CN105810068A - 一种超导磁悬浮展示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超导磁悬浮展示装置。该装置包括：制冷剂储存补给装置、超导体冷却装置、永磁悬浮盘和输液管路；制冷剂储存补给装置用于存储制冷剂；超导体冷却装置的内部设置有：制冷剂存放室和超导体冷却室；制冷剂存放室的底部通过输液管路与制冷剂储存补给装置的底部连通；超导体冷却室的底部设置有固定支架；固定支架上固定有超导块材；固定支架的底部开设有与制冷剂存放室连通的通孔；永磁悬浮盘设置在所述超导体冷却装置的上方，用于承载被展示物体。通过使用本发明所提供的超导磁悬浮展示装置，可以在不使用电能的情况下对被展示物体进行360度无阻悬浮转动展示，而且无需附加外部的机械结构，对展示的整体美感不会产生影响。

Description

一种超导磁悬浮展示装置
技术领域
本发明涉及超导磁悬浮技术，特别涉及一种超导磁悬浮展示装置。
背景技术
在现有技术中，在进行物体展示时，多为静态放置，只能以单个视角或需步行环绕进行观赏，无法有效地查看到所有细节。
为了使展示物体能够旋转，被多角度观赏。现有技术中提出了采用机械转盘装置进行转动展示。然而，虽然该装置使得物体可以进行转动展示，但只能满足转动功能，展示方式不够新颖，同时需要安装电机，无法达到美观无噪音的要求，无法实现具有观赏性的悬浮效果。
现有技术中也提出了一些采用电磁悬浮装置进行转动展示的技术方案，然而这些技术方案一般都需要在被展示物件的顶部安装电磁铁等电磁装置，虽然也能够达到悬浮效果，但势必破坏了被展示物件的整体美感，而且在悬浮过程中需要用到大量电能与复杂控制系统和反馈系统，既不经济，也不环保。
现有技术中也提出了使用超导悬浮装置进行转动展示的技术方案，然而，该技术方案虽然可以同时满足悬浮且无附加装置，但由于现有技术中的超导悬浮装置的永磁部分无法满足磁场强度要求，因此无法在承载较大载重的情况下，实现360度无阻悬浮转动。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种超导磁悬浮展示装置，从而可以在不使用电能的情况下对被展示物体进行360度无阻悬浮转动展示，而且无需附加外部的机械结构，对展示的整体美感不会产生影响。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种超导磁悬浮展示装置，该装置包括：制冷剂储存补给装置、超导体冷却装置、永磁悬浮盘和输液管路；
所述制冷剂储存补给装置用于存储制冷剂；
所述超导体冷却装置的内部设置有：制冷剂存放室以及设置在制冷剂存放室上部的超导体冷却室；
所述制冷剂存放室的底部通过输液管路与所述制冷剂储存补给装置的底部连通；
所述超导体冷却室的底部设置有固定支架；所述固定支架上固定有多个超导块材；所述固定支架的底部开设有一个或多个与所述制冷剂存放室连通的通孔；
所述永磁悬浮盘设置在所述超导体冷却装置的上方，用于承载被展示物体。
较佳的，所述制冷剂储存补给装置和超导体冷却装置均为低温保持容器；
所述制冷剂储存补给装置和超导体冷却装置的外壁均为双层结构，层间为真空，用于真空绝热。
较佳的，所述制冷剂储存补给装置中还设置有自增压装置；
所述自增压装置用于将制冷剂通过输液管路输送到超导体冷却装置中。
较佳的，所述永磁悬浮盘中设置有多个磁体；
各个磁体排列成同心圆环结构，且组成海尔巴赫型永磁阵列。
较佳的，所述永磁悬浮盘中的磁体为钕铁硼永磁体或钐钴永磁体。
较佳的，所述超导块材的外形为圆柱体或长方体；
所述超导块材的材料为高温超导体材料；
所述制冷剂为液氮。
较佳的，所述输液管路为波纹管。
如上可见，在本发明中的超导磁悬浮展示装置中，由于使用了制冷剂储存补给装置存储制冷剂，并通过输液管路将制冷剂输入超导体冷却装置中对超导块材进行冷却，使得设置在超导块材上的永磁悬浮盘实现悬浮，并可承载被展示物体进行旋转。由于上述超导磁悬浮展示装置所产生的磁场呈环型分布，永磁悬浮盘在得到初始转速后，可以在悬浮位置处无阻的自由旋转，而且在进行360度无阻悬浮转动展示时无须使用电能。另外，本发明中的超导磁悬浮展示装置中，无特殊的附加在外部的机械结构，能通过外部装饰很好的隐蔽悬浮系统，从而使得超导磁悬浮展示装置本身的结构对展示的整体美感不会产生影响，而且磁悬浮效果明显，造型新颖独特。
附图说明
图1为本发明实施例中的超导磁悬浮展示装置的整体结构示意图。
图2为本发明实施例中的超导体冷却装置和永磁悬浮盘的结构示意图。
图3为本发明实施例中的永磁悬浮盘的俯视图。
图4为本发明实施例中的永磁悬浮盘的径向剖面图及磁场情况。
图5为本发明实施例中的超导块材的排列方式示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本实施例提供了一种超导磁悬浮展示装置。
图1为本发明实施例中的超导磁悬浮展示装置的整体结构示意图，图2为本发明实施例中的超导体冷却装置和永磁悬浮盘的结构示意图。如图1和图2所示，本发明实施例中的超导磁悬浮展示装置主要包括：制冷剂储存补给装置1、超导体冷却装置3、永磁悬浮盘2和输液管路5；
所述制冷剂储存补给装置1用于存储制冷剂；
所述超导体冷却装置3的内部设置有：制冷剂存放室6以及设置在制冷剂存放室6上部的超导体冷却室7；
所述制冷剂存放室6的底部通过输液管路5与所述制冷剂储存补给装置1的底部连通；
所述超导体冷却室7的底部设置有固定支架(图中未示出)；所述固定支架上固定有多个超导块材8；所述固定支架的底部开设有一个或多个与所述制冷剂存放室6连通的通孔；
所述永磁悬浮盘2设置在所述超导体冷却装置3的上方，用于承载被展示物体4。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述制冷剂储存补给装置1和超导体冷却装置3均为低温保持容器，所述制冷剂储存补给装置1和超导体冷却装置3的外壁均为双层结构，层间为真空，用于真空绝热，可保证制冷剂的长期存储与保温，用以满足长时间的工作需求。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述制冷剂储存补给装置中还设置有自增压装置，所述自增压装置用于将制冷剂通过输液管路输送到超导体冷却装置中，进行制冷。
因此，在使用上述超导磁悬浮展示装置时，可先向制冷剂储存补给装置充入足量制冷剂，并通过所述自增压装置增加所述制冷剂储存补给装置内部的压力，使得所述制冷剂储存补给装置内部存储的制冷剂从输液管路中输入超导体冷却装置的制冷剂存放室中；当所输入的制冷剂足够多时，制冷剂将通过固定支架底部的通孔进入超导体冷却室中，从而可以对固定在固定支架上超导块材进行冷却。超导块材被冷却之后，永磁悬浮盘即可实现悬浮。所以，永磁悬浮盘可以承载被展示物体并进行旋转，进而更好地展示所承载的被展示物体。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，也可以使用制冷机，对所述超导体冷却装置中的超导块材进行冷却。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述输液管路可以是波纹管，也可以是其它种类的绝热输送管道，从而可以保证在制冷剂输送过程中的保温，防止冷量流失。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，图3为本发明实施例中的永磁悬浮盘的俯视图，图4为本发明实施例中的永磁悬浮盘的径向剖面图及磁场情况。如图3和图4所示，所述永磁悬浮盘中设置有多个磁体；各个磁体排列成同心圆环结构，且组成海尔巴赫(Halbach)型永磁阵列。
因此，所述永磁悬浮盘所产生的磁场将呈现环状分布(如图4所示)，且集中于永磁悬浮盘的下部区域，可以提供较强磁场，与设置在超导体冷却装置中的超导块材相互作用，从而产生较大的悬浮力满足承重需求。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述永磁悬浮盘的同心圆环的环数和直径可以根据被展示物体的体积、质量等实际应用情况，做适当的增加和扩大，在此不再赘述。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述永磁悬浮盘中的磁体可以是钕铁硼永磁体或钐钴永磁体等磁体。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述超导块材的外形可以采用圆柱体或长方体等形状。所述超导块材的尺寸可按照设计要求或实际应用需求进行增大或减小。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述超导块材的排列方式可以是紧凑密布型(例如，如图5所示)，也可以是其它的排列方式。实际的具体实施方案可以不仅局限于上述所记载的排列方式。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述超导块材的材料可以选用高温超导材料。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所使用的制冷剂为液氮。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述被展示物体可以是雕塑、广告展示物，模型、模特或摆件等物品。
在使用上述超导磁悬浮展示装置时，需先将永磁悬浮盘与超导体冷却装置对心，并在两者之间设置一个具有一定厚度的垫板。然后，使制冷剂由制冷剂储存补给装置经输液管路输送至超导体冷却装置中，对超导块材进行冷却；待超导块材彻底冷却后，撤去垫板，永磁悬浮盘即可实现悬浮。一般来说，可以设置永磁悬浮盘的悬浮高度约为20mm。最后，将所需展示的被展示物体放置于永磁悬浮盘上进行固定。由于上述超导磁悬浮展示装置所产生的磁场呈环型分布，因此，永磁悬浮盘在得到初始转速后，即可在悬浮位置处无阻力地自由旋转，其间无须使用电能即可保持永磁悬浮盘的旋转。
综上可知，在本发明中的超导磁悬浮展示装置中，由于使用了制冷剂储存补给装置存储制冷剂，并通过输液管路将制冷剂输入超导体冷却装置中对超导块材进行冷却，使得设置在超导块材上的永磁悬浮盘实现悬浮，并可承载被展示物体进行旋转。由于上述超导磁悬浮展示装置所产生的磁场呈环型分布，永磁悬浮盘在得到初始转速后，可以在悬浮位置处无阻的自由旋转，而且在进行360度无阻悬浮转动展示时无须使用电能。另外，本发明中的超导磁悬浮展示装置中，无特殊的附加在外部的机械结构，能通过外部装饰很好的隐蔽悬浮系统，从而使得超导磁悬浮展示装置本身的结构对展示的整体美感不会产生影响，而且磁悬浮效果明显，造型新颖独特。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种超导磁悬浮展示装置，其特征在于，该装置包括：制冷剂储存补给装置、超导体冷却装置、永磁悬浮盘和输液管路；
所述制冷剂储存补给装置用于存储制冷剂；
所述超导体冷却装置的内部设置有：制冷剂存放室以及设置在制冷剂存放室上部的超导体冷却室；
所述制冷剂存放室的底部通过输液管路与所述制冷剂储存补给装置的底部连通；
所述超导体冷却室的底部设置有固定支架；所述固定支架上固定有多个超导块材；所述固定支架的底部开设有一个或多个与所述制冷剂存放室连通的通孔；
所述永磁悬浮盘设置在所述超导体冷却装置的上方，用于承载被展示物体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述制冷剂储存补给装置和超导体冷却装置均为低温保持容器；
所述制冷剂储存补给装置和超导体冷却装置的外壁均为双层结构，层间为真空，用于真空绝热。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述制冷剂储存补给装置中还设置有自增压装置；
所述自增压装置用于将制冷剂通过输液管路输送到超导体冷却装置中。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述永磁悬浮盘中设置有多个磁体；
各个磁体排列成同心圆环结构，且组成海尔巴赫型永磁阵列。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：
所述永磁悬浮盘中的磁体为钕铁硼永磁体或钐钴永磁体。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：
所述超导块材的外形为圆柱体或长方体；
所述超导块材的材料为高温超导体材料；
所述制冷剂为液氮。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述输液管路为波纹管。
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