专利名称：一种应用于超导螺线管磁体的骨架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于超导螺线管磁体的骨架，属于超导磁体技术领域，涉及一种应用于超导螺线管磁体的不锈钢骨架装置。
背景技术：
在高磁场领域使用的超导磁体基本都是螺线管型磁体。通常的是先将NbTi或 Nb3Sn超导线材在一个骨架上绕制成线圈，再经过后续处理，制作成一个螺线管线圈。现今的超导磁体所使用的导线包括两类一是低温超导线材，如NbTi线、Nb3Sn线；二是高温超导线材，如YBCO带材、Bi带材。这两类材料都需要在低温或极低温下使用才能呈现其超导电性。这就需要超导螺线管磁体所使用的结构支撑材料，特别是中心骨架，除本身应具用良好的导热性，还应具备良好的导热结构。现有的骨架装置不便于冷却媒质，如液氦或液氮， 很好的冷却超导线圈在超导态运行，使超导磁体不能稳定的工作。
发明内容
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种应用于超导螺线管磁体的骨架， 采用该不锈钢骨架装置不仅为超导螺线管线圈提供良好的支撑，同时为冷却媒质冷却超导线圈提供良好的冷却通道。一种应用于超导螺线管磁体的骨架，其特征在于包括一个中心圆筒和焊接在中心圆筒两端的端板；所述的端板为圆盘形，中心为通孔，圆盘的圆周上沿中心线均勻分布六个矩形孔，对应每个矩形孔靠近端板内孔处设有矩形缺口 ；所述中心圆筒两端为直径不等的凸台结构，中心圆筒凸台结构的外沿圆周上沿中心线均勻分布六个矩形槽；两个端板套在中心圆筒两端的凸台结构上，与凸台结构紧密贴合；端板六个矩形缺口与中心筒六个矩形槽对应放置，形成六个矩形孔；所述中心圆筒两端端部的直径为小直径且等于端板内通孔的直径，凸台上的直径为大直径等于欲绕制的螺线管线圈的内径。所述端板与中心筒凸台之间采用氩弧焊将中心筒与端板焊接牢固。所述中心筒的长度为欲绕制的螺线管线圈的长度与两个端板厚度之和。所述中心圆筒和端板采用不锈钢。本发明的一种应用于超导螺线管磁体的骨架，采用不锈钢材料，为超导螺线管线圈提供良好的支撑，同时不锈钢材料在低温下具有较好的热导率，远远高于能提供同样支撑力的钛合金材料。同时端板开有孔洞，中心筒开有通巢，为冷却超导线圈的冷却媒质(如液氮、液氦)提供良好的冷却通道，使超导线圈在低温下稳定运行。本发明装置结构简单、制作方便，采用该不锈钢骨架装置不仅为超导螺线管线圈提供良好的支撑，同时为冷却媒质冷却超导线圈提供良好的冷却通道。
图1 本发明的超导螺线管磁体的骨架的结构示意图
a 骨架侧视剖面图，b 骨架正视中1-端板，2-中心圆筒；图2 本发明实施例的中心圆筒2的结构示意图a 中心筒侧视剖面图，b 中心筒正视图，c 中心筒正视A部分放大图；图3 本发明实施例的端板1的结构示意图a 端板正视图，b 端板侧视图，c 端板A部分放大图。
具体实施例方式现结合实施例对本发明作进一步描述本发明实施例见图1 图3，中心圆筒和端板采用不锈钢，包括两个端板(如图3 所示)，一个中心圆筒(如图2所示)。其中端板为圆盘形，圆盘外径为绕制螺线管线圈的外径，内径略小于绕制螺线管线圈的内径，圆盘对称分布六个矩形孔(图3中b和c图所示)，每个矩形孔与相邻孔之间夹角为60度；矩形孔宽2mm，长10mm，也可根据端板的大小适当放大或缩小，对应每个矩形孔靠近端板内孔处开有对应于圆筒槽的矩形缺口(图3中c图所示)；端板厚度为5mm，也可根据线圈励磁应力放大或缩小(图3中a图所示)。中心筒为圆筒形(如图加图所示)，中心筒内径按磁体螺线管线圈设计，中心圆筒两端为直径不等的凸台结构，中心圆筒凸台结构的外沿圆周上沿中心线均勻分布六个矩形槽；所述中心圆筒两端端部的直径为小直径且等于端板内通孔的直径，凸台上的直径为大直径等于欲绕制的螺线管线圈的内径。中心筒长大于或等于绕制螺线管线圈长度与两个端板厚度之和；中心筒对称分布六个矩形槽(图2中c图所示)，每个矩形槽与相邻槽之间夹角为60度；矩形槽宽2mm，长2mm(图2中b图所示)。两个端板套在中心筒两端的凸台结构处，端板与中心筒凸台边缘紧密贴合(图1 中a图所示)；端板六个矩形孔与中心筒六个矩形槽对应放置，其端板六个缺口与中心筒六个矩形槽吻合(图1中b图所示)，在端板贴近中心筒边缘一侧用氩弧焊将中心筒与端板焊接牢固。本发明装置在中心圆筒两端焊接端板处的凸台结构，外径略小于中心处外径，这种处理可使端板与中心圆筒焊接牢固，二者之间的缝隙很小，在绕制线圈时不会发生掉线现象；端板内孔焊接处开有对称分布的缺口，在绕制线圈时可在任意位置引入或引出抽头； 端板对称开有六个矩形孔，中心筒外表面沿长度方向对称刻六个矩形槽，这样既方便制备超导线圈时环氧树脂浸渍，又在超导螺线管线圈励磁时方便冷却媒质(液氮或液氦)进出， 使超导磁体系统稳定运行。
权利要求
1.一种应用于超导螺线管磁体的骨架，其特征在于包括一个中心圆筒和焊接在中心圆筒两端的端板；所述的端板为圆盘形，中心为通孔，圆盘的圆周上沿中心线均勻分布六个矩形孔，对应每个矩形孔靠近端板内孔处设有矩形缺口 ；所述中心圆筒两端为直径不等的凸台结构，中心圆筒凸台结构的外沿圆周上沿中心线均勻分布六个矩形槽；两个端板套在中心圆筒两端的凸台结构上，与凸台结构紧密贴合；端板六个矩形缺口与中心筒六个矩形槽对应放置，形成六个矩形孔；所述中心圆筒两端端部的直径为小直径且等于端板内通孔的直径，凸台上的直径为大直径等于欲绕制的螺线管线圈的内径。
2.根据权利要求1所述的应用于超导螺线管磁体的骨架，其特征在于所述端板与中心筒凸台之间采用氩弧焊将中心筒与端板焊接牢固。
3.根据权利要求1所述的应用于超导螺线管磁体的骨架，其特征在于所述中心筒的长度为欲绕制的螺线管线圈的长度与两个端板厚度之和。
4.根据权利要求1或3所述的应用于超导螺线管磁体的骨架，其特征在于所述中心圆筒和端板采用不锈钢。
全文摘要
本发明涉及一种应用于超导螺线管磁体的骨架，其特征在于两个端板套在中心圆筒两端的凸台结构上，与凸台结构紧密贴合；端板六个矩形缺口与中心筒六个矩形槽对应放置，形成六个矩形孔；所述中心圆筒两端端部的直径为小直径且等于端板内通孔的直径，凸台上的直径为大直径等于欲绕制的螺线管线圈的内径。本发明装置结构简单、制作方便，采用该不锈钢骨架装置不仅为超导螺线管线圈提供良好的支撑，同时为冷却媒质冷却超导线圈提供良好的冷却通道。
文档编号H01F27/30GK102496439SQ20111039334
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者冯勇, 刘向宏, 张丰收, 朱思华, 熊小伟, 葛正福, 高慧贤 申请人:西部超导材料科技有限公司