CN104867644A - 一种超导饼拆装更换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超导饼拆装更换装置，该装置包括下底板、上盖板、铜环导体和定位支撑杆，多个定位支撑杆安装在下底板上，上盖板穿装在定位支撑杆上；铜环导体的数量为多个并且这些铜环导体均位于下底板和上盖板之间，相邻的两个铜环导体之间存在间距；每个铜环导体上均设置有多个定位孔，每个定位孔均竖直设置，每个定位支撑杆分别从对应位置处的一定位孔穿过所述的铜环导体；所述铜环导体上开设有多个引线孔。本装置将多个饼式子线圈通过铜环导体联接在一起，可以实现并联或串联，而没有直接将接头焊接在一起，提高了故障饼式子线圈的可更换性与饼式子线圈的利用率，简化了装置的维修方法，降低了整个超导线圈装置的维修成本。
Description
技术领域
本发明属于超导线圈领域，更具体地，涉及一种超导饼拆装更换装置。
背景技术
目前，电网系统在输配电环节的损耗很大，因此各国都在寻找减少电网损耗的方案。超导材料因其具有低损耗、高效率、高传输电流密度等优点，有望用于减少电网损耗，对于未来电力行业的发展具有重要意义。
然而，超导原材料在实际应用中仍面临很多技术难点，其中成本过高便是其中最制约其大范围应用的一点，因此在无法从制造工工艺上降低超导带材成本的情况下，如何提高超导带材的利用率是很关键的，以此来分析具体的改进措施。
现有的超导线圈装置，一般是由多个超导饼即饼式子线圈组成；饼式子线圈是由超导带材先绕制卷曲在一起制成饼状形式而形成，所形成的饼式子线圈一般呈环形，其具有内径和外径；多个饼式子线圈根据需要将其真空环境下环氧浸渍固化，成为不可拆卸的一体结构的超导线圈装置，一旦某个饼式子线圈出现不可恢复的故障，则整个超导线圈装置面临报废的危险，既制约了超导装置的应用，又大幅增加了装置的制造与维修成本。
另外，一体化的超导装置，也无法在其他实验用途上发挥作用，而单独的饼式子线圈则可以重复使用，而且每个饼式子线圈上的引出导线已经与其它饼式子线圈连接好，超导线圈装置上的多个饼式子线圈或者是并联在一起，或者是串联在一起，使用环氧树脂密封后，这种联接关系无法更改，因此其用途受到限制。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：该装置包括下底板、上盖板、铜环导体和定位支撑杆，其中，
所述下底板作为基础支撑体，多个所述的定位支撑杆安装在下底板上，每个定位支撑杆均竖直设置，上盖板穿装在定位支撑杆上，上盖板、下底板和多个定位支撑杆组成框架结构；
所述铜环导体的数量为多个并且这些铜环导体均位于下底板和上盖板之间，相邻的两个铜环导体之间存在间距；每个铜环导体上均设置有多个定位孔，每个定位孔均竖直设置，每个定位支撑杆分别从对应位置处的一定位孔穿过所述的铜环导体，从而将铜环导体安装在定位支撑杆上；
所述铜环导体为环状结构，并在其上开设有多个引线孔，引线孔用于连接超导饼即超导线圈装置的饼式子线圈的引出导线，以使连接在铜环导体上的饼式子线圈实现并联或串联。
优选地，所述下底板上设置有多个第一长条孔，所述上盖板在对应于第一长条孔的位置相应设置有第二长条孔；
每个第一长条孔和对应的第二长条孔处有线圈定位移动杆穿过，所述线圈定位移动杆的数量与第一长条孔的数量一致，所述线圈定位移动杆竖直设置，所述线圈定位移动杆能在第一长条孔和第二长条孔内移动从而与饼式子线圈的内壁接触，进而使下底板和上盖板之间所有饼式子线圈同心以及限制所有饼式子线圈的径向位移。
优选地，所述上盖板的上方设置有上施力装置，所述上施加装置用于向下施加作用力在上盖板和向上施加作用力在下底板上，从而使下底板和上盖板夹住处在二者之间的所有饼式子线圈。
优选地，所述上施力装置为螺母，所述螺母螺纹连接在线圈定位移动杆上。
优选地，所述下底板的下方设置有下施力装置，所述下施加装置用于向上施加作用力在下底板上，从而使下底板和上盖板夹住处在二者之间的所有饼式子线圈。
优选地，所述下施力装置为螺母，所述螺母螺纹连接在线圈定位移动杆上。
优选地，所述线圈定位移动杆上螺纹连接有一个以上的螺母，多个线圈定位移动杆上处于同一高度的螺母共同承接一铜环导体。
优选地，所述定位支撑杆穿过所述的上盖板，所述上盖板和铜环导体上下位置可调整地安装在定位支撑杆上；
优选地，所有的线圈定位移动杆均从铜环导体的内腔穿过铜环导体。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本装置将多个饼式子线圈通过铜环导体联接在一起，可以实现并联或串联，而没有直接将接头焊接在一起，提高了故障饼式子线圈的可更换性与饼式子线圈的利用率，简化了装置的维修方法，降低了整个超导线圈装置的维修成本；
2)本装置通过线圈定位移动杆在第一长条孔和第二长条孔内可移动的特点，可以实现对不同尺寸的饼式子线圈组合成的磁体进行定位与固定，不需要针对不同的饼式子线圈制定多种固定装置，节省了生产成本；
3)本装置采用饼式子线圈与外绕铜环导体连接组成超导线圈装置，而不是将多个饼式子线圈整体环氧浸渍固化，提高了超导线圈装置的整体冷却效果进而增加了装置稳定运行的安全系数，简化了饼式子线圈的拆卸过程，降低维修过程中的人力成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中铜环导体的结构示意图；
图3是本发明中上盖板的结构示意图
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-定位支撑杆，2-线圈定位移动杆，3-上盖板，4-铜环导体，5-定位螺母，6-下底板，61-第一长条孔，31-第二长条孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1～图3所示，一种超导饼拆装更换装置，该装置包括下底板5、上盖板3、铜环导体4和定位支撑杆1，其中，
所述下底板5向上竖直设置所述的定位支撑杆1，所述的定位支撑杆1的数量为多个；优选地，所述定位支撑杆1的下端固定连接在下底板5上。所述下底板5作为基础支撑体，多个所述的定位支撑杆1安装在下底板5上，每个定位支撑杆1均竖直设置，上盖板3穿装在定位支撑杆1上，上盖板3、下底板5和多个定位支撑杆1组成框架结构；
所述铜环导体4的数量为多个并且这些铜环导体4均位于下底板5和上盖板3之间；
相邻的两个铜环导体4之间存在间距；每个铜环导体4上均设置有多个定位孔，每个定位孔均竖直设置，每个定位支撑杆1分别从对应位置处的一定位孔穿过所述的铜环导体4，从而将铜环导体4安装在定位支撑杆1上；
所述铜环导体4为环状结构，并在其上开设有多个引线孔41，引线孔41用于连接超导饼即超导线圈装置的饼式子线圈的引出导线，以使连接在铜环导体4上的饼式子线圈实现并联或串联。
所述上盖板3的上方和下底板5的下方分别设置有上施力装置和下施力装置，所述上施加装置和下施加装置分别用于向下施加作用力在上盖板3和向上施加作用力在下底板5上，从而使下底板5和上盖板3夹住处在二者之间的所有饼式子线圈。
进一步，所述下底板5上设置有多个第一长条孔51，所述上盖板3在对应于第一长条孔51的位置相应设置有第二长条孔31；
每个第一长条孔51和对应的第二长条孔31处有线圈定位移动杆2穿过，所述线圈定位移动杆2的数量与第一长条孔51的数量一致，所述线圈定位移动杆2竖直设置，所述线圈定位移动杆2能在第一长条孔51和第二长条孔31内移动从而与饼式子线圈的内壁接触，进而使下底板5和上盖板3之间所有饼式子线圈同心以及限制所有饼式子线圈的径向位移。
进一步，所述上施力装置为螺母，所述螺母螺纹连接在线圈定位移动杆2上，所述下施力装置为螺母，所述螺母螺纹连接在线圈定位移动杆2上。使用螺母，可以使操作比较方便，拧动螺母即能快速地使
进一步，所述线圈定位移动杆2上螺纹连接有一个以上的螺母，多个线圈定位移动杆2上处于同一高度的螺母共同承接一铜环导体4，这样便于调整铜环导体4的高度。
进一步，所述铜环导体4上周向设置有多个接线孔41，以用于使螺栓装置从接线孔41处穿过铜环导体4后连接饼式子线圈的引出导线上的接线端子。设置多个接线孔41，有利于接线端子就近连接到铜环导体4上，将接线端子贴到铜环导体4的端面上后，再将螺栓装置穿过接线孔41，从而将接线端子连接在铜环导体4上。通过改变饼式子线圈相互之间的接线端子的连接方式，可以实现多个饼式子线圈的串联或并联。
进一步，所述第一长条孔51的数量为三个且这些第一长条孔51周向均匀布置在下底板5上，相应地，所述线圈定位移动杆2的数量也为三个。根据三点确定一个圆的原理，使用三个线圈定位移动杆2可以更容易使所有的饼式子线圈同心。
本发明的上盖板3与下底板5的开孔与长条孔的方法和位置一样，在能够保证底板强度的同时尽可能的靠外边缘钻通孔，孔关于底板中心位置圆周对称；长条孔的长度与宽度也需要保证整体的机械强度，优选的宽度与孔径一致，长条孔起始位置距离圆心有1/3半径；上盖板3与下底板5厚度与半径根据实际需要进行，优选的，半径选择比饼式子线圈半径大1/3，下底板5厚度选择10～20mm，以防止在饼式子线圈的压力下变形，上盖板3优选的厚度为下底板5厚度一半，以节约材料；定位支撑杆1安装于上盖板3与下底板5的开孔上，并采用螺母将其与上盖板3与下底板5固定；定位支撑杆1整体攻螺纹，其长度要超过需要安装的磁体(由多个饼式子线圈叠加形成)的高度，优选的选择高度超过1/5的磁体高度；上盖板3与下底板5以及定位支撑杆1材料选用绝缘材料制作，优选环氧树脂材料。
优选地，上盖板3和下底板5整体均呈圆形；铜环导体4的外径优选的与上盖板3和下底板5的直径一致，其内径优选的比饼式子线圈的直径大1/3；优选的，铜环导体4的材料为导电性能良好的黄铜；需在铜环导体4上开定位孔与接线孔41，定位孔的位置与上盖板3与下底板5开孔位置一致，以便定位支撑杆1穿过；接线孔41位置与大小根据实际需要而定，优选的为孔半径与定位孔半径一致，位置也与定位孔关于圆心圆周对称，方便加工；相邻铜环导体4的距离优选的选择与饼式子线圈厚度一致，以使本装置的结构更加紧凑，减少整体高度，铜环导体4本身的厚度优选的为3～5mm。
线圈定位移动杆2直径需要与上盖板3与下底板5上的长条孔的宽度一致，高度优选的与定位支撑杆1一致，其上下两端攻螺纹，螺纹长度需要能够保证在杆穿过底板的附近位置可以上下安装螺母夹紧上盖板3和下底板5进行固定；其材料选择绝缘材料，优选的选择环氧树脂材料。
本饼式子线圈拆装更换装置的工作过程如下：
1)将定位支撑杆1与线圈定位移动杆2分别安装在下底板5的开孔与第一长条孔51内并在穿过的位置拧紧螺母，进行固定；之后将数量不定的饼式子线圈叠加放置在下底板5上，其中线圈定位移动杆2需要穿过饼式子线圈的内腔；
2)根据饼式子线圈的厚度确认铜环导体4的安装高度，一般相邻两个铜环导体4之间的间距约等于一个饼式子线圈的厚度；在定位支撑杆1上安装定位螺母，安装高度距离下底板5为饼式子线圈的厚度，再将铜环导体4通过之前的定位孔安装在定位支撑杆1上，其与下底板5的间距约为一个饼式子线圈的厚度；之后根据饼式子线圈的数量依次将定位螺母与铜环导体4套装在定位支撑杆1上，相邻铜环导体4的间距即为饼式子线圈厚度。
3)将上盖板3放置在定位支撑杆1和线圈定位移动杆2上，定位支撑杆1穿过上盖板3上的开孔，线圈定位移动杆2穿过第二长条孔31，移动调节线圈定位移动杆2相对圆心位置保证饼式子线圈的圆心与上盖板3和下底板5圆心同线，即保证饼式子线圈位置在整个装置的中央，之后拧紧螺母，上盖板3下表面与饼式子线圈的上表面贴合压紧。
4)根据实际实验需要，将饼式子线圈上的接线端子连接到铜环导体4上，以实现饼式子线圈的串联或并联，即选择饼式子线圈的进出线端安装在铜环导体4的接线孔41处完成串联或者并联，从而形成超导线圈装置。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：该装置包括下底板、上盖板、铜环导体和定位支撑杆，其中，
所述下底板作为基础支撑体，多个所述的定位支撑杆安装在下底板上，每个定位支撑杆均竖直设置，上盖板穿装在定位支撑杆上，上盖板、下底板和多个定位支撑杆组成框架结构；
所述铜环导体的数量为多个并且这些铜环导体均位于下底板和上盖板之间，相邻的两个铜环导体之间存在间距；每个铜环导体上均设置有多个定位孔，每个定位孔均竖直设置，每个定位支撑杆分别从对应位置处的一定位孔穿过所述的铜环导体，从而将铜环导体安装在定位支撑杆上；
所述铜环导体为环状结构，并在其上开设有多个引线孔，引线孔用于连接超导饼即超导线圈装置的饼式子线圈的引出导线，以使连接在铜环导体上的饼式子线圈实现并联或串联。
2.根据权利要求1所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所述下底板上设置有多个第一长条孔，所述上盖板在对应于第一长条孔的位置相应设置有第二长条孔；
每个第一长条孔和对应的第二长条孔处有线圈定位移动杆穿过，所述线圈定位移动杆的数量与第一长条孔的数量一致，所述线圈定位移动杆竖直设置，所述线圈定位移动杆能在第一长条孔和第二长条孔内移动从而与饼式子线圈的内壁接触，进而使下底板和上盖板之间所有饼式子线圈同心以及限制所有饼式子线圈的径向位移。
3.根据权利要求1所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所述上盖板的上方设置有上施力装置，所述上施加装置用于向下施加作用力在上盖板和向上施加作用力在下底板上，从而使下底板和上盖板夹住处在二者之间的所有饼式子线圈。
4.根据权利要求3所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所述上施力装置为螺母，所述螺母螺纹连接在线圈定位移动杆上。
5.根据权利要求1所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所述下底板的下方设置有下施力装置，所述下施加装置用于向上施加作用力在下底板上，从而使下底板和上盖板夹住处在二者之间的所有饼式子线圈。
6.根据权利要求5所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所述下施力装置为螺母，所述螺母螺纹连接在线圈定位移动杆上。
7.根据权利要求1所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所述线圈定位移动杆上螺纹连接有一个以上的螺母，多个线圈定位移动杆上处于同一高度的螺母共同承接一铜环导体。
8.根据权利要求1所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所述定位支撑杆穿过所述的上盖板，所述上盖板和铜环导体上下位置可调整地安装在定位支撑杆上；
9.根据权利要求1所述的一种超导饼拆装更换装置，其特征在于：所有的线圈定位移动杆均从铜环导体的内腔穿过铜环导体。
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