[实用新型]一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体

说明书

本实用新型提供了一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体，所述内杜瓦结构包括上杜瓦和设置在所述上杜瓦下侧的下杜瓦；所述上杜瓦和所述下杜瓦均为横截面为U型的环形结构，所述上杜瓦和所述下杜瓦的每个内表面上均具有预设厚度的蜂窝层，所述上杜瓦与所述下杜瓦固定连接，且所述上杜瓦的敞口侧与所述下杜瓦的敞口侧相对设置，以形成横截面为矩形的环形空腔结构。本实用新型能够解决现有技术中的内杜瓦结构对超导线圈冷却效果较差且易变形的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及动态超导磁体技术领域，尤其涉及一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体。

背景技术

超导磁体由于有高的电流密度，可以形成较大的磁场，且具有质量轻、体积小和低损耗等优势，目前已在诸如核聚变、加速器和MRI等领域广泛应用。超导磁体的冷却方式通常采用液氦浸泡式冷却或制冷机的传导冷却。这些领域的超导磁体均运行在静态环境下，然而目前动态环境下的超导磁体，例如高动态载荷下的磁悬浮列车和电磁推进，作为动子的超导磁体，在通直流电后与通交流电的地面线圈常导直线电机进行相互作用，产生电磁力，电磁力的分量可进行悬浮、推进与导向。

动态环境下的超导线圈消耗的液氦速率快，因此对超导线圈与液氦接触情况要求更高，两者的接触面积越大越好，传统绕线方式将线圈绕制在带有U型槽的骨架内，通过环氧浸制的方式进行固化，使得线圈和骨架成为一个整体，然后将线圈骨架放置在内杜瓦中，通过输入液氦实现线圈的冷却。

但是，这种线圈绕制后整体带骨架的浸泡冷却方式，使得线圈的三个面没有与液氦接触，而是与骨架直接接触。线圈的这三个面只能通过传导形式冷却，冷却效果大打折扣，直接影响线圈闭环稳定运行时间，同时U型骨架为开环结构，易变形，对于动态超导磁体的传力性能有一定影响。

发明内容

本实用新型提供了一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构及超导磁体，能够解决现有技术中的内杜瓦结构对超导线圈冷却效果较差且易变形的技术问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于超导线圈的无骨架蜂窝式内杜瓦结构，所述内杜瓦结构包括上杜瓦和设置在所述上杜瓦下侧的下杜瓦；所述上杜瓦和所述下杜瓦均为横截面为U型的环形结构，所述上杜瓦和所述下杜瓦的每个内表面上均具有预设厚度的蜂窝层，所述上杜瓦与所述下杜瓦固定连接，且所述上杜瓦的敞口侧与所述下杜瓦的敞口侧相对设置，以形成横截面为矩形的环形空腔结构。

优选的，所述环形空腔结构的宽度与绕制好的超导线圈的厚度相同，所述环形空腔结构的高度与绕制好的超导线圈的高度相同。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种超导磁体，所述超导磁体包括如上所述任一内杜瓦结构和超导线圈，所述超导线圈设置在所述内杜瓦结构的环形空腔结构内，所述内杜瓦结构的蜂窝层的蜂窝结构内存储有用于冷却所述超导线圈的冷却介质。

优选的，所述超导线圈为绕制好的超导线圈。

优选的，所述超导磁体还包括U型卡箍，所述U型卡箍用于固定绕制好的超导线圈。

优选的，所述环形空腔结构的宽度与绕制好的超导线圈的厚度相同，所述环形空腔结构的高度与绕制好的超导线圈的高度相同。

应用本实用新型的技术方案，通过在内杜瓦内部设置蜂窝层，提高了内杜瓦的结构强度，同时在蜂窝层的蜂窝结构内存储冷却介质，使超导线圈的每个面均能与冷却介质接触，提高了超导线圈与冷却介质换热面积，从而提高了对流换热效率，进而提高了超导线圈稳定运行时间。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。