[发明专利]一种模块化高温超导磁体系统及其装配方法

权利要求书

1.一种模块化高温超导磁体系统，其特征在于：由真空容器、超导磁体（5）以及支撑组件（2）构成；

所述的真空容器由容器上盖板（6）、容器下底板（1）以及通过密封圈分别与容器上盖板（6）和容器下底板（1）连接的框架组件（4）组成，所述的容器下底板（1）由下底板本体（11）和成对设置在下底板本体（11）左右侧的下底板连接块（12）组成，所述的容器上盖板（6）由容器上盖板本体（62）和成对设置在容器上盖板本体（62）上的上盖板连接块（61）组成，所述的框架组件（4）由连接容器上盖板（6）和容器下底板（1）的框架本体（43）以及与框架本体（43）相连接的过渡板组成，所述的过渡板上安装有密封接线柱（44）、抽真空接头（41）以及冷媒传输接头（42）；

所述的超导磁体（5）由L形截面的磁体下底板（52）、磁体上盖板（53）以及夹持在磁体下底板（52）和磁体上盖板（53）之间的多个双饼线圈（51）组成，双饼线圈（51）由内环（511）、外环（513）以及通过低温树脂固化在内环（511）和外环（513）之间的超导线圈（512）组成，所述的双饼线圈（51）通过引线串联在一起，所述的磁体上盖板（53）和磁体下底板（52）左右侧分别设置有与下底板连接块（12）/上盖板连接块（61）对应的固定块，所述的磁体下底板（52）或磁体上盖板（53）通过管路与冷媒传输接头（42）相连，冷媒传输接头（42）通过管路与外部低温制冷系统相连，所述的超导磁体（5）通过电流引线与密封接线柱（44）相连，密封接线柱（44）与外部磁体电流源相连；

所述的支撑组件（2）由沿超导磁体（5）长度方向布置在磁体下底板（52）左右侧的多个支撑杆一（21）、沿超导磁体（5）宽度方向以X形交叉布置在磁体下底板（52）上的支撑杆二（22）和沿超导磁体（5）长度方向布置在磁体上盖板（53）左右侧的多个支撑杆三（23）组成，所述的支撑杆一（21）和支撑杆二（22）两端通过销钉分别与下底板连接块（12）和磁体下底板（52）上的固定块连接，所述的支撑杆三（23）两端通过销钉分别与上盖板连接块（61）和磁体上盖板（53）上的固定块连接；

所述超导磁体（5）、支撑组件（2）以及管路的外表面均包覆多层绝热材料。

2.根据权利要求1所述的一种模块化高温超导磁体系统，其特征在于，所述的下底板连接块（12）和上盖板连接块（61）由不锈钢板、铝合金板、钛合金板或铜板加工而成。

3.根据权利要求1或2所述的一种模块化高温超导磁体系统，其特征在于，所述的支撑杆一（21）、支撑杆二（22）和支撑杆三（23）由截面为圆形或方形的中间段（212）以及带有销钉孔的前端部（211）和后端部（213）组成，由全复合材料、钛合金、不锈钢、铝合金或复合材料与金属材料形成的组合材料加工而成。

4.根据权利要求3所述的一种模块化高温超导磁体系统，其特征在于，所述的内环（511）和外环（513）由不锈钢板、铝合金板、钛合金板、无氧铜板或玻璃纤维复合材料板加工而成。

5.根据权利要求4所述的一种模块化高温超导磁体系统，其特征在于，所述的支撑杆一（21）与超导磁体（5）连接的低温端靠近超导磁体（5）的几何中心，支撑杆一（21）与容器下底板（1）和超导磁体（5）的装配角度大于0°且不大于45°。

6.一种如权利要求1所述模块化高温超导磁体系统的装配方法，其特征在于，步骤为：

步骤1，绕制多个双饼线圈（51），加工所有零部件；

步骤2，用销钉和螺栓（3）贯穿整个内环（511）、超导线圈（512）和外环（513），将双饼线圈（51）、磁体上盖板（53）和磁体下底板（52）连接成一个整体；

步骤3，将支撑杆一（21）沿长度方向连接在磁体下底板（52）和下底板连接块（12）之间，将每对支撑杆二（22）呈X形连接在磁体下底板（52）和下底板连接块（12）之间，放入销钉并锁紧；

步骤4，通过销钉将支撑杆三（23）的两端分别与磁体上盖板（53）和上盖板连接块（61）连接并锁紧；

步骤5，在超导磁体（5）以及支撑组件（2）外表面包覆多层绝热材料；

步骤6，然后置于框架本体（43）中，分别用螺栓（3）及密封圈将框架本体（43）与容器上盖板（6）以及容器下底板（1）进行密封连接；

步骤7，将超导磁体（5）的电流引线与密封接线柱（44）相连，通过管路与冷媒传输接头（42）相连；

步骤8，在管路外表面包覆多层绝热材料；

步骤9，将装有密封接线柱（44）、抽真空接头（41）以及冷媒传输接头（42）的过渡板密封安装在框架本体（43）上，即得到模块化高温超导磁体系统。