[发明专利]一种高温超导磁体液氮自动加注制冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及高温超导材料的低温应用技术领域，具体涉及一种高温超导磁体液氮自动加注制冷装置。

背景技术

随着超导技术的发展，超导材料的冷却技术日益受到人们的关注，超导轴承由于其无接触摩擦、超高速度、自稳定等特点得到了应用，但高温超导体材料必须在临界温度下运行，目前常用的是将高温超导体材料浸入液氮中，使温度降至77K，使得材料具有超导特性，以保证高温超导体材料的低温环境；另一种方式为采用制冷机，或者是混合前两种制冷方式。

现有的系统是完全封闭的结构，只有通过液氮填充入口进行人工升高，而高温超导块材必须完全浸没在液氮中，这必须要求杜瓦液氮始终处于完全储存状态，如长期以来液氮受热挥发，需要周期性加注。现有系统不能满足杜瓦的要求，杜瓦现有的系统不能根据氮的实际需要进行空间高温超导材料的组合。所以需要一个能力长，液氮储存安全，符合不同种类的高温超导体材料组合，实现高温超导工作环境的液氮低温杜瓦系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高温超导磁体液氮自动加注制冷装置，以解决在高温超导材料的制冷过程中需要周期性加注液氮的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高温超导磁体液氮自动加注制冷装置，包括磁体冷却杜瓦、氮气蒸发管道、液氮管道、液氮连通容器和外部液氮容器，所述磁体冷却杜瓦包括内胆和外胆，所述内胆和所述外胆之间形成真空夹层，所述外胆通过法兰螺栓与磁体冷却杜瓦的上端盖相连，所述上端盖的上方设有永磁体，所述内胆顶部两外侧分别设有导冷盘，所述导冷盘上方设有与所述永磁体产生悬浮力的高温超导磁体，所述氮气蒸发管道贯穿所述外胆与所述内胆的顶部，所述液氮管道贯穿所述外胆与所述内胆的底部，所述氮气蒸发管道通过第一软管与所述液氮连通容器的顶部一端口相连，所述液氮连通容器的底部端口通过第二软管与所述液氮管道相连，所述液氮连通容器的顶部另一端口通过第三软管与所述外部液氮容器的端口相连。

本发明的有益效果是：本发明可用于容纳和固定高温超导磁体，并为高温超导磁体提供安全、稳定、长时间的低温环境，通过液氮连通容器和外部液氮容器对磁体冷却杜瓦自动加注液氮，磁体冷却杜瓦中液氮的液面高度不变，不需对磁体冷却杜瓦直接补充液氮；将高温超导材料设置在磁体冷却杜瓦的上部，减少了高温超导材料与永磁体之间的间隙，增大了磁悬浮力，提高了悬浮效率，磁体冷却杜瓦的内胆和外胆之间为真空，减少了热量的损失。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述导冷盘包括蓝宝石导冷盘和紫铜导冷盘。

采用上述进一步方案的有益效果是：蓝宝石导冷盘和紫铜导冷盘的导冷效果较好。

进一步，所述磁体冷却杜瓦下方设有至少两个万向轮。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过万向轮可移动磁体冷却杜瓦。

进一步，所述内胆和外胆底部之间设有绝热支撑架。

进一步，所述绝热支撑架的材质为玻璃钢。

采用上述进一步方案的有益效果是：绝热支撑架对内胆起到支撑作用，且热传导面积小，热量损失小。

进一步，所述外胆侧面设有抽气嘴。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过抽气嘴可将内胆和外胆之间抽成真空，阻止热对流和热辐射。

进一步，所述磁体冷却杜瓦、液氮连通容器和外部液氮容器的材质均为无磁材料。

采用上述进一步方案的有益效果是：避免受磁场影响产生涡流发热，造成热损失使得液氮挥发，延长低温环境保持时间。

进一步，所述外部液氮容器的体积大于所述液氮连通容器的体积。

采用上述进一步方案的有益效果是：可为液氮连通容器多次补充液氮，维持低温环境。

附图说明

图1为本发明结构原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、内胆，2、外胆，3、上端盖，4、导冷盘，5、高温超导磁体，6、永磁体，7、氮气蒸发管道，8、法兰螺栓，9、液氮管道，10、第一软管，11、液氮连通容器，12、第二软管，13、第三软管，14、外部液氮容器，15、万向轮，16、绝热支撑架，17、抽气嘴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。