[发明专利]一种高温超导磁体的固定架

说明书

本发明涉及一种高温超导磁体的固定架，该架由彼此平行设置的盖板和环形固定件组成；所述环形固定件的横截面方向设有与环形线圈内径相连的环形槽；所述环形固定件由卯榫连接的弧形件组成；所述固定架与制冷组件相连。本发明提供的高温超导磁体的固定架，确保了超导磁体的安全温度和超导磁体的功能特性，降低材料生产和使用成本、提高产品的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种固定架，具体涉及一种高温超导磁体的固定架。

背景技术

作用在磁体线圈上的力可分为三类：线圈绕制力，施加预应力和支撑所引起的机械力。线圈冷却过程中，由于材料收缩不一致引起的热机械力；线圈通电时产生的安培力。对于大型超导磁体而言，由于电流密度高，因而线圈通电时会产生非常大的安培力，以致引起超导带材临界电流的退化，因此人们十分关注超导磁体的支撑结构。大型超导磁储能中一般用环形超导磁体，基于复合超导体绕制的超导储能磁体在储存能量提高后，将会引起磁体磁通密度增加，体积变大，突出表现在力学性能上。另一方面，传导冷却介质的高温超导磁体系统一般由制冷机、高温超导磁体、磁体保护电路和电源等组成，所以传导冷却也称为制冷机直接冷却。磁体内部的导冷结构与超导体绕组直接接触，以热传导的方式将磁体运行过程中产生的热量带走。而对于大型超导磁体而言，传导冷却介质的时间非常漫长。

本发明针对传导冷却环形超导磁体提供了一种支撑结构，该结构不仅可以实现其机械支撑，而且也可实现热传导功能，这对传导冷却的大型超导磁体尤为重要。

本发明人长期大量观察、研究、分析发现：现有的固定超导磁体的固定架存在以下不足：

1、对于大型传导冷却超导磁体的制冷速度慢，无法快速有效的降低磁体温度。

2、饼式线圈存在垂直地面的方向并沿圆周方向放置的固定问题，已有的方案中将饼式线圈放入矩形扁状盒内，来解决垂直地面方向并沿圆周方向固定问题，其不足之处是这种结构不利于线圈的冷却，冷却成本高。

3、一般而言，环形超导磁体的饼式线圈的安装难易程度与所采用的固定支撑结构紧密相关，特别是对于大型超导磁体，其饼式线圈多且重量重，需要大型机械进行吊装和安装。

4、大型超导磁体的电磁力问题突出，需要采用可靠的固定件进行固定和支撑。

为此，所以需要提供一种高温超导磁体的固定架，以避免超导磁体的温度超过它的最大安全值、保证超导磁体的功能特性，降低生产和使用成本、提高产品的可靠性。

发明内容

要解决现有技术的不足，本发明提供了下述技术方案来实现的：

本发明提供一种高温超导磁体的固定架，所述固定架包括平行设置的盖板(2)、位于所述盖板(2)间轴向设置的固定柱(3)和与所述轴向垂直设置的环形固定件(4)；其特征在于，沿所述环形固定件(4)纵向均匀设有放置环形线圈(1)的环形槽；所述固定架与制冷组件相连。

第一优选方案为，所述环形固定件(4)由相同弧度部件组成环形固定件，所述相同弧度部件间为卯榫连接，垂直于所述环形固定件(4)轴向上设有支撑杆(5)。

第二优选方案为，所述环形固定件(4)下端均匀分布有螺纹孔，所述螺纹孔用于连接所述支撑杆(5)。

第三优选方案为，所述支撑杆(5)为两端分别与所述环形固定件(4)连接的和贯通所述盖板(2)后同制冷组件连接的中空型支撑杆。

第四优选方案为，所述环形固定件(4)和固定柱(3)的表面覆有一层既绝缘又导热的材料，所述材料按重量份数计，包括43～55份的线型低密度聚乙烯，33～46份的氮化硅，15～23份的抗氧剂，3～8份的硅烷偶联剂。