[发明专利]一种基于高温超导圆形环片的超导磁体

说明书

本发明公开了属于超导磁体应用领域的一种基于高温超导圆形环片的超导磁体。该超导磁体是从下至上按照超导环片、绝缘片交互堆叠构成，上下各加一片法兰片，并通过绝缘拉杆连接固定。其中绝缘片或用双面涂绝缘漆的有径向切口的Cu片代替；超导环片和绝缘片上有定位孔，组装完成后在定位孔中放入磁通泵，超导磁体通过磁通泵励磁，无需电流引线和直流电源，具有结构简单、紧凑、可拆卸、绝缘处理容易、操作简便的优点，能够实现超导磁体的闭环运行。

技术领域

本发明属于超导磁体应用领域，特别涉及一种基于高温超导圆形环片的超导磁体。

背景技术

超导磁体具有许多常规磁体所不可比拟的优点，例如磁场强度高、功耗低、体积小、稳定性高。现今实用的超导材料大都采用带状结构，通过绕制带材成双饼式或螺管式结构来制备超导磁体，但是高温超导材料焊接工艺不成熟，无法实现无阻焊接以及超导闭环运行。

超导磁体一般采用处于常温的电源来励磁，用电流引线连接电源和超导体，电流引线两端分别处于低温和室温环境，会有大量的热量传入超导低温容器，同时电流引线电阻以及电流引线和超导线之间的焊接电阻，在通电时会产生焦耳热，损耗功率，提高冷却成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高温超导圆形环片的超导磁体，其特征在于，所述超导磁体是由绝缘片或Cu片与超导环片交互堆叠，上下各加一片法兰片，并通过拉杆和螺栓固定。

本发明基于不同的超导环片的形状分为两种实施方案，每一种实施方案基于定位孔与超导环片内环的位置关系分为三种结构，即提出六种不同的超导磁体结构。不同的超导磁体结构的组装方法相同，如下所述：构成超导磁体的超导片近似看作圆环形，同一磁体绝缘片的形状、尺寸与超导环片相同，且含有位置、大小与超导环片相同的定位孔，定位孔穿过定位杆，首先放置好第一片绝缘片，将第一片超导环片对齐堆叠在第一片绝缘片上面，定位孔位置对齐穿过定位杆。接着将第二片绝缘片对齐堆叠在第一片超导环片上面，将第二片超导环片对齐堆叠在第二片绝缘片上面。然后将第三片绝缘片对齐堆叠在第二片超导环片上面，同理由下至上依次完成堆叠，且最上面一层是绝缘片。堆叠完成后上下各加一片法兰片，法兰片上有位置、大小和超导环片一样的定位孔，法兰片的内半径与超导环片内半径相同，法兰片外半径大于超导环片外半径，在大于超导片的区域对称开四个螺丝孔，通过绝缘拉杆和螺栓进行固定。固定好磁体后取出定位杆，在定位孔处插入磁通泵线圈，磁通泵线圈的引出线与外部电源的接头连接，形成完整的基于超导圆形环片的超导磁体。

所述超导磁体采用液氮浸泡式冷却，其结构基于定位孔与超导环片内环的位置关系分为相交、相切、相离三种形式。

所述超导环片上有定位孔，与绝缘片堆叠成超导磁体后，在定位孔放入励磁磁通泵的线圈，线圈接入外部交流电源，实现磁体的闭环超导运行。

所述超导环片上的定位孔尺寸远小于超导片尺寸，忽略定位孔对磁场的影响。

所述绝缘片主要由PPLP绝缘材料、有机绝缘薄膜、牛皮纸、环氧薄片构成，其尺寸与超导环片相同，且分布有位置和尺寸与超导片相同的定位孔。

所述绝缘片或用双面涂绝缘漆的有径向切口的Cu片代替，Cu片外半径比超导环片半径大5-10mm。

本发明的有益效果为：提供了一种基于高温超导圆形环片的超导磁体，并结合超导材料的制作工艺，提出六种超导环片结构，组装成不同结构的超导磁体。该超导磁体制造方便、结构简单、可拆卸，无需电源和电流引线，有助于实现超导磁体的闭环运行高场应用。

附图说明

图1为实施方案一中三种超导环片示意图；

图2为实施方案二中三种超导环片示意图；

图3为实施方案一中绝缘片示意图；

图4为实施方案二中绝缘片示意图；