[实用新型]一种脉冲磁体线圈的端部加固结构

说明书

本实用新型公开了一种脉冲磁体线圈的端部加固结构，包括外部支撑组件、固定组件和内层加固板；其中，外部支撑组件包括两个平行的端面，分别固定放置在脉冲磁体线圈两端，且与脉冲磁体线圈平面平行；固定组件固定放置在外部支撑组件的两个端面之间，与外部支撑组件的端面垂直，且连接点位于外部支撑组件端面的边缘处；内层加固板的个数为偶数个，置于脉冲磁体线圈内部，将脉冲磁体线圈沿轴向分割为多段相对独立的线圈，用于在脉冲磁体线圈放电的过程中，通过使各段线圈的端部区域分别产生形变来减小脉冲磁体线圈的最大形变量；该端部加固结构配件较少，结构简单，能够以较为简单的工艺达到提高磁体寿命的效果。

技术领域

本实用新型属于强磁场磁体加固技术领域，更具体地，涉及一种脉冲磁体线圈的端部加固结构。

背景技术

强磁场作为一种现代科学的极端研究条件，为新领域的开辟、新理论的发现和新思想的提出提供了更好的机会和更广阔的前景。近30年来，随着高强度、低电阻率的合金导线与高性能层间加固纤维的研发，脉冲强磁场从70T左右的实验摸索发展到可以实现100T超高脉冲磁场。

脉冲磁体是产生高强磁场的重要设备，目前国内外产生超高强度磁场的脉冲磁体装置都是采用的脉冲磁体。例如，美国Los Alamos国家强磁场实验室(NHMFL)实现100.75T磁场的磁体装置是采用15mm孔径的四线圈磁体；法国国家强磁场实验室(LNCMI)实现98.8T磁场的磁体装置是采用8mm孔径的三线圈磁体；德国德累斯顿强磁场实验室(HLD)实现95.6T磁场的磁体装置是采用16mm孔径的双线圈磁体；武汉国家脉冲强磁场中心(WHMFC)实现90.6T磁场的磁体装置同样是采用12mm孔径的双线圈磁体。但是超高的场强会导致磁体收到巨大的轴向电磁力，使磁体线圈发生形变，而且传统式脉冲磁体的线圈都是一整段的，这使得磁体线圈形变都聚集于磁体线圈的端部，导致端部磁体线圈位移最大，尤其是线圈端部的中间部分会发生端部破坏，进而使得中心磁体的压力较高，寿命较短，故研究一种脉冲磁体线圈的端部加固结构存在重要意义。

在不改变中心磁场强度的前提下，加强磁体结构的轴向力学稳定性，减小端部磁体线圈位移是实现更高场强的脉冲磁体的主要技术难点。在现有的脉冲磁体线圈的端部加固结构中，HLD实现的95.6T场强的磁体就是在磁体环向四周采用预拉伸的钢索对磁体施加轴向压力，防止磁体端部结构出现分离，而这种钢索一般需要数十根并在一起使用，钢索端部还要用不锈钢块固定在一起，工艺极为复杂；NHMFL则是将每一层导体绕组分开绕制，采用各向同性的镍钴铬钼合金材料(MP35N)对每一层绕组加固后同轴组装，虽然能够对脉冲磁体线圈的端部进行加固，但是由于每一层绕组需要分开绕制、加固后再进行组装，非常耗时。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种脉冲磁体线圈的端部加固结构，其目的在于解决现有技术由于需要在磁体环向四周采用数量较多的预拉伸的钢索对磁体进行施压加固而导致的工艺复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种脉冲磁体线圈的端部加固结构，包括：外部支撑组件、固定组件和内层加固板；

其中，外部支撑组件包括两个平行的端面，分别固定放置在脉冲磁体线圈两端，且与脉冲磁体线圈平面平行，用于固定脉冲磁体线圈；

固定组件固定放置在外部支撑组件的两个端面之间，与外部支撑组件的端面垂直，且连接点位于外部支撑组件端面的边缘处，用于为外部支撑组件提供垂直支撑；

内层加固板的个数为偶数个，置于脉冲磁体线圈内部，将脉冲磁体线圈沿轴向分割为多段相对独立的线圈，用于在脉冲磁体线圈放电的过程中，通过使各段线圈的端部区域分别产生形变来减小脉冲磁体线圈的最大形变量。

进一步优选地，固定组件包括多根螺杆，用于连接外部支撑组件的两个端面，使外部支撑组件的两个端面与脉冲磁体线圈紧密贴合。