专利名称：半胶粘二分冲片四极电磁铁的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及带电粒子传输使用的电磁铁，主要涉及一种用于带电粒子束流 聚焦的二分冲片四极电磁铁。
技术背景-
四极电磁铁是国家重点工程项目所需要的，主要用于加速器系统的各条束线上，进 行束流聚焦，其每台电磁铁电源单独供电。对磁铁四个磁极分布的对称性、四极上的线 圈一致性要求较高，最终目的是取得高质量的磁场分布。在此之前，国内同类型电磁铁 大都采用实芯铁制作，无法满足交变磁场下的工作要求，研制一种半胶粘合、冲片叠压 的四极电磁铁意义重大。此外，减轻重量降低成本、减小外形尺寸便于安装也是需要解 决的问题。
发明内容-
本实用新型的目的在于在现有技^^础上，li雕啲一种半胶粘二分冲片四极电磁铁，磁 场质量高，磁铁稳定性好，工作效率高。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方^fe实恥 一种半胶粘二分冲片四极电磁铁，
包括有铁芯押片(2),铁芯神片(2) ffl3l胶合构戯占结端板(3)，两端各一件粘结端板(3) 中间夹散铁芯神片(2)构成磁铁铁芯(1)，其特征在于戶舰的铁芯(1)由上铁芯(1-1) 和下铁芯(1-2)组成，上铁芯(1-1)和下铁芯(1-2)分别ffiil侧面的第一压板(4)、两端 的第二压板(5)和双头螺杆(6)固定连接构成上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)，上磁铁 组(7-1)和下磁铁组(7-2)相对设置形成四极电磁铁，上磁铁组(7-1)上设有第一极线圈 (8-1)和第二极线圈(8-2)，下磁铁组(7-2)上设有第三极线圈(8-3)和第四极线圈(84)， 各极线圈的引线分别用线圈压块(9)固定在上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)的侧面，下 磁铁组(7-2)安装在/M (10)上。
为使电磁铁在消耗同等原材料的基础上，，取得高质量的磁场分布，充分利用冲压模具对 冲片冲制的良别呆证性，在铁芯冲片(2)设计时，Mil精确计算，对OT极头部位^4行
优化，精确调整 分布。让铁芯冲片(2)磁极头部位的弧形两边得到更多一些铁量，使磁 场在这里的分布得到垫补，最终得到了令人满意地高质量磁场分布。
所述的上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)两侧设有第三压板(11)，并通过拉杆(12) 固定连接。
所述的第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4) 均由内线圈和外线圈两部分组成，第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈 (8-3)和第四极线圈(8-4)与上磁铁组(7-1)或下磁铁组(7-2)接触之间设有第一 胶皮垫片(13)，第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极 线圈(8-4)分别用线圈支撑板(14)固定在相应的磁极头上，每极的内线圈和外线圈之 间设有第二胶皮垫片(15)。
所述的第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4) 的内、外线圈的导线是外部为方形的铜线，其中心设有水孔，外部设有绝缘层，在第一 极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4)的内、外 线圈引线两端头设有水管接头(16)，在上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)的侧面用水 管压环(17)固定有进水管(18)和回水管(19)，在进水管(18)的上端设置压力表(20)。
所述的设有水管接头(16)的各线圈引线上设有电连接板(21)，各电连接板(21) 相联接，使得各极上的所有内、外线圈呈串联方式连接，并保证两两相对磁极极性相同、 相邻磁极极性相反。
所述的内、外线圈外部的绝缘层分别有设置在导线与导线之间的匝间绝缘(22)和 线圈与磁铁铁芯之间对地绝缘(23)构成，匝间绝缘(22)和对地绝缘(23)外部还设 有环氧浇注层(24)。
所述的内、外线圈为马鞍形。上磁铁组(7-1)上设有吊环(25)。铁芯冲片(2) 的磁极头(2-1)的外部线(A)在拐角处外侧设为凹形。
本实用新型的有益效果是所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，每台电磁铁电源单独 供电，磁铁四个磁极分布的对称性、四极上的线圈一致性较高。采用上下两分片八边形 结构，其极头内切圆直径170mm，四极磁铁的工作方式是脉冲的，磁场的上升和下降时 间是3秒，累积时间为10秒，平顶时间是5秒，所以周期是21秒，但要考虑直流运行 30分钟。磁场质量高，磁铁稳定性好，工作效率高。
图1为本实用新型主视示意图2为本实用新型俯视示意图3为本实用新型左视剖视示意图4为本实用新型线圈的剖面示意图5为本实用新型线圈导线的局部放大剖面示意图6为本实用新型铁芯冲片(2)结构示意图7为本实用新型铁芯冲片(2)的局部放大示意图。
图8为本实用粘结端板(3)结构示意图。
图9为本实用新型上磁铁组(7-1)的结构剖视示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述
实施例l，见图l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8，所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，包 括有铁芯冲片2，铁芯冲片2通过胶合构成粘结端板3，两端各一件粘结端板3中间夹散 铁芯冲片2构成磁铁铁芯1，其特点在于所述的铁芯1由上铁芯1-1和下铁芯1-2组 成，上铁芯1-1和下铁芯1-2分别通过侧面的第一压板4、两端的第二压板5和双头螺 杆6固定连接构成上磁铁组7-1和下磁铁组7-2，上磁铁组7-1和下磁铁组7-2相对设 置形成四极电磁铁，上磁铁组7-1上设有第一极线圈8-1和第二极线圈8-2，下磁铁组 7-2上设有第三极线圈8-3和第四极线圈8-4，各极线圈的引线分别用线圈压块9固定在 上磁铁组7-1和下磁铁组7-2的侧面，下磁铁组7-2安装在底座10上。
所述的上磁铁组7-1和下磁铁组7-2两侧设有第三压板11，并通过拉杆12固定连 接。所述的第一极线圈8-1、第二极线圈8-2、第三极线圈8-3和第四极线圈8-4均由内 线圈和外线圈两部分组成，第一极线圈8-l、第二极线圈8-2、第三极线圈8-3和第四极 线圈8-4与上磁铁组7-1或下磁铁组7-2接触之间设有第一胶皮垫片13，第一极线圈8-1 、 第二极线圈8-2、第三极线圈8-3和第四极线圈8-4分别用线圈支撑板14固定在相应的 磁极头上，每极的内线圈和外线圈之间设有第二胶皮垫片15。所述的第一极线圈8-1、 第二极线圈8-2、第三极线圈8-3和第四极线圈8-4的内、外线圈的导线是外部为方形 的铜线，其中心设有水孔，外部设有绝缘层，在第一极线圈8-l、第二极线圈8-2、第三 极线圈8-3和第四极线圈8-4的内、外线圈引线两端头设有水管接头16，在上磁铁组7-1 和下磁铁组7-2的侧面用水管压环17固定有进水管18和回水管19,在进水管18的上 端设置压力表20。所述设有水管接头16的各线圈引线上设有电连接板21，各电连接板 21相联接，使得各极上的所有内、外线圈呈串联方式连接，并保证两两相对磁极极性相
同、相邻磁极极性相反。
所述的内、外线圈外部的绝缘层分别有设置在导线与导线之间的匝间绝缘22和线圈 与磁铁铁芯之间对地绝缘23构成，匝间绝缘22和对地绝缘23外部还设有环氧浇注层 24。所述的内、外线圈为马鞍形。所述的上磁铁组7-l上设有吊环25。铁芯冲片2的磁 极头2-1的外部线A在拐角处外侧设为凹形。
该磁铁铁芯为上下7诉尔、对开式，每上或下半铁芯两端110 *长度用高温固化的环氧 胸t^钢冲片固化为一体，謝门称它为粘接端板，然后用左右两个粘接端板、中间填充散冲 片至规定的长度和重量、在焊接模具上加压的情况下利用周边的钢板焊为一体、成为一个半 铁芯，两个半铁芯扣合成一台磁^^需 ;线圈为马鞍形的，^磁 ±有内外两副线圈。
冲片尺寸长908毫米、宽456毫米、厚0.5毫米，形位误差均好于士0.02毫米，最大毛 刺小于0.03毫米，这是制造高精度冲片磁铁的基本斜牛；研制了数套工装夹具^f呆证半铁芯 的迭压尺寸精度；迭压力的控制是利用定扭矩力距板手；铁芯X^尔焊接后利用风im击消除 局部焊接应力、整体焊接后利用超声波振动仪消除整体焯接应力。
半铁芯两极头辦尔性的保证是 冲片的精度，上下四个极头的対称性是依靠装配保证 的，设计了专用检具。措施有铁芯迭压中对冲片分组秤重，严t&e制每台磁铁的铁重量； 利用在磁铁极头两端的削斜量控制磁铁的有效长度和磁铁端 场；线圈^3M绕线模具精 确绕制后，用真空浇注模具将线圈固化为一体。
权利要求1.一种半胶粘二分冲片四极电磁铁，包括有铁芯冲片(2)，铁芯冲片(2)通过胶合构成粘结端板(3)，两端各一件粘结端板(3)中间夹散铁芯冲片(2)构成磁铁铁芯(1)，其特征在于所述的铁芯(1)由上铁芯(1-1)和下铁芯(1-2)组成，上铁芯(1-1)和下铁芯(1-2)分别通过侧面的第一压板(4)、两端的第二压板(5)和双头螺杆(6)固定连接构成上磁铁组(71)和下磁铁组(7-2)，上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)相对设置形成四极电磁铁，上磁铁组(7-1)上设有第一极线圈(8-1)和第二极线圈(8-2)，下磁铁组(7-2)上设有第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4)，各极线圈的引线分别用线圈压块(9)固定在上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)的侧面，下磁铁组(7-2)安装在底座(10)上。
2. 如权利要求1所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于:所述的上磁铁组(7-l) 和下磁铁组(7-2)两侧设有第三压板(11)，并通过拉杆(12)固定连接。
3. 如权利要求1所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于所述的第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4)均由内线圈 和外线圈两部分组成，第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3) 和第四极线圈(8-4)与上磁铁组(7-1)或下磁铁组(7-2)接触之间设有第一胶皮 垫片(13)，第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极 线圈(8-4)分别用线圈支撑板(14)固定在相应的磁极头上，每极的内线圈和外线 圈之间设有第二胶皮垫片(15)。
4. 如权利要求3所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于所述的第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4)的内、外线 圈的导线是外部为方形的铜线，其中心设有水孔，外部设有绝缘层，在第一极线圈(8-1)、第二极线圈(8-2)、第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4)的内、外线 圈引线两端头设有水管接头(16)，在上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)的侧面用 水管压环(17)固定有进水管(18)和回水管(19)，在进水管(18)的上端设置压 力表(20)。
5. 如权利要求4所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于所述设有水管接头(16)的各线圈引线上设有电连接板(21)，各电连接板(21)相联接，使得各极上 的所有内、外线圈呈串联方式连接，并保证两两相对磁极极性相同、相邻磁极极性 相反。
6. 如权利要求4所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于所述的内、外线圈 外部的绝缘层分别有设置在导线与导线之间的匝间绝缘(22)和线圈与磁铁铁芯之 间对地绝缘(23)构成，匝间绝缘(22)和对地绝缘(23)外部还设有环氧浇注层(24)。
7. 如权利要求6所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于所述的内、外线圈 为马鞍形。
8. 如权利要求1所述的半胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于在所述的上磁铁组(7-1)上设有吊环(25)。
9. 如权利要求1所述的全胶粘二分冲片四极电磁铁，其特征在于所述的铁芯冲片(2) 的磁极头(2-1)的外部线(A)在拐角处外侧设为凹形。
专利摘要本实用新型主要涉及带电粒子传输使用的电磁铁，主要涉及一种用于带电粒子束流聚焦的一种半胶粘二分冲片四极电磁铁，其铁芯冲片(2)通过胶合构成粘结端板(3)，两端各一件粘结端板(3)中间夹散铁芯冲片(2)构成磁铁铁芯(1)，铁芯(1)由上铁芯(1-1)和下铁芯(1-2)组成，上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)相对设置形成四极电磁铁，上磁铁组(7-1)上设有第一极线圈(8-1)和第二极线圈(8-2)，下磁铁组(7-2)上设有第三极线圈(8-3)和第四极线圈(8-4)，各极线圈的引线分别用线圈压块(9)固定在上磁铁组(7-1)和下磁铁组(7-2)的侧面，下磁铁组(7-2)安装在底座(10)上。其磁场质量高，磁铁稳定性好，工作效率高。
文档编号H01F7/06GK201191550SQ200820028900
公开日2009年2月4日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者源 何, 孙国平, 斌 张, 张小奇, 徐大宇, 李寿陆, 丰 王, 王文进, 平 袁, 谢春安, 雷海亮, 马力祯 申请人:中国科学院近代物理研究所