一种高温超导磁浮杜瓦的制作方法

本申请涉及超导磁浮技术领域，尤其涉及一种高温超导磁浮杜瓦。

背景技术

与以电磁吸力和电磁斥力为基础的电磁悬浮(ems)和电动悬浮(eds)技术相比，高温超导磁悬浮技术依靠高温超导体块材与外部磁场之间的磁通钉扎作用实现无源自稳定悬浮。

超导体处于超导混合态时会产生独特的磁通钉扎能力，从而实现自稳定、无输入能量、并连续稳定区间的悬浮状态。高温超导磁悬浮车就是这种超导自稳定悬浮特性的典型应用，即在车架底部两侧的杜瓦中安装高温超导块材，车架两侧的高温超导块材位于两根永磁轨道的正上方。当高温超导块材处于超导临界温度以下时，块材与永磁轨道相互作用，产生独特的磁通钉扎现象，实现车架的稳定悬浮，并在直线电机的驱动下实现悬浮无摩擦运行。

为了冷却超导块材，使其处于工作状态中，现有技术中通常是将超导块材浸泡在液氮中，使其温度降低进入超导状态。然而，由于超导块材一直被浸泡在液氮中，因此液氮在一定程度上将损坏所浸泡的超导块材，降低该超导块材的使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种高温超导磁浮杜瓦，从而可以在保证超导块材正常工作的同时，有效地避免气体或液体对超导块材的氧化或侵蚀，延长超导块材的使用寿命，同时还可提高高温超导磁浮杜瓦的整体悬浮高度。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种高温超导磁浮杜瓦，该杜瓦包括：盖板、外壳、超导块材、内箱和注液管；

其中，所述外壳为半封闭式容器；所述外壳的顶部与盖板连接，形成全封闭式空腔；所述外壳上设置有真空接口；

所述内箱设置在所述全封闭式空腔中；所述内箱为半封闭式容器，所述内箱的顶部与盖板连接，形成全封闭式容器；

所述超导块材放置在所述全封闭式空腔中，且所述超导块材的顶部固定在所述全封闭式容器的底部；

所述注液管固定在所述盖板上，所述注液管的上端连通大气，所述注液管的下端与所述全封闭式容器的内部连通。

其中，所述杜瓦上还包括：固定座；

所述固定座设置在所述盖板上，用于将所述注液管固定在所述盖板上。

其中，所述杜瓦上还包括：安装座；

所述安装座设置在所述盖板的顶部。

其中，所述安装座上还设置有一个或多个螺纹安装孔

其中，所述盖板的材料为高强度高分子合成材料。

其中，所述外壳的材料为不锈钢。

其中，所述内箱的材料为导热的金属材料。

其中，所述超导块材通过粘接的方式固定在所述全封闭式容器的底部。

其中，所述注液管、固定座和安装座的材料均为金属材料；

所述注液管、固定座和安装座均通过粘接的方式固定在所述盖板上。

如上可见，在本发明的高温超导磁浮杜瓦中，由于超导块材并不是设置在可灌注制冷剂的内箱中，而是设置在该内箱之外的真空环境中，使得该超导块材处于真空环境中而并不与制冷剂直接接触，从而可以在保证超导块材正常工作的同时，有效地避免气体或液体对超导块材的氧化或侵蚀，延长超导块材的使用寿命。

另外，由于超导块材设置于内箱之外，其底部与外壳的底部之间的距离可以设置得很小，从而可以通过在结构上的设计为悬浮高度尺寸d预留出最多的空间，以提高高温超导磁浮杜瓦的整体悬浮高度，使悬浮高度尺寸d最大化。

附图说明

图1为本发明实施例中的高温超导磁浮杜瓦的结构示意图。

图2为本发明实施例中的高温超导磁浮杜瓦与永磁体的位置示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中的高温超导磁浮杜瓦的结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的高温超导磁浮杜瓦包括：盖板11、外壳12、超导块材13、内箱14和注液管15；

其中，所述外壳12为半封闭式容器；所述外壳12的顶部与盖板11连接，形成全封闭式空腔19；所述外壳12上设置有真空接口21；

所述内箱14设置在所述全封闭式空腔19中；所述内箱14为半封闭式容器，所述内箱14的顶部与盖板11连接，形成全封闭式容器18；

所述超导块材13放置在所述全封闭式空腔19中，且所述超导块材13的顶部固定在所述全封闭式容器18的底部；

所述注液管15固定在所述盖板11上，所述注液管15的上端连通大气，所述注液管15的下端与所述全封闭式容器18的内部连通。

在上述的高温超导磁浮杜瓦中，外壳上设置有真空接口21，因此可以通过该真空接口21将全封闭式空腔19抽成真空，然后使用封盖22封堵住真空接口21，使得全封闭式空腔19保持真空状态。全封闭式容器18是中空的，可以用于容纳制冷剂(例如，液氮等)，因此可通过注液管15向全封闭式容器18中灌注制冷剂(例如，液氮等)。由于制冷剂是灌注在全封闭式容器18中，但超导块材13并不是设置在全封闭式容器18中，而是设置在全封闭式空腔19内的真空环境中，因此该超导块材13与外界隔绝，也并不与制冷剂直接接触，因此可有效地避免气体或液体对超导块材的氧化或侵蚀，延长超导块材的使用寿命。另外，由于超导块材13的顶部与全封闭式容器18的底部直接抵接，因此可以通过热传导作用，使用全封闭式容器18中的制冷剂对该超导块材13进行冷却，使该超导块材13处于工作状态。

另外，如图2所示，当将超导块材13处于工作状态的高温超导磁浮杜瓦置于永磁体10上，该杜瓦将悬浮于永磁体10的上方，悬浮高度尺寸为d。

由于杜瓦结构中起悬浮作用的部件为超导块材13，而特定的超导块材13的悬浮高度基本上为定值，因此为了尽量增加整个杜瓦的悬浮高度尺寸d，需最大限度地减小底厚尺寸t(如图1所示)。而在本发明的技术方案中，由于超导块材13是设置于内箱14之外，其底部与外壳的底部之间的距离可以设置得很小，因此可以在结构上将尺寸t的值设计为最小的尺寸。例如，可以将外壳12的底板23尽量减薄至不超过1mm，并且使超导块材13与底板23之间的距离减少至不超过1mm，此时的尺寸t将不超过2mm，从而可以为尺寸d预留出最多的空间，以提高高温超导磁浮杜瓦的整体悬浮高度，使尺寸d最大化。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述杜瓦上还包括：固定座16；

所述固定座16设置在所述盖板11上，用于将所述注液管15固定在所述盖板11上。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述杜瓦上还包括：安装座17；

所述安装座17设置在所述盖板11的顶部。

因此，可以将上述安装座17的上表面作为安装平台71，从而可以通过上述安装平台71将所述杜瓦与其它结构连接。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述安装座17上还可设置一个或多个螺纹安装孔72，从而可以更方便地将所述杜瓦与其它结构连接。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述盖板的材料可以为高强度高分子合成材料(例如，碳纤维或环氧树脂材料等)，可以采用板材机将该盖板加工至所需的形状及尺寸。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述外壳的材料可以为不锈钢，可以通过焊接等方式形成半封闭式容器。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述外壳可以与盖板通过粘接等方式连接成一体，形成全封闭式空腔。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述内箱的材料可以为导热的金属材料，例如，不锈钢、铜或铝合金等材料。所述内箱也可以通过焊接等方式形成半封闭式容器。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述内箱可以与盖板通过粘接等方式连接成一体，形成全封闭式容器。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述超导块材可以通过粘接等方式固定在所述全封闭式容器的底部，与所述全封闭式容器连接成一体。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述注液管、固定座和安装座的材料均可以为金属材料。所述注液管、固定座和安装座均可以通过粘接等方式固定在所述盖板上。

综上所述，在本发明的高温超导磁浮杜瓦中，由于超导块材并不是设置在可灌注制冷剂的内箱中，而是设置在该内箱之外的真空环境中，使得该超导块材处于真空环境中而并不与制冷剂直接接触，从而可以在保证超导块材正常工作的同时，有效地避免气体或液体对超导块材的氧化或侵蚀，延长超导块材的使用寿命。

另外，由于超导块材设置于内箱之外，其底部与外壳的底部之间的距离可以设置得很小，从而可以通过在结构上的设计为悬浮高度尺寸d预留出最多的空间，以提高高温超导磁浮杜瓦的整体悬浮高度，使悬浮高度尺寸d最大化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。