专利名称：超导电缆的高真空维持结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超导电缆的高真空维持结构，并且特别涉及一种能够简单且均匀地清除相当长的超导电力传输电缆内部的残留气体的超导电缆的高真空维持结构，从而使超导电缆内部长期处于高真空状态，并改善超导电缆的热绝缘特性，并降低抽真空所需的制冷成本和维护成本。
背景技术：
一般而言，术语“超导电性”表示在低温状态下(例如低于给定温度-196摄氏度)具有近似零电阻的状态，并且术语“超导电缆”表示由某种呈现超导电性的导体制成的电力传输电缆。
超导电缆包括电缆芯和低温恒温器(cryostat)，该电缆芯具有一股或多股超导体以及缠绕在所述超导体上的绝缘体，限定液氮流动通道，该低温恒温器围绕电缆芯以限定液氮流动通道并用作真空热绝缘层。
参考图1，其示出了由附图标记1表示的传统低温恒温器，其通过保持内金属管10和外金属管15之间的高真空水平而使其热绝缘，所述金属管采取波状管的形式。内金属管10和外金属管15之间具有带状多层绝缘体(未示出)，阻碍周围常温和液氮的低温之间的热交换。
此外，为了防止内金属管10和外金属管15与插置于其间的多层绝缘体之间热接触，并且为了使内金属管10和外金属管15同心，低温恒温器1包括间隔器20，其夹在内金属管10和外金属管15之间。传统地，间隔器20以螺旋缠绕的特氟纶TM或聚酯包线的形式位于内金属管10和外金属管15之间。
传统低温恒温器1的一个问题是由于从内金属管10和外金属管15以及绝缘体产生的残留气体G，所以难以恒温内金属管10和外金属管15之间的高真空水平。
由于一般用于其他技术领域的低温容器长度相对较短，当通过超声波清洗技术清洗低温容器或在生产时在炉中加热低温容器时，其中产生的残留气体G易于清除。然而，在构成超导电力传输电缆的低温恒温器1情况下，由于其长度相当长，等于几百米，所以难以采用超声波清洗技术或在炉中加热来清除残留气体G。
如果在低温恒温器1中产生的残留气体G没有清除，那么低温恒温器1的真空水平和热绝缘特性会退化，从而导致用于周期性抽真空操作所需的制冷成本和维护成本增加。
此外，残留气体G可能影响超导体的临界温度，由此使系统的电信号传输特性恶化。
发明内容
由此，本发明基于对上述问题的考虑，并且本发明的一个目的是提供一种超导电缆的高真空维持结构，其能够简单且均匀地清除相当长的超导电力传输电缆内部的残留气体，从而使超导电缆内部长期处于高真空状态，以及改善超导电缆的热绝缘特性，并降低抽真空所需的制冷成本和维护成本。
根据本发明，通过提供一种超导电缆的高真空维持结构可实现上述及其他目的，该超导电缆包括位于内金属管和外金属管之间的间隔器，用于使所述内金属管和外金属管隔开预定距离，该高真空维持结构包括贴附在该间隔器上的收集材料，用于吸收所述内金属管和外金属管之间的残留气体。
优选地，该收集材料可贴附在由合成树脂材料制成的一层或多层孔眼网上。
优选地，该收集材料可容纳在多个彼此间隔预定距离的、圆形或多边形剖面的容器中，以便以该预定距离贴附在该孔眼网上。
优选地，所述内金属管和外金属管为波状管的形式；并且，用于容纳该收集材料的容器的大小是这样所述各个容器大于所述波状的内金属管和外金属管的波纹间距，以便所述容器不被埋置在所述波状的内金属管和外金属管上的槽中，且所述各个容器排列成彼此间隔一距离，该距离是该波纹间距的两倍至二十倍。
优选地，该收集材料可为活性炭、沸石、或石墨。
优选地，至少四个贴附有该收集材料的孔眼网等距离地位于所述内金属管和外金属管之间的圆周上。
优选地，该收集材料贴附于一层孔眼网的前表面和后表面、或贴附于两层孔眼网之间。
从以下结合附图的详细说明，本发明的上述和其他目的、特征和其他优点将变得更清楚，其中图1为传统低温恒温器的剖面图；图2为本发明的低温恒温器的剖面图；图3为本发明用于容纳收集材料的容器的透视图；图4为间隔器的俯视图，示出了贴附在孔眼网上的容器。
具体实施例方式
下面将参考附图详细介绍本发明的优选实施例，其中，与传统装置相同的元件由相同的附图标记表示。
图2为本发明的低温恒温器的剖面图。图3为本发明用于容纳收集材料的容器的透视图。
如图2和图3所示，构成超导电缆的低温恒温器1包括内金属管10和外金属管15，内金属管10和外金属管15被同心地设置，以便通过间隔器20将他们彼此隔开。本发明中，每个间隔器20以这种方式构成即，收集材料25均匀地分布且贴附在一层或多层孔眼网21上。收集材料25用于吸收残留气体G，以使低温恒温器1的内部长期处于高真空状态，由此改善低温恒温器1的热绝缘特性并降低维护成本。
以与现有技术相同的方式，内金属管10和外金属管15是波状管的形式，并且多层绝缘体(未示出)被捆在波状的内金属管10和外金属管15之间。
在本发明的收集材料25处于贴附的状态下，间隔器20没有限制地被捆在多层绝缘体的内部或外部，只要他们能够充分地隔开内金属管10和外金属管15，以保证两金属管之间良好的热绝缘特性。
优选地，用于吸收低温恒温器1中的残留气体G的收集材料25选自活性碳(charcoal)、沸石、石墨等，但不限于此，并且可采用其他公知的能够吸收残留气体G的吸收剂。
收集材料25以粉末的形式容纳在多个圆形或多边形剖面的容器23中，并通过粘合剂贴附在孔眼网21上。在本实施例中，如图3所示，每个容器23具有多个沿其周围形成的通孔24，并且容器23的入口覆盖着孔眼小于收集材料25的粒子大小的孔眼网26。
参考图2，更详细地考虑容器23，容器23大于内金属管10和外金属管15的波纹间距(corrugation pitch)，以便不被埋置在内金属管10和外金属管15波状表面上的槽中，并且所有的容器23都均匀地贴附在孔眼网21上，从而他们以等于波纹间距的两倍至二十倍的适当距离彼此隔开。
如果一层孔眼网21被捆在内金属管10和外金属管15之间，则收集材料25贴附在孔眼网21的前表面和后表面。或者，如果两层孔眼网21被捆，则收集材料25成排地贴附在孔眼网21之间。
这种一层或多层孔眼网21由例如特氟纶TM或聚酯等具有良好热绝缘特性的合成树脂材料制成，并且在波状的内金属管10和外金属管15之间沿圆周方向以90度的距离等距隔开。由此，内金属管10和外金属管15以一定距离彼此隔开并同心设置。
在将多层绝缘体缠绕在内金属管10上之前或之后，在多层绝缘体之间或之上的部分，一层或多层孔眼网21可被捆在内金属管10和外金属管15之间。
图4为间隔器的平面图，示出了容器23贴附到孔眼网21的贴附状态，容器23容纳了收集材料25。
现在，说明本发明的操作。
如图2所示，内金属管10和外金属管15之间具有设置了收集材料25的带状间隔器20，从而使从内金属管10和外金属管15以及多层绝缘体产生的、且未被真空泵抽走的残留气体G被收集材料25吸收，由此使低温恒温器1的内部长期保持高真空状态。
由于低温恒温器1利用贴附有收集材料25的孔眼网21作为间隔器20的组件，所以通过一般用于捆绑多层绝缘体的捆绑装置(taping apparatus)可简单地对间隔器20进行捆绑。这样可避免需要单独的捆绑装置，并能使收集材料25均匀地分布在电缆的低温恒温器1上，而所述电缆相当长，为几百米，促使残留气体G的均匀吸收。
从上述描述可看出，根据本发明，由于收集材料贴附在设置在低温恒温器中的间隔器，以吸收并清除低温恒温器中的残留气体，所以能够使低温恒温器长期处于高真空状态，以改善其热绝缘特性。这可以减小使低温恒温器降温的负载并减少抽真空所需的维护成本。
此外，根据本发明，由于间隔器包括片层状孔眼网，收集材料贴附于其上，所以可使用一般的捆绑装置简易地进行间隔器的捆绑，而无需单独的装置。
尽管为了举例的目的公开了本发明的优选实施例，但那些熟悉本领域的技术人员可进行各种修改和添加，而不脱离所附权利要求书中公开的本发明范围和精神。
权利要求
1.一种超导电缆的高真空维持结构，该超导电缆包括设置在内金属管和外金属管之间的间隔器，用于使所述内金属管和外金属管隔开预定距离，该高真空维持结构包括收集材料，其贴附在该间隔器上，用于吸收所述内金属管和外金属管之间的残留气体。
2.如权利要求1所述的结构，其中，该收集材料贴附在由合成树脂材料制成的一层或多层孔眼网上。
3.如权利要求1所述的结构，其中，该收集材料容纳在多个彼此间隔预定距离的、圆形或多边形剖面的容器中，以便以该预定距离贴附在该孔眼网上。
4.如权利要求1所述的结构，其中，所述内金属管和外金属管为波状管的形式；并且其中，用于容纳该收集材料的容器的大小是这样所述各个容器大于所述波状的内金属管和外金属管的波纹间距，以便所述容器不被埋置在所述波状的内金属管和外金属管上的槽中，且所述容器排列成彼此间隔一距离，该距离是该波纹间距的两倍至二十倍。
5.如权利要求1所述的结构，其中，该收集材料为活性碳、沸石、或石墨。
6.如权利要求2或3所述的结构，其中，至少四个贴附有该收集材料的孔眼网等距离地位于所述内金属管和外金属管之间的圆周上。
7.如权利要求2或3所述的结构，其中，该收集材料贴附于一层孔眼网的前表面和后表面、或贴附于两层孔眼网之间。
全文摘要
本发明公开一种超导电缆的高真空维持结构。该超导电缆包括内金属管和外金属管、以及设置在内金属管和外金属管之间使所述金属管隔开预定距离的间隔器。间隔器上贴附有收集材料，其用以吸收内金属管和外金属管之间的残留气体，由此使超导电缆长期保持于高真空状态，改善超导电缆的热绝缘特性并降低抽真空所需的制冷成本和维护成本。
文档编号H01B12/00GK1627451SQ20041010029
公开日2005年6月15日 申请日期2004年12月10日 优先权日2003年12月10日
发明者金渡运, 金秀渊 申请人:Lg电线有限公司