一种超导带绕制欠载过载保护装置的制作方法

本发明涉及超导带线圈绕制保护技术，特别涉及一种超导带绕制欠载过载保护装置。

背景技术：

跑道型超导线圈绕制过程中，收线机构提供绕制的动力，放线机构提供绕线负载，从而使超导带始终保持一定的张力。当发生不可预知的电气或机械扰动时，可能会导致超导带张力小或过大。当超导带张力过小时，线圈匝与匝之间不能紧密贴合，尤其是跑道型线圈的直边匝与匝之间会出现缝隙，严重影响线圈质量；当超导带张力过大时，会对超导带造成冲击，影响超导带性能，甚至折断超导线。由于超导带本身成本较高，如果超导带绕制过程发生事故，必将造成较大的经济损失。

公开号为CN 103839648 A的中国发明专利文献，公开了一种超导磁体绕制应力过载保护装置，该装置通过传感器检测超导线材张力从而控制保护装置的机械开关实现过载保护。由于加入电气单元，一方面降低了系统的可靠性，另一方面响应速度也有一定的滞后。同时，该装置对超导带欠载工况也不能进行很好的保护。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超导带绕制欠载过载保护装置，用于在超导带绕制过程中，防止由于超导带张力过小导致超导线圈质量受到影响，同时防止由于超导带张力过大导致超导带受到冲击，从而损伤超导带性能甚至折断超导带。

实现本发明所采用的具体技术方案为：

一种超导带绕制欠载过载保护装置，其特征在于：包括底座、缓冲单元及导向轮单元；底座位于整个装置的最底端，缓冲单元的底部安装于底座的顶部，导向轮单元安装于缓冲单元的顶部上端。

所述底座的侧面设计有安装接口，作为对外的机械接口。

所述缓冲单元起预紧及缓冲作用，包括弹簧、导向杆、导向筒、支撑杆、安装支架，导向杆的一端固定于底座的顶面，导向杆的另一端与导向筒套接，弹簧套接于导向杆上，弹簧位于导向筒和底座之间，导向筒的上端连接支撑杆，导向筒和支撑杆的连接结构整体呈中空结构，支撑杆的顶端固定安装支架，导向筒带动支撑杆可沿导向杆往复滑动。

所述导向杆与导向筒套接的配合面为正六边形，可保证导向筒与导向杆在周向不能相对转动。

所述导向筒与支撑杆通过螺纹连接。

所述导向轮单元包括中心轴和导向轮；所述中心轴水平设置，一端固定于缓冲单元的安装支架，用两个六角螺母固定，调节两个六角螺母轴向位置，可调整导向轮相对于底座轴向的位置，从而调整导向轮相对于放线盘或收线盘的轴向相对位置，中心轴的另一端通过内六角螺钉、轴承与导向轮连接。

正常绕制超导带时，超导带绕制于导向轮上，超导带绷紧的合力压缩弹簧至中间状态，此时，合适的张力既能防止绕制线圈松动，也不会破坏超导带的性能。当由于电机或机械扰动导致张力过小时，弹簧迅速释放，补偿部分损失张力，而后由控制系统控制动力装置调整绕线张力；当由于电机或机械扰动导致张力过大时，弹簧迅速被压缩，抵消部分增加的张力，而后由控制系统控制动力装置调整绕线张力，直至恢复正常状态。

本发明具有如下效果：

本实用新型结构简单，方便实用，可配合电气保护系统，在超导带绕制过程中，张力过小或过大时，提高绕制线圈的质量，避免超导带被拉断的风险，降低绕制线圈中的损耗，降低成本；更换不同形式的导向轮，本装置也可用于其他线圈的绕制。

附图说明

图1为本发明三维示意图；

图2为本发明缓冲单位结构示意图；

图3为图2的A-A结构示意图；

图4为本发明导向轮单元结构示意图；

其中，附图标记为：1底座，2缓冲单元，22导向杆，23导向筒，24支撑杆，25安装支架，3导向轮单元，31中心轴，32六角螺母，33导向轮，34内六角螺钉，35轴承，4超导带。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施例作进一步说明。

如图1所示，超导带绕制欠载过载保护装置的整体示意图，该装置包括底座1、缓冲单元2、导向轮单元3；底座1位于整个装置的最底端，缓冲单元2的底部安装于底座1的顶部，导向轮单元3安装于缓冲单元2的顶部上端。

所述底座1的侧面设计有安装接口，作为对外的机械接口。

如图2-3所示，所述缓冲单元2起预紧及缓冲作用，包括弹簧、导向杆22、导向筒23、支撑杆24、安装支架25，导向杆22的一端通过螺钉或其他方式固定于底座1的顶面，导向杆22的另一端通过螺栓或其他方式与导向筒23套接，弹簧套接于导向杆22上，弹簧位于导向筒23和底座1之间，设计有充分的预紧力和缓冲空间；导向筒23的上端连接支撑杆24，导向筒23和支撑杆24的连接结构整体呈中空结构，支撑杆24的顶端通过螺栓或其他方式固定安装支架25，导向筒23带动支撑杆24可沿导向杆22往复滑动。

所述导向杆22与导向筒23套接的配合面为正六边形，可保证导向筒23与导向杆22在周向不能相对转动。

所述导向筒23与支撑杆24通过螺纹连接。

如图4所示，所述导向轮单元3包括中心轴31和导向轮33；所述中心轴31水平设置，设计有外螺纹，一端固定于缓冲单元2的安装支架25，用两个六角螺母32固定，调节两个六角螺母32的轴向位置时，可调整导向轮33相对于底座1轴向的位置，从而调整导向轮33相对于放线盘或收线盘的轴向相对位置，中心轴31的另一端通过内六角螺钉34、轴承35与导向轮33连接。

本发明工作过程如下：

在超导带绕制过程中，本保护装置按在在收线机构与放线机构之间，超导带4从导向轮33两翼缘之间穿过，由于受到超导带4的合力作用，缓冲单元2的弹簧22受到轴向压力而处于被压缩的中间状态。当超导带4张力减小，弹簧22受到的轴向力也相应减小，则弹簧伸长，补偿部分损失的张力；当超导带4张力过大时，弹簧22受到的轴向力也相应增大，则弹簧缩短，释放部分增加的张力，避免超导带4张力过大从而被拉断。

本装置用于超导线圈绕制过程中，出现超导带应力过小时，补偿损失超导带张力，或出现超导带应力过大时，保护超导带免于承受张力冲击甚至发生折断事故。