[发明专利]一种用于核聚变极向场超导磁体制造的双线并绕系统

权利要求书

1.一种用于核聚变极向场超导磁体制造的双线并绕系统，其特征在于：包括两条完全对称的超导线圈绕制生产线，以及回转平台、落模工装和绕制模具；每条超导线圈绕制生产线分别由导体放送设备、校直机、超声清洗机、喷砂清洗机、弯曲成型机、匝间绝缘包带机组成，其中每条超导线圈绕制生产线中的弯曲成型机、匝间绝缘包带机分别设置在回转平台上，落模工装、绕制模具亦设置在回转平台上；在线圈绕制过程中，每个超导线圈绕制生产线中的导体放送设备将超导导体放出，然后经过校直机校直、超声清洗机超声清洗、喷砂清洗机喷砂清洗处理后送入回转平台上对应的弯曲成型机，再经弯曲成型机成形为所需的半径后，由对应的匝间绝缘包带机完成多层绝缘带的包绕，最后两条超导线圈绕制生产线中的超导导体由落模工装固定在绕制模具轮廓内正确位置；

所述弯曲成型机包括分别由电机驱动的导向轮对、多个进给轮对、成形轮、压下轮，以及喷码机，每个进给轮对中其中一个进给轮为主动进给轮，另外一个进给轮为从动进给轮，超导导体经导向轮对导向后，再依次经过多个进给轮对、成形轮后送入压下轮位置，压下轮由电机或活塞缸驱动可直线运动，压下轮运动至超导导体对超导导体进行弯曲成形，所述喷码机设置在成形轮对面，并以成形轮所在位置为特征点，由喷码机在特征点对超导导体进行喷砂，还包括编码器，由编码器根据导向轮或主动进给轮的转动长度对超导导体进行计长；弯曲成型机对超导导体进给长度进行精确计量，长度计量的精度优于300ppm，弯曲成型机上安装喷码机对处于特征点的超导导体表面喷码标识，弯曲成型机对含匝间过渡段的线圈各半径高精度无张力弯曲成形；

匝间绝缘包带机中包带轮对穿过匝间绝缘包带机机架的超导导体进行包带，匝间绝缘包带机的机架为角度可调的支架结构，在超导导体进入方向设置行走轮以将超导导体导入；

所述回转平台在空载和负载条件下，平面度小于1mm；安装其上的绕制模具的轮廓度小于1mm；回转平台上安装有导体支撑架和导向机构，利用导体支撑和导向机构实现超导导体匝间绝缘包绕后缓慢、顺利的落到回转平台上；回转平台上安装有落模工装，由落模工装将落到回转平台上的超导导体落模至绕制模具并进行夹紧处理，确保超导导体处于绕制模具轮廓内的正确位置；回转平台上刻划了线圈特征点参考线，所刻划的参考线和理论参考线的之间的偏差小于0.5mm；

回转平台内的绕制模具由环形内模和环形外模构成，超导导体需要落入内、外模之间，落模工装包括设置在内、外模彼此相对的侧面的快夹，以及垂直连接在内模快夹上的过渡杆，过渡杆指向外模的一端连接有尼龙垫块，超导导体落入内、外模之间并沿回转平台环向绕制，由过渡杆使超导导体限制在内、外模之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于核聚变极向场超导磁体制造的双线并绕系统，其特征在于：所述导体放送设备由一个电机驱动的可转动的导体放送筒以及预校直机构成，待绕制超导导体缠绕存储在导体放送筒上，通过电机驱动导体放送筒转动实现放送超导导体；导体放送设备承载直径为3.5m∽4.5m、质量为12t∽16t的超导导体，导体放送设备按照线圈绕制方向和速度要求放送超导导体并确保超导导体处于相同的放送高度，导体放送设备对超导导体进行预校直处理并为后续校直设备提供恒定半径的超导导体。

3.根据权利要求1所述的一种用于核聚变极向场超导磁体制造的双线并绕系统，其特征在于：所述校直机由一排电机驱动的可转动的主动轮，以及设置在一排主动轮对面的一排从动轮构成，主动轮与从动轮呈一一交错，超导导体从主动轮排和从动轮排之间经过，由主动轮和从动轮实现超导导体的校直；校直机对恒定半径的超导导体进行高精度校直处理，校直后的导体直线度优于0.3mm/1000mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于核聚变极向场超导磁体制造的双线并绕系统，其特征在于：所述超声清洗机包括清洗仓、设置在清洗仓一侧的超声发生器，以及存储有去离子水的去离子水箱、存储有清洗液的清洗液箱构成，去离子水箱、清洗液箱内分别通过泵和管路与清洗仓内连通，超导导体从清洗仓一端进入清洗仓内，并从清洗仓另一端穿出，由去离子水箱、清洗液箱分别向清洗仓内通入去离子水、清洗液，并由超声发生器向清洗仓内发送超声波对超导导体进行清洗；超声清洗机对碱性无泡溶液进行加热处理，并采用高温碱性无泡溶液对超导导体进行超声表面去油清洗和吹干处理，经超声清洗机处理后的超导导体表面清洁并能通过水膜破裂测试。