一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆的制作方法

本发明涉及超导技术领域，具体涉及一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，采用导热系数小的环氧材料和不锈钢材料制成的套叠杆结构组件，能够保证吊杆组件漏热比通常做法的吊杆的漏热小几倍以上。

背景技术：
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超导磁体装置一般工作温度小于20k，对于中小型超导磁体多选用制冷机进行传导冷却，这是因为这种制冷方式具有高效、结构紧凑、且安装位置灵活等特点。为了有效减小杜瓦内表面对超导磁体的热辐射，提高低温系统冷量利用效率，确保超导磁体温度能够保持在所需要的温区内，一般在超导与杜瓦之间设置冷屏。

冷屏材料多选用导热性能良好的铜、铝等金属。为了保证超导磁体的正常进行，冷屏不仅结构上满足强度要求，而且也要控制冷屏漏热在可接受范围。

冷屏稳态漏热来源一般有三个，即残余气体漏热、辐射漏热和固件传导漏热。作为主要漏热方式之一的固件传导漏热，一般多采用导热系数小的材料直接制作成吊杆,连接高温和低温端。为了减小传导漏热，我们发明了一种小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆。该设计能够有效增加吊杆长度几倍，能够保证在相同半径，相同温差条件下，固件传导漏热低于通常做法的吊杆的漏热小几倍以上。以提高系统冷量利用效率。

技术实现要素：
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本发明提供了一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆新型设计，能够保证吊杆组件漏热比通常做法的吊杆的漏热小几倍以上。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，其特征在于：包括有安装在冷屏顶板底面的低温连接座以及安装在杜瓦顶板底面的室温连接座，杜瓦顶板位于冷屏顶部的上方；低温连接座中套装有中空的纵向的不锈钢套筒杆，不锈钢套筒杆下端固定连接有中空的挡块；室温连接座中套装有纵向的环氧杆，环氧杆底端依次穿过冷屏顶板和不锈钢套筒杆后伸入挡块内并通过锁紧螺母固定在挡块内。

一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，其特征在于：环氧杆长度大于l+h，其中l为冷屏筒体高度一半，h为冷屏顶板到杜瓦顶板距离。

一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，其特征在于：环氧杆直径为r，不锈钢套筒杆内径为r+3mm，壁厚为3~5mm，环氧杆两端均设有螺纹段。

一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，其特征在于：所述挡块为方形挡块，环氧杆底端通过两个锁紧螺母固定在方形挡块部位。

一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，其特征在于：所述不锈钢套筒杆通过螺纹旋装在室温连接座中，所述环氧杆通过螺纹旋装在低温连接座中。

冷屏通过本发明吊装在杜瓦中。

环氧杆两端均有螺纹，以便组装。

不锈钢套筒杆一端为螺纹接口，另一端焊接有中空的方形挡板。

环氧杆一端通过螺纹固定在室温连接座（室温连接座固定在杜瓦顶板）；不锈钢套筒杆穿过环氧杆通过螺纹端固定在低温连接座（低温连接座固定在冷屏顶板）；然后环氧杆另一端通过两个锁紧螺母固定在套筒杆的中空方形挡块位置。

冷屏在杜瓦内的位置高度可以通过锁紧螺母进行调节。

本发明适用于中小型超导磁体装置冷屏吊装。采用导热系数小的环氧材料和不锈钢材料制成的套叠杆结构组件，能够保证吊杆组件漏热比通常做法的吊杆的漏热小几倍以上。

本发明的优点是：

本发明采用导热系数小的环氧材料和不锈钢材料制成的套叠杆结构组件，突破了通常直接使用环氧材料做成吊杆的做法。能够保证吊杆组件漏热比通常做法的吊杆的漏热小几倍以上。且有结构设计简单、易加工、安装方便、漏热小等优点，并在微波加热磁体上得到应用，冷屏最低温度小于50k。

附图说明：

图1为本发明装配后的结构示意图。

图2为a部位的放大图。

具体实施方式：

参见附图。

一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，包括有安装在冷屏顶板3底面的低温连接座4以及安装在杜瓦顶板8底面的室温连接座1，杜瓦顶板8位于冷屏顶部3的上方；低温连接座4中套装有中空的纵向的不锈钢套筒杆5，不锈钢套筒杆5下端固定连接有中空的挡块6；室温连接座1中套装有纵向的环氧杆2，环氧杆2底端依次穿过冷屏顶板3和不锈钢套筒杆5后伸入挡块内并通过锁紧螺母7固定在挡块6内。

环氧杆长度大于l+h，其中l为冷屏筒体高度一半，h为冷屏顶板到杜瓦顶板距离。

环氧杆直径为r，不锈钢套筒杆内径为r+3mm，壁厚为3~5mm，环氧杆两端均设有螺纹段。

挡块为方形挡块，环氧杆底端通过两个锁紧螺母固定在方形挡块部位。

一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆主要包括导热系数小的环氧杆和不锈钢套筒杆，主要通过螺纹进行连接。

所述的室温连接座1和低温连接座4分别固定在杜瓦顶板和冷屏顶板3。

将所述的环氧杆2穿过冷屏顶板3，通过螺纹固定在室温连接座1。将所述的中空方形挡块6焊接在不锈干套筒杆5一端；然后将所述的不锈钢套筒杆5穿过环氧杆2通过螺纹端固定在低温连接座4。最后，所述的环氧杆2另一端通过两个锁紧螺母7固定在套筒杆的中空方形挡块6位置。冷屏在杜瓦内的位置高度可以通过所述的锁紧螺母7进行调节。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种中小型超导磁体装置冷屏低冷量损耗的套叠结构吊杆，包括有安装在冷屏顶板底面的低温连接座以及安装在杜瓦顶板底面的室温连接座，室温连接座中套装有不锈钢套筒杆，不锈钢套筒杆下端固定连接有挡块；低温连接座中套装有环氧杆，环氧杆底端依次穿过冷屏顶板和不锈钢套筒杆后伸入挡块内并固定在挡块内。本发明适用于中小型超导磁体装置冷屏吊装。采用导热系数小的环氧材料和不锈钢材料制成的套叠杆结构组件，能够保证吊杆组件漏热比通常做法的吊杆的漏热小几倍以上。本发明具有结构设计简单、易加工、安装方便、漏热小等优点，且在微波加热磁体上得到应用，冷屏最低温度小于50K。

技术研发人员：郭亮;刘华军;施毅;郝强旺;刘方;于敏
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2018.07.16
技术公布日：2018.12.18