一种cusp磁场发生装置线圈的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及非金属晶体的制造设备，旨在提供一种CUSP磁场发生装置线圈；该专利包括由铜管绕制成圆筒型的线圈组、线圈组一侧设有进出水端、环氧树脂、绝缘板、电极、连接块；所述绝缘板设在铜管之间，环氧树脂通过浇筑的方式包覆整个线圈组；所述连接块和电极均设置在到线圈组进出水端。本实用新型的有益效果有：线圈由优化的铜管绕制而成，并采用环氧树脂整体浇筑成型，线圈整体热稳定性好；线圈单元采用多组铜管并行绕制的方法，缩短了单根铜管的水路距离，线圈整体温升小。
【专利说明】—种CUSP磁场发生装置线圈
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及非金属晶体的制造设备，特别涉及一种⑶SP磁场发生装置线圈。【背景技术】
[0002]⑶SP磁场发生装置中线圈的加工和制作是重点和难点之一，目前线圈多采用空心方铜管直接绕制而成，存在加工难度大、易变形、易损坏等缺点，影响CUSP磁场发生装置的使用寿命。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种CUSP磁场发生装置线圈。
[0004]为解决技术问题，本实用新型的解决方案是:
[0005]提供一种⑶SP磁场发生装置线圈，包括由铜管绕制成圆筒型的线圈组、线圈组一侧设有进出水端、环氧树脂、绝缘板、电极、连接块；所述绝缘板设在铜管之间，环氧树脂通过浇筑的方式包覆整 个线圈组；所述连接块和电极均设置在到线圈组进出水端。
[0006]作为一种改进，所述铜管为倒圆角的空心方形紫铜管，且满足:r= (0.05~0.15) XD，其中r为倒圆角半径，D为方形紫铜管边长。
[0007]作为一种改进，所述电极、连接块均为紫铜，电极、连接块与铜管之间采用焊接或螺钉方式固定连接。
[0008]本实用新型中⑶SP磁场发生装置线圈的加工方法，包括以下步骤:
[0009]步骤(1)铜管的选取:
[0010]采用挤制成型的铜管，其尺寸要求满足r= (0.05~0.15)XD，其中r为倒圆角半径，D为方形紫铜管边长；经过软化退火处理，即在350°C~550°C退火，保温I小时，并迅速水冷，要求硬度在HB55~65之间；
[0011]步骤(2)线圈组的绕制:
[0012](A)线圈参数及绕制方法确定:径向匝数M，轴向匝数N，为保证线圈中所有铜管电流方向一致，且线圈冷却性能好，确定以下绕制方法:以轴向两匝线圈作为一个线圈单元，每个线圈单元采用P根铜管并行绕制，线圈单元分为I型和II型两种，其中M > P > 2，N≥4，且N为4的倍数，M、N、P均为整数；
[0013](B)线圈单元I的绕制:P根铜管从外至内分别标记为Tl、……、TP ;当M为P的整数倍时，铜管Tl、……、铜管TP并行排列，从进出水端一侧开始从外至内顺时针绕制Μ/P圈后，转入下一层顺时针绕制Μ/P圈并从进出水端绕出，各线圈起绕端和止绕端在进出水端依次间隔排列；iM不被P整除时，铜管Tl、……、铜管TP并行排列，从进出水端一侧开始从外至内顺时针绕制A圈后，铜管Tl、……、铜管TB单独再绕制一圈后与铜管T (B+1)、……、铜管TP汇合折弯进入下一层绕制，顺时针绕制A圈后，铜管Tl、……、铜管TB单独再绕制一圈后与铜管T(B+1)、……、铜管TP汇合一起并从进出水端绕出，各线圈起绕端和止绕端在进出水端依次间隔排列，其中:M/P=A…B，即A为Μ/P的商，B为余数，且满足A> 1，1≤B< P，A和B均为整数；
[0014](C)线圈单元II的绕制:P根铜管从外至内分别标记为Tl’、……、TP’ ；当厘为P的整数倍时，铜管Tl’、……、铜管ΤΡ’并行排列，从进出水端一侧开始从外至内逆时针绕制Μ/p圈后，转入下一层逆时针绕制Μ/P圈并从进出水端绕出，各线圈起绕端和止绕端在进出水端依次间隔排列；当M不被P整除时，铜管Tl’、……、铜管ΤΡ’并行排列，从进出水端一侧开始从外至内逆时针绕制A圈后，铜管Tl’、……、铜管TB’单独再绕制一圈后与铜管Τ(Β+1)’、……、铜管ΤΡ’汇合一起，折弯进入下一层绕制，逆时针绕制A圈后，铜管Tl’、……、铜管TB’单独再绕制一圈后与铜管Τ(Β+1)’、……、铜管ΤΡ’汇合一起并从进出水端绕出，各线圈起绕端和止绕端在进出水端依次间隔排列，其中:Μ/Ρ=Α…B，即A为Μ/Ρ的商，B为余数，且满足A > 1,1 SB <P，A和B均为整数；
[0015]在线圈单元I和线圈单元II的绕制过程中，在铜管之间以及上下层之间均设有绝缘板；绕制中的“从外到内”的“内”和“外”是相对于圆筒型的线圈组而言的，所述“内”是指靠近轴线一侧，“外”是指远离轴线一侧。
[0016](D)线圈单元的叠加:分别选取Ν/4个线圈单元I和线圈单元II，从上到下依次按照线圈单元1、线圈单元I1、……、线圈单元1、线圈单元II的方式叠加并固定，且进出水端对齐，线圈单元之间设有绝缘板；
[0017](E)电极和连接块的连接，包括线圈单元I中连接块的连接、线圈单元II中连接块的连接、线圈单元I和线圈单元II之间的连接块连接、线圈单元II和线圈单元I之间的连接块连接以及电极的连接；
[0018]线圈单元I中连接块的连接:Τ2的起绕端与TP的止绕端连接，铜管T i的起绕端与铜管T (P+1-1)的止绕端连接，其中i为整数，且2 < i≤P ;
[0019]线圈单元II中连接块的连接:铜管i’的起绕端与铜管T(p+l-1)’的止绕端连接，铜管T(P-1) ’的起绕端与铜管Tl’的止绕端连接，其中i为整数，且I≤i < P-1。
[0020]线圈单元I和线圈单元II之间的连接块连接:线圈单元I的铜管T(P-1)止绕端与线圈单元II的铜管T2’止绕端连接，其中所述线圈单元I位于线圈单元II之上；
[0021]线圈单元II和线圈单元I之间的连接块连接:线圈单元II的铜管TP’与线圈单元I的铜管Tl连接，其中所述线圈单元I在线圈单元II之下；
[0022]电极的连接:所述电极共两件，分别连接在第一个线圈单元I的铜管Tl的起绕端和最后一个线圈单元II的铜管TP’的起绕端；
[0023]步骤(3)初检:
[0024]线圈组绕制完成后需进行初检,初检内容包括直流电阻、电感、绝缘性能，如不符合要求需拆开线圈组按照步骤(1)和步骤(2)进行检查和返修；
[0025]步骤(4)线圈组的浇筑:
[0026](A)装模:将线圈装入模具中，并固定；
[0027](B)加热:将装模完毕后的线圈放入浇注罐中，开启加热器，将温度上升至75°C时开始抽真空直至达到极限真空IPa，并保持3小时；
[0028](C)浇筑:充入保护性气体直至浇注罐内压力为150Pa，将熔融状态的环氧树脂浇至模腔内预定的高度时，停止浇注；[0029](D)加压:充入保护性气体直至炉内压力达到3bar，并保压30分钟；
[0030](E)固化处理:浇注罐泄压并线圈取出后，立即吊入专用固化箱内进行固化处理，固化温度为90°C?115°C，固化时间不少于6小时，并随炉冷却5小时后取出线圈；
[0031](F)修整:对浇筑后的线圈进行表面修整；
[0032]步骤(5)整体检验:浇筑完成后需对线圈整体检验，检验内容包括直流电阻、电感、绝缘性能、尺寸、外观，如直流电阻、电感、绝缘性能不符合预期要求需报废处理，如外观和尺寸不满足要求可进行修整处理；
[0033]所述的线圈进出水端设置在线圈的一侧，目的是为每根铜管的起绕端和止绕端分别通过软管依次连接到设备进水或出水的分水器上，保证每根铜管均有单独的一路冷却水；同时线圈进出水端还设有电极和连接块，保证线圈通电后所有铜管的电流方向一致。
[0034]所述保护性气体为氮气或氩气。
[0035]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0036]I)线圈由优化的铜管绕制而成，并采用环氧树脂整体浇筑成型，线圈整体热稳定性好；
[0037]2)线圈单元采用多组铜管并行绕制的方法，缩短了单根铜管的水路距离，线圈整体温升小。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本实用新型的整体示意图；
[0039]图2为本实用新型线圈单元I示意图；
[0040]图3为本实用新型线圈单元II示意图；
[0041]图4为本实用新型线圈截面示意图；
[0042]附图标记为:线圈组I ;环氧树脂2 ;绝缘板3 ;电极4 ;连接块5 ;线圈单元I 101 ；线圈单元II 102 ;起绕端a ;止绕端b ;铜管1011。
【具体实施方式】
[0043]以下的实施例可以使本专业【技术领域】的技术人员更全面的了解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
[0044]图1中所示为轴向匝数为8、匝径向匝数为10的线圈示意图，为方便理解环氧树脂2仅显示一半，图2和图3分别为线圈单元I 101和线圈单元II 102的示意图，图4为线圈截面示意图。
[0045]本实用新型提供一种⑶SP磁场发生装置线圈，包括由铜管1011绕制成圆筒型的线圈组1、线圈组I 一侧设有进出水端、环氧树脂2、绝缘板3、电极4、连接块5 ;所述绝缘板3设在铜管1011之间，环氧树脂2通过浇筑的方式包覆整个线圈组I ;所述连接块5和电极4均设置在到线圈组I进出水端。
[0046]如图3所示，所述铜管1011为倒圆角的空心方形紫铜管，且满足:r= (0.05?
0.15)XD，其中r为倒圆角半径，D为方形紫铜管1011边长；传统采用不倒角的空心方形紫铜管1011绕制而成的线圈，由于铜管1011的热变形，相邻的铜管1011的两个锐角容易挤压甚至切断铜管1011之间绝缘材料，造成铜管1011之间短路，整个线圈组I报废。[0047]所述电极4、连接块5均为紫铜，电极4、连接块5与铜管1011之间采用焊接或螺钉方式固定连接。
[0048]本实用新型中⑶SP磁场发生装置线圈的加工方法，包括以下步骤:
[0049]步骤(1)铜管1011的选取:
[0050]采用挤制成型的铜管1011，其尺寸要求满足r= (0.05~0.15)XD，其中r为倒圆角半径，D为方形紫铜管1011边长；经过软化退火处理，即在350°C~550°C退火，保温I小时，并迅速水冷，要求硬度在HB55~65之间；
[0051 ] 步骤(2 )线圈组I的绕制:
[0052](A)线圈参数及绕制方法确定:径向匝数M，轴向匝数N，为保证线圈中所有铜管1011电流方向一致，且线圈冷却性能好，确定以下绕制方法:以轴向两匝线圈作为一个线圈单元，每个线圈单元采用P根铜管1011并行绕制，线圈单元分为I型和II型两种，其中M>P3 2，N≥4，且N为4的倍数，M、N、P均为整数；
[0053](B)线圈单元I 101的绕制:P根铜管1011从外至内分别标记为Tl、......、TP ;当
M为P的整数倍时，铜管Tl、......、铜管TP并行排列，从进出水端一侧开始从外至内顺时针
绕制Μ/P圈后，转入下一层顺时针绕制Μ/P圈并从进出水端绕出，各线圈起绕端a和止绕端b在进出水端依次间隔排列；iM不被P整除时，铜管Tl、……、铜管TP并行排列，从进出水端一侧开始从外至内顺时针绕制A圈后，铜管Tl、……、铜管TB单独再绕制一圈后与铜管T(B+1)、……、铜管TP汇合折弯进入下一层绕制，顺时针绕制A圈后，铜管Tl、……、铜管TB单独再绕制一圈后与铜管T(B+1)、……、铜管TP汇合一起并从进出水端绕出，各线圈起绕端a和止绕端b在进出水端依次间隔排列，其中:M/P=A…B，即A为Μ/P的商，B为余数，且满足六> 1,1 ^ B < P，A和B均为整数；
[0054](C)线圈单元II 102的绕制:P根铜管从外至内分别标记为Tl’、……、TP’ ；^M为P的整数倍时，铜管Tl’、……、铜管TP’并行排列，从进出水端一侧开始从外至内逆时针绕制Μ/p圈后，转入下一层逆时针绕制Μ/P圈并从进出水端绕出，各线圈起绕端a和止绕端b在进出水端依次间隔排列；iM不被P整除时，铜管Tl’、……、铜管TP’并行排列，从进出水端一侧开始从外至内逆时针绕制A圈后，铜管Tl’、……、铜管TB’单独再绕制一圈后与铜管T(B+1)’、……、铜管TP’汇合一起，折弯进入下一层绕制，逆时针绕制A圈后，铜管Tl’、……、铜管TB’单独再绕制一圈后与铜管T(B+1)’、……、铜管TP’汇合一起并从进出水端绕出，各线圈起绕端a和止绕端b在进出水端依次间隔排列，其中:M/P=A…B，即A为Μ/P的商，B为余数，且满足六> 1,1 SB <P，A和B均为整数；
[0055]在线圈单元I 101和线圈单元II 102的绕制过程中，在铜管之间以及上下层之间均设有绝缘板3 ;绕制中的“从外到内”的“内”和“外”是相对于圆筒型的线圈组I而言的，所述“内”是指靠近轴线一侧，“外”是指远离轴线一侧。
[0056](D)线圈单元的叠加:分别选取N/4个线圈单元I 101和线圈单元II 102，从上到
下依次按照线圈单元I 101、线圈单元II 102、......、线圈单元I 101、线圈单元II 102的方
式叠加并固定，且进出水端对齐，线圈单元之间设有绝缘板3 ；
[0057](E)电极4和连接块5的连接，包括线圈单元I 101中连接块5的连接、线圈单元II 102中连接块5的连接、线圈单元I 101和线圈单元II 102之间的连接块5连接、线圈单元II 102和线圈单元I 101之间的连接块5连接以及电极4的连接；[0058]线圈单元I 101中连接块5的连接:铜管T2的起绕端a与铜管TP的止绕端b连接，铜管T i的起绕端a与铜管T(P+l-1)的止绕端b连接，其中i为整数，且2 < i SP ;
[0059]线圈单元II 102中5的连接:铜管i’的起绕端a与铜管T(P+l_i) ’的止绕端b连接，铜管T(P-1) ’的起绕端a与铜管Tl’的止绕端b连接，其中i为整数，且I≤i <p-l。
[0060]线圈单元I 101和线圈单元II 102之间的连接块5连接:线圈单元I 101的铜管T(P-1)止绕端b与线圈单元II 102的铜管T2’止绕端b连接，其中所述线圈单元I 101位于线圈单元II 102之上；
[0061]线圈单元II 102和线圈单元I 101之间的连接块5连接:线圈单元II 102的铜管TP’与线圈单元I 101的铜管Tl连接， 其中所述线圈单元I 101在线圈单元II 102之下；
[0062]电极4的连接:所述电极4共两件，分别连接在第一个线圈单元I 101的铜管Tl的起绕端a和最后一个线圈单元II 102的铜管TP’的起绕端a ；
[0063]步骤(3)初检:
[0064]线圈组I绕制完成后需进行初检，初检内容包括直流电阻、电感、绝缘性能，如不符合要求需拆开线圈组I按照步骤(1)和步骤(2)进行检查和返修；
[0065]步骤(4)线圈组I的浇筑:
[0066](A)装模:将线圈装入模具中，并固定；
[0067](B)加热:将装模完毕后的线圈放入浇注罐中，开启加热器，将温度上升至75°C时开始抽真空直至达到极限真空IPa，并保持3小时；
[0068](C)浇筑:充入保护性气体直至浇注罐内压力为150Pa，将熔融状态的环氧树脂2浇至模腔内预定的高度时，停止浇注；
[0069](D)加压:充入保护性气体直至炉内压力达到3bar，并保压30分钟；所述保护性气体为氮气或氩气；
[0070](E)固化处理:浇注罐泄压并线圈取出后，立即吊入专用固化箱内进行固化处理，固化温度为90°C~115°C，固化时间不少于6小时，并随炉冷却5小时后取出线圈；
[0071](F)修整:对浇筑后的线圈进行表面修整。
[0072]步骤(5)整体检验:浇筑完成后需对线圈整体检验，检验内容包括直流电阻、电感、绝缘性能、尺寸、外观，如直流电阻、电感、绝缘性能不符合预期要求需报废处理，如外观和尺寸不满足要求可进行修整处理。
[0073]对线圈通电时，分别将两极接到线圈的两个电极4上，电流将按照电极4、第一个线圈单元I 101的铜管Tl起绕端a、第一个线圈单元I 101的铜管Tl止绕端b、第一个线圈单元I 101的铜管TP的起绕端a、……、最后一个线圈单元II 102的铜管TP’的起绕端a、电极4的路线流过，所有铜管通过电极4和连接块5串联起来，电流方向一致。
[0074]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种⑶SP磁场发生装置线圈，包括由铜管绕制成圆筒型的线圈组，线圈组一侧设有进出水端，其特征在于，还包括环氧树脂、绝缘板、电极、连接块；所述绝缘板设在铜管之间，环氧树脂通过浇筑的方式包覆整个线圈组；所述连接块和电极均设置在到线圈组进出水端；所述铜管为倒圆角的空心方形紫铜管，且满足:r= (0.05?0.15)XD，其中r为倒圆角半径，D为方形紫铜管边长。
2.根据权利要求1所述的CUSP磁场发生装置线圈，其特征在于，所述电极、连接块均为紫铜，电极、连接块与铜管之间采用焊接或螺钉方式固定连接。
【文档编号】H01F5/00GK203746600SQ201420085056
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】曹建伟, 欧阳鹏根, 汤承伟, 傅林坚, 朱亮 申请人:浙江晶盛机电股份有限公司, 杭州慧翔电液技术开发有限公司