一种一级可拔的二元同轴电流引线结构制造技术

本发明专利技术公开了一种一级可拔的二元同轴电流引线结构，涉及二元电流引线技术，包括：连接高温部分的一级电流引线；连接低温部分的二级电流引线；以及分别连接一级电流引线和二级电流引线，位于两者之间的可拔型换热器。本发明专利技术的一级可拔的二元同轴电流引线结构紧凑、性能稳定、运行可靠、漏热小，以及便于拆装，具有减小整个励磁过程以及后续正常运行中的漏热量，特别适用于传导冷却、少液氦以及高磁场强度的闭环运行的超导磁体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二元电流引线
，特别是一种一级可拔的二元同轴电流引线结构。本专利技术属于核磁共振成像(MRI)超导磁体，高能物理超导磁体以及其他需要闭环模式工作的超导磁体，特别适用于传导冷却、少液氦以及高磁场强度结构的闭环运行的超导磁体的一种电流引线装置。
技术介绍
目前，对于对磁场稳定度有严格要求的超导磁体，比如临床医学成像要求MRI超导磁体具有至少0. lppm/h的磁场稳定度，由于常规的供电电源都具有一定程度的纹波，所以，它们一般都工作在闭环运行模式下。即超导磁体励磁结束后，卸除电源和电流引线，使得MRI超导线圈与超导开关构成一个闭合回路。由于超导开关处于超导态，以及超导接头的电阻很小，因此，MRI超导磁体的电流可以在很长的时间不发生明显衰减，具有很高的稳定度。现有技术的可拔电流引线，都为铜引线结构，其可拔接头位于靠近超导磁体的低温端(4K端)。目前可拔接头的接触电阻，因工艺限制，只能做到10e_5欧姆量级，以磁体工作电流500A为例，在磁体励磁时，单根电流引线其接头接触电阻焦耳发热量将达到2. 5W。 因此，这种结构的可拔引线，具有漏热过大的问题，增加了励磁过程中液氦的消耗。特别对于传导冷却或者少液氦结构的闭环运行超导磁体，由于没有足够的冷却介质与接头进行热交换，其可拔接头的焦耳热很可能传导到磁体内部，从而引发超导磁体的失超，将严重影响着超导磁体的工作性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种一级可拔的二元同轴电流引线结构，可以克服传统的可拔引线漏热量大的缺点，具有减小整个励磁过程中的漏热量，特别适用于传导冷却、少液氦以及高磁场强度结构的闭环运行的超导磁体，且结构简单紧凑、性能稳定、运行可靠、 漏热小以及便于拆装。为了实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是一种一级可拔的二元同轴电流引线结构，用于超导装置，包括连接高温部分的一级电流引线10，连接低温部分的二级电流引线30，及分别连接一级电流引线和二级电流引线，并位于两者之间的可拔型换热器20 ；其中，一级电流引线10，包括一级正极引线102，一级负极引线104，绝缘件103，一级正极母排101和一级负极母排105 ；二级电流引线30，包括二级正极引线302，二级负极引线304，绝缘件303，二级正极母排301和二级负极母排305 ；其位于两者之间的可拔型换热器20，包括正极可拔型换热器21，负极可拔型换热器22，以及间隔件211 ；其中， 正极可拔型换热器21包括正极公型插头201，正极母型插座202，导热绝缘件203， 另一导冷件204，以及弹性件205 ； 负极可拔型换热器22包括负极公型插头206，负极母型插座207，导热绝缘件208， 导冷件209，以及第二弹性件210 ；筒状正极公型插头201上端与一级正极引线102连接，下端有周向垂直翻边，筒状正极母型插座202下端与二级正极引线302连接，上部周壁呈[形弯曲，[形弯曲上端向内成直角弯折，形成内孔，内孔内周圆与正极公型插头201下端周向翻边的外周圆固接，相接处有环状弹性件205 ；正极母型插座202的上部[形周壁内围成空腔，空腔内有负极公型插头206、负极母型插座207，负极公型插头206上端与一级负极引线104连接，负极母型插座207下端与二级负极引线304连接；其中，负极公型插头206下端有周向垂直翻边，呈圆盘状，负极母型插座207上端为U状结构，U状结构内侧壁与负极公型插头206圆盘外周圆固接，相接处有第二环状弹性件210;负极公型插头206下端圆盘下表面与负极母型插座207上端U状结构内底面有一间隙；在负极公型插头206圆盘上表面中心，一级负极引线104下端外周圆设有环状间隔件211，间隔件211上表面与正极公型插头201下端周向翻边的下表面抵接；正极母型插座202上部空腔的[形周壁一侧有一通孔，正对通孔的负极母型插座 207 U状结构的外侧面上，固设有凸起的块状导冷件209，导冷件209与通孔相适配，由通孔中水平伸出；导冷件209与U状结构外侧面固接处，有导热绝缘件208 ；与正极母型插座202上部空腔[形周壁通孔相对的另一侧外表面上，固接有另一块状导冷件204，正极母型插座202另一侧外表面与另一块状导冷件204固接处，有另一导热绝缘件203。所述的二元同轴电流引线结构，其所述一级正极引线102和一级负极引线104，由常规金属导电材料制作而成。所述的二元同轴电流引线结构，其所述二级正极引线302和二级负极引线304， 由超导材料，或低热导率的高温超导材料制作而成；工作时，其处于超导态，不产生焦耳热； 不工作时，其热导率低，向低温端的漏热量小。所述的二元同轴电流引线结构，其所述间隔件211为绝缘材料制作，保证正极公型插头201和负极公型插头206之间的定位及电气绝缘。所述的二元同轴电流引线结构，其特征在于，所述弹性件205，为减小正极公型插头201和正极母型插座202的接触电阻，以减小工作时的焦耳发热；第二弹性件210，为减小负极公型插头206和负极母型插座207的接触电阻，以减小工作时的焦耳发热。所述的二元同轴电流引线结构，其所述一级正极母排101与室温端的供电电源正极相连，一级负极母排105与室温端的供电电源负极相连；二级正极母排301与低温端的超导磁体正极相连，二级负极母排305与低温端的超导磁体负极相连。所述的二元同轴电流引线结构，其所述另一导冷件204或导冷件209，分别与外部冷源相连。所述的二元同轴电流引线结构，其所述另一导热绝缘件203或导热绝缘件208的材料，为氮化铝陶瓷基片、氧化铍陶瓷基片、碳化硅陶瓷基片、氧化铝陶瓷基片其中之一。所述的二元同轴电流引线结构，其负责将电流从室温端的供电电源顺序通过一级正极母排101、一级正极引线102、正极公型插头201、弹性件205、正极母型插座202、二级正极引线302、二级正极母排301，传输到低温端的超导磁体正极，电流从超导磁体的负极通过二级负极母排305、二级负极引线304、负极母型插座207、第二弹性件210、负极公型插头 206、一级负极引线104、一级负极母排105返回到室温端的供电电源负极。所述的二元同轴电流引线结构，其所述可拔型换热器20，在通电时，将一级正极引线102和一级负极引线104产生的焦耳热和传导漏热、以及正极公型插头201和正极母型插座202、负极公型插头206和负极母型插座207的接触电阻发热，通过另一导热绝缘件 203、导热绝缘件208、另一导冷件204或导冷件209传递给相连的外部冷源。所述的二元同轴电流引线结构，其所述外部冷源，为Gifford-McMahon制冷机或脉管制冷机的冷头，或由液氮等低温液体提供冷量的低温冷源。由上述技术方案可知，本专利技术具有以下有益效果1、本专利技术提供的这种一级可拔的二元同轴电流引线结构，将传统可拔引线位于低温端的可拔接头，创新性的转移到中间温度，中间温度的高低具体由外部冷却冷源决定。这避免了传统可拔引线低温端接触电阻焦耳发热过大的问题，具有减小整个励磁过程中的漏热量，减小了超导磁体由于引线接头发热量过大所可能引发的失超问题，特别适用于传导冷却、少液氦以及高磁场强度结构的闭环运行的超导磁体。2、本专利技术提供的这种一级可拔的二元同轴电流引线结构，其高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种一级可拔的二元同轴电流引线结构，用于超导装置，包括：连接高温部分的一级电流引线（１０），连接低温部分的二级电流引线（３０），及分别连接一级电流引线和二级电流引线，并位于两者之间的可拔型换热器（２０）；其中，一级电流引线（１０），包括一级正极引线（１０２），一级负极引线（１０４），绝缘件（１０３），一级正极母排（１０１）和一级负极母排（１０５）；二级电流引线（３０），包括二级正极引线（３０２），二级负极引线（３０４），绝缘件（３０３），二级正极母排（３０１）和二级负极母排（３０５）；其特征在于，位于两者之间的可拔型换热器（２０），包括正极可拔型换热器（２１），负极可拔型换热器（２２），以及间隔件（２１１）；其中，正极可拔型换热器（２１）包括正极公型插头（２０１），正极母型插座（２０２），导热绝缘件（２０３），另一导冷件（２０４），以及弹性件（２０５）；负极可拔型换热器（２２）包括负极公型插头（２０６），负极母型插座（２０７），导热绝缘件（２０８），导冷件（２０９），以及第二弹性件（２１０）；筒状正极公型插头（２０１）上端与一级正极引线（１０２）连接，下端有周向垂直翻边，筒状正极母型插座（２０２）下端与二级正极引线（３０２）连接，上部周壁呈［形弯曲，［形弯曲上端向内成直角弯折，形成内孔，内孔内周圆与正极公型插头（２０１）下端周向翻边的外周圆固接，相接处有环状弹性件（２０５）；正极母型插座（２０２）的上部［形周壁内围成空腔，空腔内有负极公型插头（２０６）、负极母型插座（２０７），负极公型插头（２０６）上端与一级负极引线（１０４）连接，负极母型插座（２０７）下端与二级负极引线（３０４）连接；其中，负极公型插头（２０６）下端有周向垂直翻边，呈圆盘状，负极母型插座（２０７）上端为∪状结构，∪状结构内侧壁与负极公型插头（２０６）圆盘外周圆固接，相接处有第二环状弹性件（２１０）；负极公型插头（２０６）下端圆盘下表面与负极母型插座（２０７）上端∪状结构内底面有一间隙；在负极公型插头（２０６）圆盘上表面中心，一级负极引线（１０４）下端外周圆设有环状间隔件（２１１），间隔件（２１１）上表面与正极公型插头（２０１）下端周向翻边的下表面抵接；正极母型插座（２０２）上部空腔的［形周壁一侧有一通孔，正对通孔的负极母型插座（２０７）∪状结构的外侧面上，固设有凸起的块状导冷件（２０９），导冷件（２０９）与通孔相适配，由通孔中水平伸出；导冷件（２０９）与∪状结构外侧面固接处，有导热绝缘件（２０８）；与正极母型插座（２０２）上部空腔［形周壁通孔相对的另一侧外表面上，固接有另一块状导冷件（２０４），正极母型插座（２０２）另一侧外表面与另一块状导冷件（２０４）固接处，有另一导热绝缘件（２０３）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马文彬，朱自安，赵玲，张国庆，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：11