用于Nb₃Sn超导线圈真空浸渍的装置及其浸渍方法

专利名称：用于Nb₃Sn超导线圈真空浸渍的装置及其浸渍方法
技术领域：
本发明涉及一种Nb3Sn超导线圈设备，特别涉及Nb3Sn超导线圈真空浸渍的设备及 其浸渍方法。
背景技术：
超导线在超导临界温度以下具备独特的零电阻超导特性，使得超导线能够在超导 态条件下承载比普通常导材料(如纯铜)大得多的电流，据此制备的超导线圈因其承载较 高的电流密度而产生普通电磁体和永磁体无法达到的强磁场；根据设计可以达到高均勻度 和特定磁场梯度的要求，安装超导开关的超导磁体在闭环运行条件下，可以完全摆脱外接 电源保持磁体内恒定电流和稳定磁场。超导强磁场具备磁场强度高、磁场位形可控、均勻度 好、磁体体积轻便、操作简单、维护便捷、省电节能的优点。在聚变科学、新材料制备、影像医 学、国防技术等领域得到越来越广泛的关注和应用。超导强磁场是由超导磁体是产生的。根据超导磁体使用的材料种类可以分为高 温超导磁体和低温超导磁体。高温超导磁体采用具备较高超导临界温度的高温超导线制 备，如钇钡铜氧体系和铋锶钙铜氧体系，但是高温超导材料目前一般来说都属于陶瓷材料， 机械性能较差，并且像铋系这类第一代高温超导材料，其电磁特性也不理想，加之价格较 贵，所以应用受到了限制。相比而言，低温超导磁体因其采用的NbTi和Nb3Sn低温超导材 料机械性能优越、电磁特性稳定、制备技术成熟、价格合理等优势，被广泛使用。其中，相比 NbTi线，Nb3Sn超导线由于其临界转变温度高、临界磁场高的特点，特别适合用于高磁场超 导磁体系统的建造。由于Nb3Sn属于A15结构化合物，本身具有较大的脆性，无法直接制成线材。因此 在实际工程使用中，需要首先制成具有较好塑性和强度的铌一铜锡合金复合线，将之绕在 设计的线圈骨架上，然后将线圈进行热处理，通过元素扩散反应生成具备超导电性的Nb3Sn 化合物，形成Nb3Sn超导线圈。热处理反应后将Nb3Sn超导线圈放入密闭容器内，进行真空 浸渍工艺处理，使线圈导线内外灌满液态环氧树脂，以强化超导线圈整体的强度。在环氧树 脂完全固化以前，不能对超导线进行激烈触碰，避免发生Nb3Sn线材的脆断和折损，影响超 导特性。待环氧树脂完全固化后，再切去超导线圈表面多余的环氧树脂，完成Nb3Sn超导线 圈的真空浸渍制备。Nb3Sn超导线圈在实际使用中常作为强磁场内插线圈使用以增强磁场强度。这样， Nb3Sn超导线会受到巨大的电磁力推动。超导线间微小的间隙可能使超导线在电磁力作用 下发生位移，而超导线使用过程中的微小移动可直接导致超导态失稳，超导磁体失超。因 此，需要在Nb3Sn超导磁体线圈的建造过程中对磁体线圈进行液态环氧树脂的真空浸渍，使 环氧树脂完全把磁体线圈内的微小间隙灌满，待环氧树脂完全固化后使Nb3Sn线圈内外成 为完全一体的一个整体。此外，磁体线圈的真空浸渍固化，还利于制冷介质(液氦或制冷 机)对磁体本身的快速冷却。磁体线圈中间隙的存在使磁体的冷却需要通过辐射或者对 流方式进行，而磁体线圈完全浸渍固化后，将可以通过更加有效的传导方式完成冷量的传输。这不仅能够提高磁体线圈的冷却效率，还可以在磁体线圈局部异常发热时，及时将热量 输送出去，降低磁体线圈发生失超传播的威胁。同时，真空浸渍工艺还可以提高Nb3Sn线圈 中超导线间的绝缘等级，降低超导线对地短路的风险。因此，超导线圈的真空浸渍工艺是在 Nb3Sn超导线圈的建造过程中重要的步骤。通过真空浸渍工艺，可以提升Nb3Sn超导线圈的 整体稳定性，充分发挥超导线圈的使用性能。目前Nb3Sn超导线圈的真空浸渍工艺借鉴了普通电机绕组的浸漆工艺技术和装 备。基本过程为先将热处理后的线圈放入密闭的浸渍罐内抽真空并保持一段时间以有效 除去绝缘层内的挥发物，并降低绝缘层内气隙压强。关闭真空阀门，利用气压差将储存罐内 的环氧树脂输送到浸渍罐内浸没绕组。向浸渍罐内加压将环氧树脂渗透到绝缘层内。压力 浸渍完毕后，解除压力，取出绕组烘干固化。以上的真空浸渍工艺中，绕组线圈的真空浸渍 是在浸渍罐内完成的。图2是目前Nb3Sn线圈浸渍工艺中常用的一种真空浸渍罐的组成示 意图。设备分为内外两层，外部罐体用于维持真空和一定气压环境，罐体内部的内胆是承放 Nb3Sn线圈和灌充环氧树脂的容器。该设备的缺点在于浸渍罐的两层结构比较复杂，内胆需 要根据每个线圈的具体尺寸来单独制作，且在绕组线圈固化完成后，包括整个内胆在内的 多余部分都需要切除，造成内胆材料和环氧树脂的浪费，并且在环氧树脂需要保持一定温 度时，仅能通过对内胆的加热完成对真空浸渍过程中的环氧树脂进行加热，绕组线圈内部 受热不均勻，易留下气泡。针对现有的Nb3Sn超导线圈制造过程中的浸渍工艺尚存在的缺点，需要开发一种 结构简单、并节省环氧树脂的浸渍工艺以完善Nb3Sn超导线圈制造技术。

发明内容
本发明的目的在于解决Nb3Sn超导线圈制造过程中涉及组件结构过于繁杂，真空 浸渍过程中环氧树脂使用量浪费的问题，提出一种真空浸渍的装置。本发明在保证线圈质 量的同时，简化组件结构、节约环氧树脂使用量。本发明的技术方案在于一种Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其至少包括有线圈骨架、内孔封盖、浸渍桶体、 浸渍桶端板。线圈骨架在超导磁体系统中起到承载超导线空间排布的作用。在本发明中，也同 时作为真空浸渍装置的一部分。在本发明中，线圈骨架两侧端板的直径不同，一侧的端板直径大于另一侧的端板直径。真空浸渍装置的构成是将线圈骨架的直径较小的一侧端板与内孔封盖密封连 接，将线圈骨架的直径较大的一侧端板与浸渍桶体的一端密封连接，将浸渍桶体的另一端 与浸渍桶端板密封连接，共同组成封闭的真空浸渍装置。其中，线圈骨架的两侧端板的内侧和骨架的圆柱面上需要留有足够深度和宽度的 贯通的槽，保证浸渍过程中液态环氧树脂能够通过槽顺畅流动灌充到线圈内部的超导线之 间的间隙内，且线圈骨架一侧的端板直径大于另一侧的端板直径，使得在线圈骨架的直径 较大的一侧端板与浸渍桶体的一端密封连接后，浸渍桶体与线圈骨架的较小直径的端板之 间留有5mm以上的间隙，以保证液态环氧树脂能够通过这个间隙顺畅流动灌充整个Nb3Sn超导线圈。其中，内孔封盖直径小于与之连接的线圈骨架一侧端板的直径。其中，浸渍桶体的一端带有与线圈骨架的直径较大的一侧端板配合密封连接的法 兰，浸渍桶体的另一端带有与浸渍桶端板配合密封连接的法兰。浸渍桶体的高度应大于所 述的Nb3Sn超导线圈高度。其中，浸渍桶端板上至少安装有环氧树脂灌充口、充放气口、正负气压表、电流引 线柱、温度计和观察窗。其中，观察窗位于浸渍桶端板中心，直径不小于50mm ；环氧树脂灌 充口、充放气口、正负气压表、电流引线柱和温度计均勻分布于观察窗外侧的浸渍桶端板面 上。其中，将Nb3Sn超导线圈端部的正负极分别连接到位于浸渍桶端板上的电流引线 柱，并与外部直流电源连接，通过Nb3Sn超导线圈在常温下通电时自身的发热达到对Nb3Sn 超导线圈加热的目的，利于减小在浸渍过程中液态环氧树脂在Nb3Sn超导线圈中的流动阻 力，降低液态环氧树脂黏性，提高环氧树脂填充率，优化浸渍效果。其中，当Nb3Sn超导线圈外径远小于已有的浸渍桶端板直径时，采用减小浸渍桶体 直径的方法来节约环氧树脂的使用量；当Nb3Sn超导线圈外径大于浸渍桶端板直径时，将浸 渍桶体与渍桶端板连接的一端的端口直径减小到与浸渍桶端板接口处的直径相同，并通过 法兰结构密封连接。采用本发明Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，进行Nb3Sn超导线圈真空浸渍的步骤顺 序如下1)将经热处理反应后的Nb3Sn超导线圈骨架的直径较大的一侧端板与浸渍桶体密 封连接，将浸渍桶体与浸渍桶端板密封连接，并将线圈内孔封盖密封安装在Nb3Sn超导线圈 骨架的直径较小的另一侧端板上，以封闭线圈内孔，组成封闭的真空浸渍装置；2)关闭位于浸渍桶端板上的环氧树脂灌充口，将充放气口与真空泵连接，开启充 放气口，对真空浸渍装置抽真空至真空度到IOOPa以下后关闭充放气口，停止抽真空；3)对Nb3Sn超导线圈进行加热，并稳定至60_80°C ；4)将环氧树脂灌充口与一个盛满液态环氧树脂容器通过软管连接，开启环氧树脂 灌充口，利用真空浸渍装置的内外气压差将液态环氧树脂输入真空浸渍装置底部，直到通 过观察窗看到环氧树脂液面高度淹没线圈骨架后，关闭环氧树脂灌充口，停止向真空浸渍 装置内输入环氧树脂；5)将充放气口与空气压缩机连接，打开充放气口，对真空浸渍装置内输入压缩空 气，使内部气压达到0. 2-0. 3MPa，关闭充放气口，停止输入压缩空气；6)关闭与Nb3Sn超导线圈的正负极连接的直流电源，停止对Nb3Sn超导线圈加热；7)待真空浸渍装置内的环氧树脂的固化完成后，打开充放气口，解除真空浸渍装 置内的压力，拆除内孔封盖、浸渍桶体、浸渍桶端板，按照Nb3Sn超导线圈设计要求的尺寸， 去除线圈上多余的部分，完成Nb3Sn超导线圈的真空浸渍工艺。其中，通过充放气口对真空浸渍装置内输入的气体，除了压缩空气以外，还可以是 氩气、氮气等惰性气体。其中，可以对盛满液态环氧树脂容器内的液态环氧树脂进行加热，以增强液态环 氧树脂的流动性，温度60-80°C ；
其中，所用的环氧树脂能够在常温下固化，并能够在_269°C低温条件下保持其力 学性能稳定，不会发生脆裂等性能退化。本发明的特点在于利用线圈骨架的内孔壁和一侧端板同时作为真空浸渍装置的 一部分，分别与内孔封盖和浸渍桶密封连接，组成封闭的真空浸渍装置。解决了 Nb3Sn超导 线圈制造过程中涉及组件结构过于繁杂、真空浸渍过程中环氧树脂使用量浪费的问题。在 保证线圈浸渍质量的同时，简化组件结构、节约环氧树脂使用量。


图1本发明的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置示意图；图2目前Nb3Sn线圈浸渍工艺中常用的一种真空浸渍罐示意图；图3本发明的Nb3Sn超导线圈真空浸渍方法中用到的超导线圈骨架示意图；图4本发明的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置环氧树脂浸渍的示意图；图5本发明的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置的变形结构一示意图；图6本发明的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置的变形结构二示意图；图中1线圈骨架，2浸渍桶体，3浸渍桶端板，4内孔封盖，5观察窗，6正负气压表， 7温度计，8电流引线柱，9充放气口，10环氧树脂灌充口。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。如图1所示，本发明的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，至少包括有线圈骨架(1)、内 孔封盖(4)、浸渍桶体(2)、浸渍桶端板(3)。线圈骨架(1)在超导磁体系统中起到承载超导 线空间排布的作用。在本发明中，也同时作为真空浸渍装置的一部分。在本发明中，线圈骨 架(1)两侧端板的直径不同，一侧的端板直径大于另一侧的端板直径。真空浸渍装置的构成是将线圈骨架(1)的直径较小的一侧端板与内孔封盖(4) 密封连接，将线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板与浸渍桶体(2)的一端密封连接，将浸渍 桶体(2)的另一端与浸渍桶端板(3)密封连接，共同组成封闭的真空浸渍装置。内孔封盖(4)直径小于与之连接的线圈骨架⑴一侧端板的直径。浸渍桶体(2)的一端带有可与线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板配合密封连接 的法兰，浸渍桶体(2)的另一端带有可与浸渍桶端板(3)配合密封连接的法兰。浸渍桶体 的高度应大于所述的Nb3Sn超导线圈高度。浸渍桶端板(3)上至少安装有环氧树脂灌充口(10)、充放气口(9)、正负气压表 (6)、电流引线柱(8)、温度计(7)和观察窗(5)。其中，观察窗(5)位于浸渍桶端板(3)中心， 直径不小于50mm;环氧树脂灌充口(10)、充放气口(9)、正负气压表(6)、电流引线柱(8)和 温度计(7)均勻分布于观察窗(5)外侧的浸渍桶端板(3)面上。将Nb3Sn超导线圈端部的正负极分别连接到位于浸渍桶端板(3)上的电流引线柱 ⑶，并与外部直流电源连接，通过Nb3Sn超导线圈在常温下通电时自身的发热达到对Nb3Sn 线圈加热的目的，利于减小在浸渍过程中液态环氧树脂在Nb3Sn超导线圈中的流动阻力，提 高环氧树脂填充率，优化浸渍效果。图3是本发明超导线圈骨架的结构示意图，线圈骨架(1)的两侧端板的内侧和骨架的圆柱面上需要留有足够深度和宽度的贯通的槽，保证浸渍过程中液态环氧树脂能够通 过槽顺畅流动灌充到线圈内部的超导线之间的间隙内，且线圈骨架(1) 一侧的端板直径大 于另一侧的端板直径，使得在线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板与浸渍桶体(2)的一端 密封连接后，浸渍桶体(2)与线圈之间留有5mm以上的间隙，以保证液态环氧树脂能够通过 这个间隙顺畅流动灌充整个Nb3Sn超导线圈。实施例一如图1所示，将线圈骨架(1)的直径较小的一侧端板与内孔封盖(4)密封连接，将 线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板与浸渍桶体(2)的一端密封连接，将浸渍桶体(2)的 另一端与浸渍桶端板(3)密封连接，共同组成封闭的真空浸渍装置；并应按照以下步骤顺 序完成Nb3Sn超导线圈的真空浸渍过程将热处理反应后的Nb3Sn超导线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板与浸渍桶体 (2)密封连接，并将浸渍桶体(2)与浸渍桶端板(3)密封连接，并将内孔封盖(4)密封安装 在Nb3Sn超导线圈骨架(1)的直径较小的另一侧端板上以封闭线圈骨架的内孔，组成封闭 的真空浸渍装置。关闭环氧树脂灌充口(10)，将充放气口(9)与真空泵连接，开启充放气口 (9)，对真空浸渍装置抽真空至真空度到IOOPa以下后，关闭充放气口(9)，停止抽真空；将 Nb3Sn超导线圈端部的正负极通过位于浸渍桶端板(3)上的电流引线柱(8)与直流电源直 接连接，通过Nb3Sn超导线圈端部的线圈在常温下通电时自身的发热，对Nb3Sn线圈进行加 热稳定至60-8(TC ；将环氧树脂灌充口(10)与一个盛满液态环氧树脂容器通过软管连接， 开启环氧树脂灌充口(10)，利用真空浸渍装置的内外气压差将液态环氧树脂输入真空浸渍 装置底部，直到通过观察窗(5)看到环氧树脂液面高度淹没线圈骨架(1)后，关闭环氧树 脂灌充口(10)，停止向真空浸渍装置内输入环氧树脂；将充放气口(9)与空气压缩机连接， 打开充放气口(9)，对真空浸渍装置内输入压缩空气，使内部气压达到0. 2-0. 3MPa，关闭充 放气口(9)，停止输入压缩空气；关闭与Nb3Sn超导线圈的正负极连接的直流电源，停止对 Nb3Sn超导线圈的加热；待真空浸渍装置内的环氧树脂的固化完成后，打开充放气口(9)，解 除真空浸渍装置内的压力，拆除内孔封盖(4)、浸渍桶体(2)、浸渍桶端板(3)，按照超导线 圈设计要求的尺寸，去除线圈上多余的部分，完成Nb3Sn超导线圈的真空浸渍工艺，如图4 所示。实施例二 如图5所示，当Nb3Sn超导线圈外径远小于已有的浸渍桶端板直径时，采用减小浸 渍桶体直径的方法来节约环氧树脂的使用量。将热处理反应后的Nb3Sn超导线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板与浸渍桶体 (2)密封连接，并将浸渍桶体(2)与浸渍桶端板(3)密封连接，并将线圈内孔封盖(4)密 封安装在Nb3Sn超导线圈骨架(1)的直径较小的另一侧端板上以封闭线圈内孔，组成封闭 的真空浸渍装置。关闭环氧树脂灌充口(10)，将充放气口(9)与真空泵连接，开启充放气 口(9)，对真空浸渍装置抽真空至真空度到IOOPa以下后，关闭充放气口(9)，停止抽真空； 将Nb3Sn超导线圈端部的正负极通过位于浸渍桶端板(3)上的电流引线柱(8)与直流电 源直接连接，通过Nb3Sn超导线圈在常温下通电时自身的发热，对Nb3Sn超导线圈进行加热 稳定至60-8(TC ；将环氧树脂灌充口(10)与一个盛满液态环氧树脂容器通过软管连接，对 盛满液态环氧树脂容器内的液态环氧树脂进行加热，以增强液态环氧树脂的流动性，温度60-80°C，开启环氧树脂灌充口(10)，利用真空浸渍装置的内外气压差将液态环氧树脂输入 真空浸渍装置底部，直到通过观察窗(5)看到环氧树脂液面高度淹没线圈骨架(1)后，关 闭环氧树脂灌充口(10)，停止向真空浸渍装置内输入环氧树脂；将充放气口(9)与氮气瓶 连接，打开充放气口(9)，对真空浸渍装置内输入压缩氮气，使内部气压达到0. 2-0. 3MPa, 关闭充放气口(9)，停止输入氮气；关闭与Nb3Sn超导线圈端部的正负极连接的直流电源， 停止对Nb3Sn超导线圈的加热；待真空浸渍装置内的环氧树脂的固化完成后，打开充放气口 (9)，解除真空浸渍装置内的压力，拆除内孔封盖(4)、浸渍桶体(2)、浸渍桶端板(3)，按照 Nb3Sn超导线圈设计要求的尺寸，去除线圈上多余的部分，完成Nb3Sn超导线圈的真空浸渍 工艺。实施例三如图5所示，当Nb3Sn超导线圈外径大于已有的浸渍桶端板直径时，与线圈骨架连 接的浸渍桶体的直径也大于已有的浸渍桶端板直径。在这种情况下，需要改变浸渍桶体与 浸渍桶端板密封连接部分的端部的原有结构。将浸渍桶体需与渍桶端板连接的一端的端口 直径减小到与浸渍桶端板接口处的直径相同，并通过法兰结构密封连接。将热处理反应后的Nb3Sn超导线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板与浸渍桶体 (2)密封连接，并将浸渍桶体(2)与浸渍桶端板(3)密封连接，并将线圈内孔封盖(4)密封 安装在Nb3Sn超导线圈骨架(1)的直径较小的另一侧端板上以封闭线圈内孔，共同组成封 闭的真空浸渍装置；关闭环氧树脂灌充口(10)，将充放气口(9)与真空泵连接，开启充放气 口(9)，对真空浸渍装置抽真空至真空度到IOOPa以下后，关闭充放气口(9)，停止抽真空； 将Nb3Sn超导线圈端部的正负极通过位于浸渍桶端板(3)上的电流引线柱(8)与直流电 源直接连接，通过Nb3Sn超导线圈在常温下通电时自身的发热，对Nb3S超导线圈进行加热 稳定至60-8(TC ；将环氧树脂灌充口(10)与一个盛满液态环氧树脂容器通过软管连接，对 盛满液态环氧树脂容器内的液态环氧树脂进行加热，以增强液态环氧树脂的流动性，温度 60-80°C，开启环氧树脂灌充口(10)，利用真空浸渍装置的内外气压差将液态环氧树脂输入 真空浸渍装置底部，直到通过观察窗(5)看到环氧树脂液面高度淹没线圈骨架(1)后，关闭 环氧树脂灌充口(10)，停止向真空浸渍装置内输入环氧树脂；将充放气口(9)与氩气瓶连 接，打开充放气口(9)，对真空浸渍装置内输入压缩氩气，使内部气压达到0. 2-0. 3MPa,关 闭充放气口(9)，停止输入氩气；关闭与Nb3Sn超导线圈的正负极连接的直流电源，停止对 Nb3Sn超导线圈的加热；待真空浸渍装置内的环氧树脂的固化完成后，打开充放气口(9)，解 除真空浸渍装置内的压力，拆除内孔封盖(4)、浸渍桶体(2)、浸渍桶端板(3)，按照超导线 圈设计要求的尺寸，去除线圈上多余的部分，完成Nb3Sn超导线圈的真空浸渍工艺。
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权利要求
一种Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其特征在于所述的浸渍装置至少包括线圈骨架(1)、内孔封盖(4)、浸渍桶体(2)和浸渍桶端板(3)；线圈骨架(1)一侧的端板直径大于另一侧的端板直径；线圈骨架(1)的直径较大的一侧端板与浸渍桶体(2)的一端密封连接，浸渍桶体(2)的另一端与浸渍桶端板(3)密封连接，内孔封盖(4)密封安装在所述的线圈骨架(1)的直径较小的一侧端板上以封闭线圈内孔，组成封闭的真空浸渍装置。
2.根据权利要求1所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其特征在于线圈骨架(1)的 两端板内侧和骨架的圆柱面上留有贯通的槽。
3.根据权利要求1所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其特征在于内孔封盖(4)的 直径小于与之连接的骨架一侧端板的直径。
4.根据权利要求1所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其特征在于浸渍桶体(2)的 内直径稍大于线圈骨架(1)的直径较小的一侧端板的直径；浸渍桶体(2)的一端带有与线 圈骨架⑴一侧的端板密封连接的法兰；浸渍桶体⑵的另一端带有与浸渍桶端板⑶密 封连接的法兰；浸渍桶体(2)高度大于所述的Nb3Sn超导线圈的高度。
5.根据权利要求1所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其特征在于浸渍桶端板(3) 与浸渍桶体(2) —端密封连接，且浸渍桶端板(3)上至少安装有环氧树脂灌充口(10)、充 放气口(9)、正负气压表(6)、电流引线柱(8)、温度计(7)和观察窗(5)；所述的观察窗(5) 位于浸渍桶端板(3)中心，直径不小于50mm;环氧树脂灌充口(10)、充放气口(9)、正负气 压表(6)、电流引线柱(8)和温度计(7)均勻分布于观察窗(5)外侧的浸渍桶端板(3)面 上。
6.根据权利要求1所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其特征在于将Nb3Sn超导线 圈端部的正负极分别连接到位于浸渍桶端板(3)上的电流引线柱(8)，并与外部直流电源 连接，通过Nb3Sn超导线圈在常温下通电时自身的发热达到对Nb3Sn超导线圈加热的目的。
7.根据权利要求1所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置，其特征在于当Nb3Sn超导线 圈外径远小于已有的浸渍桶端板(3)直径时，减小浸渍桶体(2)直径，以 约环氧树脂的使 用量；当Nb3Sn超导线圈外径大于浸渍桶端板(3)直径时，将浸渍桶体(2)与渍桶端板(3) 连接一端的端口直径减小到与浸渍桶端板(3)接口处的直径相同，并通过法兰结构密封连 接。
8.应用权利要求1所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍装置的浸渍方法，其特征在于，所述 方法步骤如下1)关闭位于浸渍桶端板(3)上的环氧树脂灌充口(10)，将充放气口(9)与真空泵连 接，开启充放气口(9)，对真空浸渍装置抽真空至真空度到IOOPa以下后，关闭充放气口 (9)，停止抽真空;2)对Nb3Sn超导线圈进行加热稳定至60-80°C；3)将环氧树脂灌充口(10)与一个盛满液态环氧树脂容器通过软管连接，开启环氧树 脂灌充口(10)，利用所述的真空浸渍装置的内外气压差将液态环氧树脂输入所述的真空浸 渍装置底部，直到通过观察窗(5)看到环氧树脂液面高度淹没线圈骨架(1)后，关闭环氧树 脂灌充口(10)，停止向真空浸渍装置内输入环氧树脂；4)将充放气口(9)与空气压缩机连接，打开充放气口(9)，对真空浸渍装置内输入压缩 空气，使内部气压达到0.2-0. 3MPa，关闭充放气口(9)，停止输入压缩空气；5)停止对Nb3Sn超导线圈加热；6)待真空浸渍装置内的环氧树脂的固化完成后，打开充放气口(9)，解除真空浸渍装 置内的压力，拆除内孔封盖(4)、浸渍桶体(2)、浸渍桶端板(3)，按照超导线圈设计要求的 尺寸，去除Nb3Sn超导线圈上多余的部分，完成Nb3Sn超导线圈的真空浸渍。
9.根据权利要求8所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍的方法，其特征在于通过充放气口 (9)对真空浸渍装置内输入的气体为压缩空气或惰性气体。
10.根据权利要求8所述的Nb3Sn超导线圈真空浸渍的方法，其特征在于所述的环氧树 脂能够在室温下固化，并能够在_269°C低温条件下保持其力学性能稳定。
全文摘要
一种Nb3Sn超导线圈真空浸渍的装置及其浸渍方法，应至少包括有线圈骨架(1)、内孔封盖(4)、浸渍桶体(2)、浸渍桶端板(3)。真空浸渍装置的构成是将线圈骨架的直径较小的一侧端板与内孔封盖密封连接，将线圈骨架的直径较大的一侧端板与浸渍桶体的一端密封连接，将浸渍桶体的另一端与浸渍桶端板密封连接，共同组成封闭的真空浸渍装置。浸渍桶端板(3)上至少安装有环氧树脂灌充口(10)，充放气口(9)、正负气压表(6)、电流引线柱(8)、温度计(7)、观察窗(5)。
文档编号B29C70/44GK101982862SQ20101028195
公开日2011年3月2日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者宋守森, 戴银明, 王秋良, 程军胜 申请人:中国科学院电工研究所