一种超导磁体线圈骨架支撑结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种超导磁体低温容器，尤其涉及一种超导磁体线圈骨架支撑结构。
【背景技术】
[0002]超导技术已经越来越广泛的应用于MR磁体，高场NMR磁体和大功率超导储能设备中。毫无例外，这些设备都是将超导线在加工好的线槽中缠绕形成线圈，将若干线圈置于低温环境中使导线达到超导状态成为超导线圈组，并向其中通入预定的电流，这个电流可能会远大于非超导态时的最大允许电流，达到几百安培甚至上千安培。根据安培定律df =IdLXB，及毕奥-萨伐尔定律可知，单个线圈所受的静磁场电磁力合力与电流大小呈平方关系，该电磁力大小可以达到几十吨乃至上百吨，如此巨大的电磁力作用在整个线圈上，根据力的传递，将全部由线圈骨架来承受，这便要求作为线圈支撑体的骨架及骨架支撑结构具有足够的机械强度，充分的抗压和抗剪切能力，以减小骨架在强大电磁力下的变形。在需要高均匀场的超导MR磁体应用中，往往还需要在主线圈和主线圈骨架外增加屏蔽线圈及屏蔽线圈骨架，两者骨架间需要一些支撑结构进行联接以形成封闭的低温容器。主线圈和屏蔽线圈具有对称结构，所以主线圈骨架和屏蔽线圈骨架也具有对称结构，在骨架和支撑结构的限制下，整个线圈-骨架系统应该处于力的平衡状态。当前多数单位和厂家使用无磁性的不锈钢，铜、铝及其合金材料制作主线圈骨架及屏蔽线圈骨架，使用梁结构或筋板结构作为主体骨架和屏蔽线圈骨架之间的联接支撑，再利用内外筒体、两端法兰或封盖将这部分结构封闭起来形成低温容器。也有使用复合材料作为骨架本体，使用的是预浸玻璃纤维丝缠绕固化成型体，但并未直接缠绕在金属支撑筒体上，而是自成一体，与金属支撑筒体间没有直接接触。
[0003]现有技术利用金属材料制作主体线圈和屏蔽线圈骨架，用梁结构或筋板结构作为主体骨架和屏蔽线圈骨架之间的联接支撑，这种骨架结构有其不利的一面。比如，使用金属材质会导致骨架比较笨重，进而增加制造、运输成本；金属骨架一般具有较高的温度相关收缩率，在低温下尺寸收缩量比较大，可能影响超导线圈的低温表现。梁结构或筋板结构的联接支撑又会造成装配复杂、制造成本增加。即便是预浸玻璃纤维丝缠绕固化的复合材料骨架，由于并未直接缠绕在金属筒体上，线圈内径受到限制，且需要脱模和单独制作，需要较多的工装夹具，产生材料浪费，使成本提高，工艺也变得复杂。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在提供一种超导磁体线圈骨架支撑结构，结构简单，重量较轻，制造成本低，装配方便，使用安全。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型公开的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，包括主线圈骨架、主线圈骨架支撑筒体、屏蔽线圈骨架、屏蔽线圈骨架支撑环、端法兰、支撑筋板，所述主线圈骨架粘接在主线圈骨架支撑筒体外圆周面上，所述端法兰有两个，分别焊接在主线圈骨架支撑筒体两端，所述屏蔽线圈骨架支撑环有两个，分别套在主线圈骨架支撑筒体两端并通过支撑筋板焊接固定在端法兰上，所述屏蔽线圈骨架粘接在屏蔽线圈骨架支撑环外圆周面上。
[0007]进一步的，所述支撑筋板焊接在屏蔽线圈骨架支撑环内圆周面上，支撑筋板外部轮廓为梯形、矩形或三角形。
[0008]进一步的，所述屏蔽线圈骨架一端面通过树脂与端法兰粘接，另一端面为自由端。
[0009]进一步的，所述端法兰与主线圈骨架端面之间有间隙，所述间隙处设有散热环，所述散热环套在主线圈骨架支撑筒体上并与主线圈骨架端面贴合，所述散热环为铜环或铜线缠绕而成。
[0010]进一步的，所述端法兰为圆盘型，中间设有通孔，所述通孔远离主线圈骨架一端设有焊接坡口。
[0011]进一步的，还包括外筒，所述主线圈骨架、主线圈骨架支撑筒体、屏蔽线圈骨架、屏蔽线圈骨架支撑环、支撑筋板都位于外筒内，所述外筒两端与端法兰焊接连接。
[0012]进一步的，所述主线圈骨架、主线圈骨架支撑筒体、屏蔽线圈骨架、屏蔽线圈骨架支撑环、端法兰、外筒共轴线。
[0013]进一步的，所述端法兰外缘向内侧折弯，所述外筒与折弯部焊接连接。
[0014]进一步的，所述主线圈骨架、屏蔽线圈骨架均为纤维与树脂结合而成的复合材料。
[0015]进一步的，所述主线圈骨架、屏蔽线圈骨架外圆周面上均设有环形槽。
[0016]本实用新型具有以下有益效果:
[0017]结构简单，装配方便，装配精度高，制造成本低，使用安全。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型结构示意图；
[0019]图2为图1在I处的放大图；
[0020]图3为图1在I处的第二种实施方式放大图。
[0021]图中:1_主线圈骨架、2-主线圈骨架支撑筒体、3-屏蔽线圈骨架、4-屏蔽线圈骨架支撑环、5-树脂、6-端法兰、7-支撑筋板、8-铜环、9-外筒。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0023]如图1、图2所示，本实用新型公开的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，包括外筒9、主线圈骨架1、主线圈骨架支撑筒体2、屏蔽线圈骨架3、屏蔽线圈骨架支撑环4、端法兰6、支撑筋板7，主线圈骨架1、屏蔽线圈骨架3均为纤维与树脂结合而成的复合材料，主线圈骨架I通过树脂5粘接在主线圈骨架支撑筒体2外圆周面上，端法兰6有两个，分别焊接在主线圈骨架支撑筒体2两端，屏蔽线圈骨架支撑环4有两个，分别套在主线圈骨架支撑筒体2两端并通过支撑筋板7焊接固定在端法兰6上，屏蔽线圈骨架3通过树脂5粘接在屏蔽线圈骨架支撑环4外圆周面上，屏蔽线圈骨架3 —端面还通过树脂5与端法兰6粘接，另一端面为自由端，端法兰6与主线圈骨架I端面之间有间隙，间隙处设有铜环8，铜环8套在主线圈骨架支撑筒体2上并与主线圈骨架I端面贴合，外筒9套在最外层，两端与端法兰6焊接，并与主线圈骨架支撑筒体2组成封闭容器。
[0024]从图1、图2中还可以看出，支撑筋板7焊接在屏蔽线圈骨架支撑环4内圆周面上，支撑筋板7外部轮廓为梯形；端法兰6为圆盘型，中间设有通孔，通孔远离主线圈骨架I 一端设有焊接坡口 ；主线圈骨架1、屏蔽线圈骨架3外圆周面上均设有环形槽；主线圈骨架1、主线圈骨架支撑筒体2、屏蔽线圈骨架3、屏蔽线圈骨架支撑环4、端法兰6、铜环8、外筒9横截面均为圆形且共轴线。
[0025]如图3所示为端法兰6的另一种方式，端法兰6外缘向内侧折弯，外筒9端部与端法兰6折弯部焊接。
[0026]当然，支撑筋板7外部轮廓也可以为三角形或梯形，铜环8也可用铜丝缠绕代替。
[0027]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:包括主线圈骨架、主线圈骨架支撑筒体、屏蔽线圈骨架、屏蔽线圈骨架支撑环、端法兰、支撑筋板，所述主线圈骨架粘接在主线圈骨架支撑筒体外圆周面上，所述端法兰有两个，分别焊接在主线圈骨架支撑筒体两端，所述屏蔽线圈骨架支撑环有两个，分别套在主线圈骨架支撑筒体两端并通过支撑筋板焊接固定在端法兰上，所述屏蔽线圈骨架粘接在屏蔽线圈骨架支撑环外圆周面上。2.根据权利要求1所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述支撑筋板焊接在屏蔽线圈骨架支撑环内圆周面上，支撑筋板外部轮廓为梯形、矩形或三角形。3.根据权利要求1所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述屏蔽线圈骨架一端面通过树脂与端法兰粘接，另一端面为自由端。4.根据权利要求1所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述端法兰与主线圈骨架端面之间有间隙，所述间隙处设有散热环，所述散热环套在主线圈骨架支撑筒体上并与主线圈骨架端面贴合，所述散热环为铜环或铜线缠绕而成。5.根据权利要求1所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述端法兰为圆盘型，中间设有通孔，所述通孔远离主线圈骨架一端设有焊接坡口。6.根据权利要求1所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:还包括外筒，所述主线圈骨架、主线圈骨架支撑筒体、屏蔽线圈骨架、屏蔽线圈骨架支撑环、支撑筋板都位于外筒内，所述两个端法兰分别焊接在外筒两端。7.根据权利要求6所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述主线圈骨架、主线圈骨架支撑筒体、屏蔽线圈骨架、屏蔽线圈骨架支撑环、端法兰、外筒共轴线。8.根据权利要求6所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述端法兰外缘向内侧折弯，所述外筒与折弯部焊接连接。9.根据权利要求1所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述主线圈骨架、屏蔽线圈骨架均为纤维与树脂结合而成的复合材料。10.根据权利要求1所述的一种超导磁体线圈骨架支撑结构，其特征在于:所述主线圈骨架、屏蔽线圈骨架外圆周面上均设有环形槽。
【专利摘要】本实用新型公开一种超导磁体线圈骨架支撑结构，包括主线圈骨架、主线圈骨架支撑筒体、屏蔽线圈骨架、屏蔽线圈骨架支撑环、端法兰、支撑筋板，所述主线圈骨架粘接在主线圈骨架支撑筒体外圆周面上，所述端法兰有两个，分别焊接在主线圈骨架支撑筒体两端，所述屏蔽线圈骨架支撑环有两个，分别套在主线圈骨架支撑筒体两端并通过支撑筋板焊接固定在端法兰上，所述屏蔽线圈骨架粘接在屏蔽线圈骨架支撑环外圆周面上。本实用新型结构简单，重量较轻，制造成本低，装配方便，使用安全。
【IPC分类】H01F6/00, H01F6/06
【公开号】CN204834236
【申请号】CN201520620580
【发明人】贾敬朝, 赵正彪, 李建志
【申请人】奥泰医疗系统有限责任公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月17日