一种电磁线圈冷却系统的制作方法

本实用新型涉及电磁线圈冷却领域，尤其涉及一种电磁线圈冷却系统。

背景技术：

目前，电磁线圈在通电时会产生磁场，而在产生磁场的同时，也会产生热量，尤其是电磁线圈应用于激光驱动的质子医疗范围中的强磁场重频磁体时，单次通电加载，可产生10T以上强磁场，但是由于电磁线圈电阻的存在，而产生强磁场就需要其强大的电流和密集的绕线，因此电磁线圈在产生强磁场的同时也会产生大量焦耳热，这些热量如果不及时排出，将会使线圈温度升高，增加线圈的电阻，在下一次加载时，会产生更多的热量，降低磁场强度，所以这些热量必须排出。而目前，主要将电磁线圈浸泡在绝缘冷却液内而进行冷却，但冷却效果较差，从而远不能满足工业需求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电磁线圈冷却系统，其通过采用储液槽、液体驱动装置、电磁线圈冷却管路的结合设计，并通过将液体驱动装置采用液压缸、真空罐、抽气装置，可利用液压缸与真空罐之间的压差，以促使内置绝缘冷却液流经电磁线圈冷却管路，而可使内置绝缘冷却液经过电磁线圈的冷却通道对电磁线圈进行冷却，而且，通过将电磁线圈设置于储液槽内，在使用时，使得电磁线圈可浸在储液槽内的外置绝缘冷却液中，而可利用外置绝缘冷却液对电磁线圈外部进行冷却，因而，可实现电磁线圈的双重冷却，能大大提高冷却效果。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种电磁线圈冷却系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽、用于供内置绝缘冷却液流经的电磁线圈冷却管路、以及用于驱动内置绝缘冷却液流动以使内置绝缘冷却液流经电磁线圈冷却管路的液体驱动装置；所述电磁线圈冷却管路包括位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中的电磁线圈、第一散热器、以及第二散热器；该电磁线圈设置有用于供内置绝缘冷却液流经的冷却通道；所述第一散热器设置有第一流道，第二散热器设置有第二流道；所述冷却通道的其中一端与第一流道连通，另一端与第二流道连通；所述液体驱动装置包括液压缸、真空罐、用于对真空罐抽气的抽气装置；所述真空罐设有入液口、排液口、以及出气口；所述电磁线圈冷却管路的其中一端形成为第一端，并与液压缸的出液口连通；电磁线圈冷却管路的另一端形成为第二端，且真空罐的入液口与电磁线圈冷却管路的第二端之间安装有第一阀门，且该第一阀门用于控制真空罐的入液口和电磁线圈冷却管路第二端的连通或隔离；所述真空罐的出气口与抽气装置的进气端之间安装有第二阀门，且该第二阀门用于控制真空罐的出气口和抽气装置进气端的连通或隔离；所述液压缸的进液口用于供内置绝缘冷却液进入，且该电磁线圈冷却系统还包括用于控制真空罐的排液口开闭的第三阀门、用于控制液压缸的进液口开闭的第四阀门。

进一步地，所述液压缸包括设有腔室的缸体、活塞；所述缸体的顶部设有与腔室连通的第一开口，所述活塞包括位于腔室内的活塞主体部，所述活塞主体部的横截面形状与腔室的横截面形状相匹配，且活塞主体部的外侧壁与腔室的内侧壁滑动且液密封配合；缸体的底部设置有与腔室连通的第一通孔，且缸体的侧面的顶端设置有贯穿腔室内侧壁的第二通孔；所述第一通孔形成为液压缸的出液口，第二通孔形成为液压缸的进液口；所述活塞主体部位于第一开口的下方，且活塞主体部的上表面还设置有驱动杆。

进一步地，所述抽气装置为真空泵。

进一步地，电磁线圈冷却管路还包括第一连通管、第二连通管、第一绝缘管道连接器、第二绝缘管道连接器；所述第一散热器通过第一绝缘管道连接器与电磁线圈连接；所述第一绝缘管道连接器设有第一连通腔，所述第一流道的其中一端通过第一连通腔与冷却通道的其中一端连通，所述第一流道的另一端与第一连通管的其中一端连通，所述第一连通管的另一端形成为电磁线圈冷却管路的第一端；所述第二散热器通过第二绝缘管道连接器与电磁线圈连接；所述第二绝缘管道连接器设有第二连通腔，所述第二流道的其中一端通过第二连通腔与冷却通道的另一端连通，所述第二流道的另一端与第二连通管的其中一端连通，所述第二连通管的另一端形成为电磁线圈冷却管路的第二端。

进一步地，外置绝缘冷却液、内置绝缘冷却液均为液氮、液氢、液氦、液态二氧化碳、或者氟利昂。

进一步地，电磁线圈包括导线，所述冷却通道设置在导线上，并沿着该导线的延伸方向延伸。

进一步地，储液槽的顶部具有第二开口；所述真空罐的排液口朝向于储液槽的第二开口。

进一步地，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门均为开关阀。

进一步地，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门均为电磁阀。

进一步地，所述入液口设置在真空罐的底部，排液口设置在真空罐的底部，出气口设置在真空罐的顶部；所述真空罐具有空腔，所述入液口、排液口、出气口均贯穿空腔的内壁。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过采用储液槽、液体驱动装置、电磁线圈冷却管路的结合设计，并通过将液体驱动装置采用液压缸、真空罐、抽气装置，可利用液压缸与真空罐之间的压差，以促使内置绝缘冷却液流经电磁线圈冷却管路，而可使内置绝缘冷却液经过电磁线圈的冷却通道对电磁线圈进行冷却，而且，通过将电磁线圈设置于储液槽内，在使用时，使得电磁线圈可浸在储液槽内的外置绝缘冷却液中，而可利用外置绝缘冷却液对电磁线圈外部进行冷却，因而，可实现电磁线圈的双重冷却，能大大提高冷却效果，并提高冷却效率,同时，通过利用第一散热器和第二散热器，还可将内置绝缘冷却液的热量散发出去。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电磁线圈的结构示意图；

图3为图2的A处放大图。

图中：10、储液槽；20、电磁线圈；21、冷却通道；50、液体驱动装置；51、液压缸；52、缸体；53、活塞；54、抽气装置；55、真空罐；61、第一绝缘管道连接器；62、第二绝缘管道连接器；63、第一散热器；64、第二散热器；71、第一阀门；72、第三阀门；73、第二阀门；74、第四阀门。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示的一种电磁线圈冷却系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽10、用于供内置绝缘冷却液流经的电磁线圈冷却管路、以及用于驱动内置绝缘冷却液流动以使内置绝缘冷却液流经电磁线圈冷却管路的液体驱动装置50；电磁线圈冷却管路包括位于储液槽10内并用于浸没在外置绝缘冷却液中的电磁线圈20、第一散热器63、以及第二散热器64；该电磁线圈20设置有供内置绝缘冷却液流经的冷却通道21；所述第一散热器63设置有第一流道，第二散热器64设置有第二流道；所述冷却通道21的其中一端与第一流道连通，另一端与第二流道连通；液体驱动装置50包括液压缸51、真空罐55、用于对真空罐55抽气的抽气装置54；真空罐55设有入液口、排液口、以及出气口；电磁线圈冷却管路的其中一端形成为第一端，并与液压缸51的出液口连通；电磁线圈冷却管路的另一端形成为第二端，且真空罐55的入液口与电磁线圈冷却管路的第二端之间安装有第一阀门71，且该第一阀门71用于控制真空罐55的入液口和电磁线圈冷却管路第二端的连通或隔离；真空罐55的出气口与抽气装置54的进气端之间安装有第二阀门73，且该第二阀门73用于控制真空罐55的出气口和抽气装置54进气端的连通或隔离；液压缸51的进液口用于供内置绝缘冷却液进入，且该电磁线圈冷却系统还包括用于控制真空罐55的排液口开闭的第三阀门72、用于控制液压缸51的进液口开闭的第四阀门74。

在使用时，可利用抽气装置54对真空罐55进行抽气，使真空罐55处于真空状态，之后，抽气装置54停止工作，关闭第二阀门73，然后打开第一阀门71，此时，真空罐55的入液口和电磁线圈冷却管路第二端处于连通状态，并通过液压缸51活塞的朝下移动，而在液压缸51与真空罐55的压差作用下可促使内置绝缘冷却液经电磁线圈冷却管路往真空罐55的入液口流入，待真空罐55内呈正压状态之后，开启第三阀门72，此时，真空罐55的排液口处于敞开状态，真空罐55内的内置绝缘冷却液可经排液口排出，当电磁线圈20冷却到目标温度后,关闭第一阀门71,此时，真空罐55的入液口和电磁线圈冷却管路第二端处于隔离状态，内置绝缘冷却液无法经电磁线圈冷却管路继续往真空罐55的入液口流入，而待真空罐55内的内置绝缘冷却液经排液口排尽后,关闭第三阀门72,打开第二阀门73,抽气装置54开始抽气,同时,打开第四阀门74，往液压缸51的进液口内补充内置绝缘冷却液，然后以此方式不断循环工作，从而使得内置绝缘冷却液可流经电磁线圈冷却管路对电磁线圈20进行冷却，而且，由于电磁线圈20位于储液槽10内，在使用时，使得电磁线圈20可浸在储液槽10内的外置绝缘冷却液中，而可利用外置绝缘冷却液对电磁线圈20外部进行冷却，因而，可对电磁线圈20进行双重冷却，能大大提高冷却效果，并提高冷却效率。在内置绝缘冷却液在电磁线圈冷却管路流动过程中，还可利用第一散热器63、第二散热器64将内置绝缘冷却液的热量散发出去。

进一步地，液压缸51包括设有腔室的缸体52、活塞53；缸体52的顶部设有与腔室连通的第一开口，活塞53包括位于腔室内的活塞主体部，活塞主体部的横截面形状与腔室的横截面形状相匹配，且活塞主体部的外侧壁与腔室的内侧壁滑动且液密封配合；缸体52的底部设置有与腔室连通的第一通孔，且缸体52的侧面的顶端设置有贯穿腔室内侧壁的第二通孔；第一通孔形成为液压缸51的出液口，第二通孔形成为液压缸51的进液口；活塞主体部位于第一开口下方，且活塞主体部的上表面还设置有驱动杆。而通过将液压缸51采用上述结构，可降低成本。其中，在实际使用时，可通过人工手动带动驱动杆运动，以带动活塞53运动。当然，也可利用外部的驱动装置(例如直线电机、旋转电机和曲柄连杆机构的配合、旋转电机和滑块连杆机构的配合，或其他)驱动驱动杆直线运动，以带动活塞53运动。

具体的，抽气装置54可为真空泵等各种现有的抽气装置。

进一步地，电磁线圈冷却管路还包括第一连通管、第二连通管、第一绝缘管道连接器61、第二绝缘管道连接器62；第一散热器63通过第一绝缘管道连接器61与电磁线圈20连接；第一绝缘管道连接器61设有第一连通腔，第一流道的其中一端通过第一连通腔与冷却通道21的其中一端连通，所述第一流道的另一端与第一连通管的其中一端连通，所述第一连通管的另一端形成为电磁线圈冷却管路的第一端；第二散热器64通过第二绝缘管道连接器62与电磁线圈20连接；第二绝缘管道连接器62设有第二连通腔，第二流道的其中一端通过第二连通腔与冷却通道21的另一端连通，第二流道的另一端与第二连通管的其中一端连通，第二连通管的另一端形成为电磁线圈冷却管路的第二端。而通过采用上述结构，可方便于制作。

具体的，第一散热器63、以及第二散热器64均位于储液槽10内，并均用于浸没在外置绝缘冷却液中，以使得第一散热器63、以及第二散热器64可将热量散发在外置绝缘冷却液中。

外置绝缘冷却液、内置绝缘冷却液均为液氮、液氢、液氦、液态二氧化碳、或者氟利昂等现有的绝缘冷却液。

根据公知常识，电磁线圈2一般包括有导线，并在电磁线圈20工作时，主要通过导线通电而产生磁场，因而，热量主要集中在导线上。而本实用新型的改进点在于将所述冷却通道21设置在导线上(如图2、3所示)。而通过采用上述结构，可使内置绝缘冷却液直接与导线直接接触冷却，能进一步提高冷却效果。具体的，冷却通道21可设置在导线的中心部位上。

进一步地，储液槽10的顶部具有第二开口；真空罐55的排液口朝向于储液槽10的第二开口，而使得从真空罐55排出的内置绝缘冷却液可回流至储液槽10内，而对电磁线圈20进行浸渍，从而可节省资源。

第一阀门71、第三阀门72、第二阀门73、第四阀门74均为开关阀，例如，可采用电磁阀等。在实际安装时，所述第三阀门72可直接或通过管道与真空罐55的排液口相连，还可以根据实际需求将第三阀门72设置在排液口内，第四阀门74可直接或通过管道与液压缸51的进液口相连，或可以根据实际需求将第四阀门74设置在液压缸51的进液口内。

具体的，所述入液口设置在真空罐55的底部，排液口设置在真空罐55的底部，出气口设置在真空罐55的顶部；所述真空罐55具有空腔，所述入液口贯穿空腔的内壁，以方便于液体经入液口流向空腔；排液口贯穿空腔的内壁，以方便于空腔的液体从排液口排出，出气口贯穿空腔的内壁，以方便于空腔的气体从出气口排出。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。