；300、支撑杆结构；400、第二支撑杆；500、冷屏；600、冷却液管路；700、超导线圈及线圈骨架；800、螺帽。
具体实施方式
[0020]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。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构，其特征在于，所述支撑杆结构包括：支撑杆底座(10)，所述支撑杆底座(10)固定设置在超导磁体的内杜瓦上；第一支撑杆(20)，所述第一支撑杆(20)包括相连接的第一连接端(21)、支撑本体段(22)和第二连接端(23)，所述第一连接端(21)穿过所述超导磁体的外杜瓦与所述支撑杆底座(10)固定连接，所述支撑本体段(22)和所述第二连接端(23)穿过所述外杜瓦设置在所述外杜瓦的外部；支撑杆套筒组件(30)，所述支撑杆套筒组件(30)设置在所述外杜瓦的外部，所述支撑杆套筒组件(30)具有中心容纳腔，所述第一支撑杆(20)设置在所述中心容纳腔且通过所述第二连接端(23)与所述支撑杆套筒组件(30)固定连接，所述第一支撑杆(20)与所述支撑杆套筒组件(30)同轴设置，所述第一支撑杆(20)与所述支撑杆套筒组件(30)的内壁之间具有间隙。2.根据权利要求1所述的用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构，其特征在于，所述第一支撑杆(20)具有第一细牙螺纹段和第二细牙螺纹段，所述第一细牙螺纹段设置在所述第一支撑杆(20)的第一端形成第一连接端(21)，所述第二细牙螺纹段设置在所述第一支撑杆(20)的第二端形成第二连接端(23)，所述第一细牙螺纹段和所述第二细牙螺纹段的螺纹旋向相反。3.根据权利要求2所述的用于低温环境下超导磁体的支撑杆结构，其特征在于，所述支撑杆套筒组件(30)包括支撑杆套筒(31)和堵头(32)，所述第二连接端(23)与所述支撑杆套筒组件(30)固定连接，所述堵头(32)固定设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛凯，谭浩，刘志，王亮，朱嘉伟，赵明，李少伟，郭帅，史福特，董浩，
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：