一种高寿命大电流电磁脉冲线圈的制作方法

本发明属于电磁脉冲线圈，具体涉及一种高寿命大电流电磁脉冲线圈。

背景技术：

1、线圈作为电磁脉冲设备的关键零部件，它决定了设备能量的终端使用结果。目前主流应用的多匝线圈多采用玻璃丝包线绕制外加端子焊接的基本形式，或者采用叠片方式，多层多次叠加方式。这两种方式均匀通流能力差，绝缘等级低，寿命极低，生产效率低下等缺点，一般只能应用于高校实验室等科研环境，无法适用工业化大规模，长期生产应用。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，适用脉冲大电流高频冲击环境，解决目前多匝线圈采用玻璃丝包线绕制外加端子焊接且叠加方式采用叠片或多层多次叠加导致均匀通流能力差、绝缘等级低、寿命低、生产效率低下的问题。

2、为此，本发明所采用的技术方案为：一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，：包括多匝螺旋线圈、套装多匝螺旋线圈的线圈外套筒体和安装在多匝螺旋线圈两端头的冷却组件，所述线圈外套筒体留有供冷却组件安装在多匝螺旋线圈两端的缺口，所述线圈外套筒体包括主筒体和螺栓安装在主筒体两端的端盖，所述冷却组件包括水冷电极和与水冷电极接通供冷却水注入流出的冷却水管，所述多匝螺旋线圈采用呈螺旋式环绕结构的金属板，且螺旋结构缝隙间填充有高强度灌封料，多匝螺旋线圈的内腔两端设有绝缘板，多匝螺旋线圈与线圈外套筒体之间安装有外绝缘层。

3、作为上述方案的优选，所述多匝螺旋线圈采用高强度合金铜材料，通流能力强，效率高，耐高压、高电流。

4、进一步优选为，所述多匝螺旋线圈在两个绝缘板之间配备有集磁器，多匝螺旋线圈结合集磁器实现电磁脉冲焊接、压接功能。

5、进一步优选为，所述集磁器主体呈圆柱结构，且在集磁器主体的绝缘缝隙填充有内绝缘层，所述内绝缘层采用聚酰胺高压绝缘材料，绝缘性能好、耐热性强，选材合理。

6、进一步优选为，所述高强度灌封料采用环氧树脂高强度纤维混合材料，比强度高、比模量高，密度小、结构尺寸稳定、耐腐蚀、抗疲劳，所述绝缘板的外径与多匝螺旋线圈内径匹配，所述外绝缘层、绝缘板均采用聚酰胺高压绝缘材料，选材合理，绝缘板厚度为1mm～2mm，尺寸合理，保障绝缘效果。

7、进一步优选为，所述多匝螺旋线圈的两端一体设有供水冷电极螺栓安装的安装座，设计结构合理。

8、进一步优选为，所述线圈外套筒体采用合金钢材料，选材合理，整体结构强度高。

9、本发明的有益效果：

10、(1)相比于多匝线圈采用玻璃丝包线绕制外加端子焊接且叠加方式采用叠片或多层多次叠加的方式，本方案的多匝螺旋线圈采用呈螺旋式环绕结构的金属板，中间没有接头盒搭接部位，所以使用过程中不会出现打火烧蚀击穿等问题，螺旋线圈的螺旋结构缝隙间填充有高强度灌封料，整体机械加工，不需要焊接、绕制，加工简单方便，大幅减少造价成本。

11、(2)匝间距离、匝数、绝缘等级等参数可以根据不同的耐压通流等使用要求和设备能力进行频率匹配，多匝螺旋线圈的耐压根据高强度灌封料和匝间距的不同配合选择，可以实现0-20kv范围内的耐压能力，可以经受0-600ka脉冲电流的冲击作用，灵活性强，适用范围广。

12、(3)螺旋结构缝隙间填充有高强度灌封料，多匝螺旋线圈的内腔两端设有绝缘板，多匝螺旋线圈与线圈外套筒体之间安装有外绝缘层，从内到外布设绝缘结构，结构强度大，冷却组件安装在多匝螺旋线圈两端头，从而通过液体循环冷却方式，保障多匝螺旋线圈不易发热，防止线圈变形，通过整体的机械加工结构，选材材质选型和结构设计都能保证其有足够的机械强度，能在长时间高频使用的情况下不变形，大幅度提高使用寿命。

13、(4)本方案可以进行管类零件等实现波纹管成形，也可以配备不同的集磁器进行管类零件的成形，焊接等工作，操作灵活，使用方便，适用范围广，线圈外套筒体套装在多匝螺旋线圈上，能进一步提高结构强度，保证线圈在寿命周期内不变形。

14、综上所述，具有加工简单方便、造价成本低、灵活性强、适用范围广、使用寿命长等优点。

技术特征：

1.一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，其特征在于：包括多匝螺旋线圈(1)、套装多匝螺旋线圈(1)的线圈外套筒体(2)和安装在多匝螺旋线圈(1)两端头的冷却组件(3)，所述线圈外套筒体(2)留有供冷却组件(3)安装在多匝螺旋线圈(1)两端的缺口，所述线圈外套筒体(2)包括主筒体(21)和螺栓安装在主筒体(21)两端的端盖(22)，所述冷却组件(3)包括水冷电极(31)和与水冷电极(31)接通供冷却水注入流出的冷却水管(32)，所述多匝螺旋线圈(1)采用呈螺旋式环绕结构的金属板，且螺旋结构缝隙间填充有高强度灌封料(11)，多匝螺旋线圈(1)的内腔两端设有绝缘板(13)，多匝螺旋线圈(1)与线圈外套筒体(2)之间安装有外绝缘层(12)。

2.根据权利要求1所述的一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，其特征在于：所述多匝螺旋线圈(1)采用高强度合金铜材料。

3.根据权利要求1所述的一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，其特征在于：所述多匝螺旋线圈(1)在两个绝缘板(13)之间配备有集磁器(4)。

4.根据权利要求3所述的一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，其特征在于：所述集磁器(4)主体呈圆柱结构，且在集磁器(4)主体的绝缘缝隙填充有内绝缘层，所述内绝缘层采用聚酰胺高压绝缘材料。

5.根据权利要求1所述的一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，其特征在于：所述高强度灌封料(11)采用环氧树脂高强度纤维混合材料，所述绝缘板(13)的外径与多匝螺旋线圈(1)内径匹配，所述外绝缘层(12)、绝缘板(13)均采用聚酰胺高压绝缘材料，绝缘板(13)厚度为1mm～2mm。

6.根据权利要求1所述的一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，其特征在于：所述多匝螺旋线圈(1)的两端一体设有供水冷电极(31)螺栓安装的安装座(14)。

7.根据权利要求1所述的一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，其特征在于：所述线圈外套筒体(2)采用合金钢材料。

技术总结
本发明公开了一种高寿命大电流电磁脉冲线圈，包括多匝螺旋线圈、套装多匝螺旋线圈的线圈外套筒体和安装在多匝螺旋线圈两端头的冷却组件，所述线圈外套筒体留有供冷却组件安装在多匝螺旋线圈两端的缺口，所述线圈外套筒体包括主筒体和螺栓安装在主筒体两端的端盖，所述冷却组件包括水冷电极和与水冷电极接通供冷却水注入流出的冷却水管，所述多匝螺旋线圈采用呈螺旋式环绕结构的金属板，且螺旋结构缝隙间填充有高强度灌封料，多匝螺旋线圈的内腔两端设有绝缘板，多匝螺旋线圈与线圈外套筒体之间安装有外绝缘层，具有加工简单方便、造价成本低、灵活性强、适用范围广、使用寿命长等优点。

技术研发人员：苟苏文,郑伟,高雷,王福森,赵发东,伏黎,田其佳,包芪铭,刘莹
受保护的技术使用者：重庆普尔萨科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17