[发明专利]超导扁平绞合缆及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种超导扁平绞合缆及其制造工艺，属于超导磁体线圈绕组线技术领域。

背景技术

超导体在“临界”条件下零电阻的特性，使得它具有传导电流密度大、损耗低等优点，与普通导电材料相比，使用超导材料制造的磁体，磁场强度更高、体积更小，被广泛应用于加速器、探测器科研装备以及核磁共振成像仪等医疗设备中。随着科学技术的快速发展，使用单根超导线制造磁体已无法满足各种装备对磁场强度的更高要求。

制造磁场强度更高的磁体需要将多根超导线集束化使用：即制成超导电缆绕制磁体线圈。在众多形式的电缆结构中，超导扁平绞合缆具有线圈填充系数高、抗失超能力强、降低线圈感应电流、线圈运行稳定等优势，成为超导磁体线圈首选的集束化结构，在未来大型探测器、超高速加速器等大科学装备中拥有广阔的应用前景。

传统的绞缆制造过程是将若干根单线围绕绞缆纵向中心线做连续的绞合，无论规则绞合与不规则绞合，其结果均为“有芯”绞缆。而扁平绞合缆的基本要求是，在形成双层扁平绞合状态之前，各单根线组成的线束横断面为“空心”状，可见，传统的绞合工艺无法完成超导扁平绞缆的制造加工。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种超导扁平绞合缆及其制造工艺，单线排列紧密无跳线，扁平缆外形尺寸均匀，单线表面无损伤。

按照本发明提供的技术方案，一种超导扁平绞合缆，其特征是：包括上层导线和下层导线，上层导线和下层导线分别由若干根超导线并排布置而成，上层导线和下导线的扭绞扭矩为90~150mm。

进一步的，所述单根超导线直径为0.7～1mm。

进一步的，所述上层导线和下层导线共有20～50根单根超导线。

所述超导扁平绞合缆的制造工艺，其特征是，包括以下步骤：

a、将n根超导线均匀地安装在放线装置上，在18～22N的放线张力下对超导线进行放线；其中，n为20～50，且n为偶数；

b、将n根超导线按顺序分别穿过对应的分线装置，对超导线进行分线；

c、将分线后的单根超导线分别经过环形导向模具上的导向孔，通过环形导向模具的导向作用，将单根超导线分别引入圆锥形心轴；

d、圆锥形心轴的轴线与水平面平行，n根超导线沿圆锥形心轴的大端均匀进线，并围绕圆锥形心轴以螺旋状扭绞，扭绞扭矩为90~150mm，形成空心圆锥筒形的绞缆；所述扭矩是指绞缆长度方向上n根超导线之间的距离；

e、由步骤d形成的螺旋空心圆锥筒形的绞缆由圆锥形心轴的小端出线进入定型辊压模具；由于超导线的极数为偶数根，将螺旋空心圆锥筒形的绞缆平均分为上层和下层，进入定型辊压模具，按双层扁平状排列，得到超导扁平绞合缆。

本发明所述的超导扁平绞合缆具有单线排列紧密无跳线、扁平缆外形尺寸均匀、单线表面无损伤等优点。

附图说明

图1为本发明所述超导扁平绞合缆的结构示意图。

图2为所述超导扁平绞合缆及其制造工艺剖面图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示：所述超导扁平绞合缆包括上层导线和下层导线，上层导线和下层导线分别由若干根超导线1并排布置而成，单根超导线1直径为0.7～1mm；所述上层导线和下层导线共有20～50根单根超导线1。

实施例一：一种超导扁平绞合缆的制造工艺，包括以下步骤：

a、将n根超导线均匀地安装在放线装置上，在18N的放线张力下对超导线进行放线；其中，n为20；

b、将n根超导线按顺序分别穿过对应的分线装置，对超导线进行分线；

c、将分线后的单根超导线分别经过环形导向模具上的导向孔，通过环形导向模具的导向作用，将单根超导线分别引入圆锥形心轴；

d、圆锥形心轴的轴线与水平面平行，n根超导线沿圆锥形心轴的大端均匀进线，并围绕圆锥形心轴以螺旋状扭绞，扭绞扭矩为90mm，形成空心圆锥筒形的绞缆；所述扭矩是指绞缆长度方向上n根超导线之间的距离；

e、由步骤d形成的螺旋空心圆锥筒形的绞缆由圆锥形心轴的小端出线进入定型辊压模具；由于超导线的极数为偶数根，螺旋空心圆锥筒形的绞缆平均分为上层和下层，进入定型辊压模具，按双层扁平状排列，得到超导扁平绞合缆。

实施例二：一种超导扁平绞合缆的制造工艺，包括以下步骤：

a、将n根超导线均匀地安装在放线装置上，在22N的放线张力下对超导线进行放线；其中，n为50；