CN104465009B - 一种能够获得工业用动态液氦零挥发的超导磁体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够获得工业用动态液氦零挥发的超导磁体装置，涉及超导磁体装置技术领域。包括低温绝热杜瓦和再冷凝制冷机，所述再冷凝制冷机的制冷端插入低温绝热杜瓦的中空腔内，低温绝热杜瓦内设置有液态氦和氦气的混合物；超导强磁场绕组、超导热开关和控制超导热开关的加热器，设置在低温绝热杜瓦内，超导强磁场绕组与超导热开关并联、并且利用一个同轴可同步插拔的电流引线，串联到一个主电源，形成一个闭合回路；超导热开关加热器与加热电源串联形成一个闭合回路，用以控制超导热开关。当可插拔电流引线拔去后，超导强磁场绕组与超导热开关形成一个零电阻回路，当电流在零电阻回路中流通时，不会产生焦耳损耗。

Description

一种能够获得工业用动态液氦零挥发的超导磁体装置

技术领域

本发明涉及一种超导装置，尤其是指一种能够获得工业用动态液氦零挥发的超导磁体装置。

背景技术

带有再冷凝制冷机的超导磁选机在工作时，由于分选腔中的电磁不平衡，引起强电磁干扰产生热量，使冷却超导磁体的液氦的液面及其上方的气态氦的气体压力发生变化。在长时间工矿环境中运行时，很难确保超导磁体正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够确保超导磁体在液氦作为冷却介质的杜瓦内稳定运行的装置。

为实现上述目的，提供如下技术方案：

一种能够获得工业用动态液氦零挥发的超导磁体装置，其特征在于：包括低温绝热杜瓦和再冷凝制冷机，所述再冷凝制冷机的制冷端插入低温绝热杜瓦的中空腔内，低温绝热杜瓦内设置有液态氦和氦气的混合物；超导强磁场绕组设置在低温绝热杜瓦内，超导强磁场绕组的接线端设置在低温绝热杜瓦内；超导热开关设置在低温绝热杜瓦内，超导热开关的接线端设置在低温绝热杜瓦内；超导强磁场绕组与超导热开关并联后、再串联一个主电源形成一个闭合回路；超导强磁场绕组与超导热开关并联后的两个节点与主电源正极和负极之间分别串联一个可插拔式接头；超导热开关加热器设置在低温绝热杜瓦内，超导热开关加热器的接线端设置在低温绝热杜瓦外，超导热开关加热器与加热电源串联形成一个闭合控制回路。超导热开关加热器设置在超导热开关内；超导热开关加热器可以是加热丝直接绕在超导热开关内，也可以是加热片直接设置在超导热开关内。超导强磁场绕组与超导热开关形成一个零电阻回路，当电流在零电阻回路中流通时，不会产生焦耳损耗。进而不会影响低温绝热杜瓦内设置的液态氦和氦气的混合物的能量变化，也就不会导致液态氦的挥发。当主电源给超导强磁场绕组供电后，通过拔断引线使其与超导热开关形成一个无电阻回路，达到一个永磁铁的状态。本发明核心的结构是：要使超导绕组和超导开关在不外加控制时，形成一个零电阻回路。其目的是尽可能地减小分选腔中的因磁性能不平衡而带来的强电磁干扰产生的热效应。

进一步的，所述超导热开关是采用超导开关线绕成的无电感绕组；其被加热后超导开关线失去超导，形成有限电阻态；不加热时为无限小的电阻态，即为零电阻态。

附图说明

图1为本发明一种能够获得工业用动态液氦零挥发的超导磁体装置结构示意图；

其中：1、低温绝热杜瓦，2、再冷凝制冷机，3、超导强磁场绕组，4、超导热开关，5、超导热开关加热器，6、主电源，7、加热电源，8、可插拔式接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个最佳实施例作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

如图1所示，本发明包括低温绝热杜瓦1和再冷凝制冷机2，所述再冷凝制冷机2的制冷端插入低温绝热杜瓦1的中空腔内，低温绝热杜瓦1内设置有液态氦和氦气的混合物；超导强磁场绕组3设置在低温绝热杜瓦内1，超导强磁场绕组3的接线端设置在低温绝热杜瓦1内；超导热开关4设置在低温绝热杜瓦1内，超导热开关4的接线端设置在低温绝热杜瓦1内；超导强磁场绕组3与超导热开关4并联后、再串联一个主电源6形成一个闭合回路；超导强磁场绕组3与超导热开关4并联后的两个节点与主电源6正极和负极之间分别串联一个可插拔式接头8；超导热开关加热器5设置在低温绝热杜瓦1内，超导热开关加热器5的接线端设置在低温绝热杜瓦1外，超导热开关加热器5与加热电源7串联形成一个闭合控制回路；超导热开关加热器5设置在超导热开关4内。

超导热开关4是采用超导开关线绕成的无电感绕组；其被加热后超导开关线失去超导功能，形成有限电阻态；不加热时为无限小的电阻态，即为零电阻态。

工作时，通过主电源6给超导强磁场绕组3供电，使其成为一个超导磁体；然后拔断主电源6与超导强磁场绕组3和超导热开关4的连接引线，使超导强磁场绕组3与超导热开关4形成一个无电阻回路，达到一个永磁铁的状态。整个闭合回路无电阻，也就不会产生焦耳发热，进而不会影响低温绝热杜瓦内设置的液态氦和氦气的混合物的能量变化，也就不会导致液态氦的挥发。

在往复式工业用磁选机(或称提纯机)中，强电磁脉动对动态液氦零挥发的影响是第一位的。而强电磁脉动的来源是分选机构中的磁性吸附腔与分选工艺中需要的“哑元”腔，有较大差別引起的。本发明要解决的目的是：降低或尽可能减少电磁干扰产生的热损耗效应。

Claims (1)

1.一种能够获得工业用动态液氦零挥发的超导磁体装置，其特征在于：包括低温绝热杜瓦(1)和再冷凝制冷机(2)，所述再冷凝制冷机(2)的制冷端插入低温绝热杜瓦(1)的中空腔内，低温绝热杜瓦(1)内设置有液态氦和氦气的混合物；超导强磁场绕组(3)设置在低温绝热杜瓦(1)内，超导强磁场绕组(3)的接线端设置在低温绝热杜瓦(1)内；超导热开关(4)设置在低温绝热杜瓦(1)内，超导热开关(4)的接线端设置在低温绝热杜瓦(1)内；超导强磁场绕组(3)与超导热开关(4)并联后、再串联一个主电源(6)形成一个闭合回路；超导强磁场绕组(3)与超导热开关(4)并联后的两个节点与主电源(6)正极和负极之间分别串联一个可插拔式接头(8)；超导热开关加热器(5)设置在低温绝热杜瓦(1)内，超导热开关加热器(5)的接线端设置在低温绝热杜瓦(1)外，超导热开关加热器(5)与加热电源(7)串联形成一个闭合控制回路；超导热开关加热器(5)设置在超导热开关(4)内；

所述超导热开关(4)是采用超导开关线绕成的无电感绕组；使其在被加热后超导开关线失去超导功能，形成有限电阻态；不加热时为无限小的电阻态，即为零电阻态；

超导热开关加热器的加热丝直接绕在超导热开关内，或者加热片直接设置在超导热开关内；

所述可插拔式接头设置在低温绝热杜瓦内。