异种材料管路与壳体密封连接装置及超导磁体的制作方法

本技术涉及机械，尤其涉及一种异种材料管路与壳体密封连接装置及超导磁体。

背景技术：

1、超导磁体结构涉及内杜瓦及外杜瓦双层结构，内杜瓦作为线圈冷却介质载体，需考虑冷却介质输入、排出时冷却管路的布局设计，确保冷却管路从内杜瓦到大气端全程为密封环境。超导磁体内杜瓦常用不锈钢材质，冷却管路与内杜瓦材质相同，可直接焊接密封，而外杜瓦根据强度及重量要求一般选用钛合金或铝合金制，即不锈钢管路穿过外杜瓦壳体时涉及异种材料密封连接，无法通过传统熔焊手段进行有效密封，而钎焊需对结构大范围加热，影响母材力学性能，且密封性能尚未得到验证。

2、已有的异种金属管密封结构主要为不同管径对接结构，需要在两种管径的金属管中间加软金属层，并通过磁脉冲成形技术使软金属层受压变形密封，成形过程较为复杂，难以在超导磁体内外杜瓦之间的狭小空间内施行。此外，用于管式空气预热器管箱的管端密封结构通常采用柔性非金属材料作为密封填料，其密封性能一般，漏率指标要求较低，一般用于烟气密封等场景。

3、也就是，现有的异种金属密封结构主要存在以下缺点：密封结构成形复杂，难以在超导磁体内部空间安装；关键密封面密封性能不高，难以满足超导磁体内外杜瓦之间高真空度低漏率要求。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种异种材料管路与壳体密封连接装置及超导磁体，能够解决现有技术中的技术问题。

2、本实用新型提供了一种异种材料管路与壳体密封连接装置，其中，该装置包括钛合金密封法兰、密封件、不锈钢密封法兰和法兰连接件，所述钛合金密封法兰与超导磁体的外杜瓦壳体接触的一面设置有焊接引脚，所述焊接引脚插入所述外杜瓦壳体上预设的圆孔内并通过焊接使所述钛合金密封法兰与所述外杜瓦壳体密封连接，所述外杜瓦壳体与超导磁体的内杜瓦壳体之间的不锈钢管一端与所述内杜瓦壳体密封连接，另一端从所述外杜瓦壳体经所述钛合金密封法兰、所述密封件和所述不锈钢密封法兰穿出，所述不锈钢密封法兰的非密封面与所述不锈钢管的端面焊接，所述密封件嵌入所述钛合金密封法兰的密封面的刀口槽内，所述钛合金密封法兰与所述不锈钢密封法兰通过法兰连接件连接以压紧所述密封件。

3、优选地，所述密封件为环形密封垫圈。

4、优选地，所述密封垫圈的材料为无氧铜。

5、优选地，所述法兰连接件为螺栓。

6、优选地，所述不锈钢密封法兰为标准不锈钢制超高真空法兰。

7、本实用新型还提供了一种超导磁体，其中，包括上述的异种材料管路与壳体密封连接装置。

8、通过上述技术方案，可以对穿过外杜瓦壳体的管路与外杜瓦壳体之间进行密封连接，确保达到内外杜瓦之间真空层的高真空度低漏率要求，同时该密封连接装置满足在狭小空间操作的要求。

技术特征：

1.一种异种材料管路与壳体密封连接装置，其特征在于，该装置包括钛合金密封法兰(4)、密封件(5)、不锈钢密封法兰(6)和法兰连接件(7)，所述钛合金密封法兰(4)与超导磁体的外杜瓦壳体(2)接触的一面设置有焊接引脚，所述焊接引脚插入所述外杜瓦壳体(2)上预设的圆孔内并通过焊接使所述钛合金密封法兰(4)与所述外杜瓦壳体(2)密封连接，所述外杜瓦壳体(2)与超导磁体的内杜瓦壳体(1)之间的不锈钢管(3)一端与所述内杜瓦壳体(1)密封连接，另一端从所述外杜瓦壳体(2)经所述钛合金密封法兰(4)、所述密封件(5)和所述不锈钢密封法兰(6)穿出，所述不锈钢密封法兰(6)的非密封面(8)与所述不锈钢管(3)的端面焊接，所述密封件(5)嵌入所述钛合金密封法兰(4)的密封面(9)的刀口槽内，所述钛合金密封法兰(4)与所述不锈钢密封法兰(6)通过法兰连接件(7)连接以压紧所述密封件(5)。

2.根据权利要求1所述的异种材料管路与壳体密封连接装置，其特征在于，所述密封件(5)为环形密封垫圈。

3.根据权利要求2所述的异种材料管路与壳体密封连接装置，其特征在于，所述密封垫圈的材料为无氧铜。

4.根据权利要求1所述的异种材料管路与壳体密封连接装置，其特征在于，所述法兰连接件(7)为螺栓。

5.根据权利要求4所述的异种材料管路与壳体密封连接装置，其特征在于，所述不锈钢密封法兰(6)为标准不锈钢制超高真空法兰。

6.一种超导磁体，其特征在于，包括上述权利要求1-5中任一项所述的异种材料管路与壳体密封连接装置。

技术总结
本技术涉及机械技术领域，公开了一种异种材料管路与壳体密封连接装置及超导磁体。其中，该装置包括钛合金密封法兰、密封件、不锈钢密封法兰和法兰连接件，钛合金密封法兰与超导磁体的外杜瓦壳体接触的一面设置有焊接引脚，焊接引脚插入外杜瓦壳体上预设的圆孔内并通过焊接使钛合金密封法兰与外杜瓦壳体密封连接，外杜瓦壳体与超导磁体的内杜瓦壳体之间的不锈钢管一端与内杜瓦壳体密封连接，另一端从外杜瓦壳体经钛合金密封法兰、密封件和不锈钢密封法兰穿出，不锈钢密封法兰的非密封面与不锈钢管的端面焊接，密封件嵌入钛合金密封法兰的密封面的刀口槽内，钛合金密封法兰与不锈钢密封法兰通过法兰连接件连接以压紧密封件。

技术研发人员：张艳清,郭帅,陈慧星,史福特,朱嘉伟,程虹丹,李萍,余笔超
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/13