CN103839648A - 一种超导磁体绕制应力过载保护装置 - Google Patents

Abstract

一种超导磁体绕制应力过载保护装置，由底座、两个支架单元和一个滑槽单元组成。底座位于整个装置的最底端，两个支架单元分别安装在底座的两端，滑槽单元焊接在两个支架单元之间。滑槽内安装有弹簧、滑块等，起到缓冲保护作用。在螺线管超导磁体的绕制过程中，一些不可控的机械扰动会导致超导线材拉应力的过载，从而出现超导线材折断的事故。本装置可以在超导线材出现拉应力过载的状态时，起到保护超导线材的作用。

Description

一种超导磁体绕制应力过载保护装置

技术领域

本发明涉及一种超导磁体绕制保护装置，特别涉及一种应力过载保护装置。

背景技术

超导磁体绕制过程中，动力装置通常有绕线电机和放线电机，在正常情况下，绕线电机和放线电机保持同步，那么超导线材内部的应力保持均匀且维持在许用应力之下。由于存在不可控的电压波动或者机械扰动，绕线电机和放线电机会出现突然不同步的现象，导致超导线材受到很大应力的冲击，因此会出现超导线材被拉断的事故。传统的保护方式一般采用紧急停机制动的方法，虽然这种方法可以防止带材受到的应力进一步增大，但是并未消除超导线材受到的应力冲击，因此仍然可能带来一定的风险。

发明内容

本发明的目的是降低超导磁体绕制过程中超导带材被拉断的风险，提出一种超导磁体绕制应力过载保护装置。本发明可以在超导线材受到大应力冲击时，保护超导线材不被拉断。

本发明的结构组成如下：

所述的超导磁体绕制应力过载保护装置由底座、两个支架单元和一个滑槽单元组成。底座位于整个装置的最底端，两个支架单元安装在底座之上，滑槽单元焊接在两个支架单元之间。

本发明还具有以下技术特征：

1、所述的支架单元由第一支架、第二支架、第一弹簧、连杆和滑轮组成；第一支架和第二支架为中空圆柱结构。第一支架焊接在底座之上，第二支架的下部套装在第一支架的上部。第一弹簧放置于第一支架与第二支架的内部，当第二支架下降时，起到缓冲的作用。滑轮安装在第二支架的顶端，连杆安装在第二支架的一侧，位于滑轮的下部，滑块的上面。

2、所述的滑槽单元由滑槽基底、支撑杆、第二弹簧、两个滑块和两个机械开关组成。滑槽基底的两侧分别焊接在两个第一支架顶部。滑槽基底中心开有凹槽结构，第二弹簧套在支撑杆之上，支撑杆焊接在滑槽基底的凹槽内部；两个滑块安装在支撑杆之上，位于第二弹簧的两侧。两个机械开关安装在滑槽基底之上，位于滑槽基底凹槽的两侧，对称布置。

3、当所述的机械开关打开时，圆柱销弹出，限制滑块的运动；当机械开关闭合时，圆柱销收回，滑块可自由向凹槽中心移动。

当超导磁体正常绕制时，超导线材处于绷紧的状态，适当的拉应力不会对超导线材造成伤害，同时适当的拉应力会给磁体绕制提供预紧力，防止磁体松动。超导线材出现拉应力过载的情况时，安装在滑槽基底之上两个机械开关就会同时打开，两个滑块会向滑槽基底的中心移动，通过连杆带动第二支架、滑轮向下运动，从而增加超导线材在放线端和收线端的拉伸余量，对超导线材受到的应力起到缓冲的作用，第一弹簧对于第二支架的下移起到缓冲作用，第二弹簧对滑块的移动起到缓冲作用，防止第二支架快速下移造成的超导磁体绕制预紧力消失。

附图说明

图1本发明一种超导磁体绕制应力过载保护装置的主视图；

图2本发明一种超导磁体绕制应力过载保护装置的左视图；

图3本发明一种超导磁体绕制应力过载保护装置的俯视图；

图4本发明一种超导磁体绕制应力过载保护装置的三维图；

图5本发明一种超导磁体绕制应力过载保护装置的保护状态三维图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1-图5所示，本发明实施例由底座11、两个支架单元13和一个滑槽单元14组成。底座11位于整个装置的最底端，两个支架单元13安装在底座11之上，滑槽单元14焊接在两个支架单元13之间。

所述的支架单元13由第一支架9、第二支架1、第一弹簧10、连杆4，以及滑轮2组成；第一支架9和第二支架1为中空圆柱结构，第一支架9焊接在底座11之上，第二支架1的下部套装在第一支架9的上部，第一弹簧10放置于第一支架9与第二支架1的内部，当第二支架1下降时，起到缓冲的作用。滑轮2安装在第二支架1的顶端，连杆4安装在第二支架1的一侧，位于滑轮2与滑块5之间，在滑轮2的下部，滑块5上面。

所述的滑槽单元14由滑槽基底7、支撑杆12、第二弹簧8、两个滑块5和两个机械开关6组成。滑槽基底7的两侧分别焊接在两个第一支架9顶部；滑槽基底7中心开有凹槽结构，第二弹簧8套在支撑杆12之上，支撑杆12焊接在滑槽基底7的凹槽内部；两个滑块5安装在支撑杆12之上，位于第二弹簧8的两侧。两个机械开关6安装在滑槽基底7之上，位于滑槽基底7凹槽的两侧，对称布置。

所述的超导磁体绕制应力过载保护装置还包括控制系统，所述的控制系统布置于底座之上。控制系统与滑轮2的压力传感器以及两个机械开关相连，压力传感器布置在滑轮2的轮轴处，采集超导线材的应力状态信息，当超导线材的受到瞬间大应力冲击时，会对滑轮2产生一个向下的应力冲击，当压力传感器采集到应力过载信息时，控制系统打开机械开关6，机械开关6的圆柱销被收回，滑块5可自由移动。

本发明工作过程如下：

在超导磁体绕制过程中，超导线材1由放线端出发，依次经过两个滑轮绕制磁体，如图1所示，左侧为放线端，右侧为绕线端。当超导线材受到大应力冲击时，滑轮2的压力传感器将应力信息传递给控制系统，控制系统打开两个机械开关6，机械开关6收回圆柱销，滑块5向凹槽中心移动，滑块5通过连杆4带动第二支架1向下移动，最终状态如图5所示。由此将超导线材受到的大应力冲击缓冲消除。第一弹簧10和第二弹簧8的作用是缓冲，防止第二支架1下降过快造成危险。

Claims (4)

1.一种超导磁体绕制应力过载保护装置，其特征是：所述的超导磁体绕制应力过载保护装置由底座（11）、两个支架单元（13）和一个滑槽单元（14）组成；底座（11）位于整个装置的最底端，两个支架单元（13）安装在底座（11）之上，滑槽单元（14）焊接在两个支架单元（13）之间。

2.如权利要求1所述的超导磁体绕制应力过载保护装置，其特征是：支架单元（13）由第一支架（9）、第二支架（1）、第一弹簧（10）、连杆（4），以及滑轮（2）组成；第一支架（9）和第二支架（1）均为中空圆柱结构；第一支架（9）焊接在底座（11）之上，第二支架（1）的下部套装在第一支架（9）的上部；第一弹簧（10）放置于第一支架（9）和第二支架（1）的内部，当第二支架（1）下降时，起到缓冲的作用；滑轮（2）安装在第二支架（1）的顶端，连杆（4）安装在第二支架（1）的一侧，位于滑轮（2）的下部，滑块（5）上面。

3.如权利要求1所述的超导磁体绕制应力过载保护装置，其特征是：所述的滑槽单元（14）由滑槽基底（7）、支撑杆（12）、第二弹簧（8）、两个滑块（5）和两个机械开关（6）组成；滑槽基底（7）的两侧分别焊接在两个第一支架（9）顶部；滑槽基底（7）中心开有凹槽结构，第二弹簧（8）套在支撑杆（12）之上，支撑杆（12）焊接在滑槽基底（7）的凹槽内；两个滑块（5）安装在支撑杆（12）之上，位于第二弹簧（8）的两侧；两个机械开关（6）安装在滑槽基底（7）之上，位于滑槽基底（7）凹槽的两侧，对称布置。

4.如权利要求1或2或3所述的超导磁体绕制应力过载保护装置，其特征是：当超导磁体正常绕制时，超导线材（3）处于绷紧的状态，适当的拉应力不会对超导线材（3）造成伤害，同时适当的拉应力会给磁体绕制提供预紧力，防止磁体松动；当超导线材（3）出现拉应力过载的情况时，安装在所述滑槽基底（7）之上两个机械开关（6）同时打开，两个所述的滑块（5）向滑槽基底（7）的中心移动，通过所述的连杆（4）带动第二支架（1）、滑轮（2）向下运动，从而增加超导线材（3）在放线端和收线端的拉伸余量，对超导线材（3）受到的应力起到缓冲的作用，第一弹簧（10）对于第二支架（1）的下移起到缓冲作用，第二弹簧（8）对滑块的移动起到缓冲作用，防止第二支架（1）快速下移造成的超导磁体绕制预紧力消失。

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