CN107871598A - 电磁线圈液冷系统 - Google Patents

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王毅
史忠山
吕松浩
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Abstract

本发明公开了电磁线圈液冷系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽、位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中的电磁线圈、液压泵、第一管路、第二管路；所述电磁线圈上设置有通道；所述液压泵的进液端与第一管路的其中一端连通，第一管路的另一端与通道的其中一端连通；所述通道的另一端与第二管路的其中一端连通，第二管路的另一端与液压泵的出液端连通，所述电磁线圈的通道、液压泵、第一管路与第二管路构成循环回路，该循环回路用于供内置绝缘冷却液于其内流动。本发明能大大提高电磁线圈的冷却效果。

Description

电磁线圈液冷系统
技术领域
本发明涉及电磁线圈液冷领域，具体涉及一种电磁线圈液冷系统。
背景技术
目前，电磁线圈在通电时会产生磁场，而在产生磁场的同时，也会产生热量，尤其是电磁线圈应用于激光驱动的质子医疗范围中的强磁场重频磁体时，单次通电加载，可产生10T以上强磁场，但是由于电磁线圈电阻的存在，而产生强磁场就需要其强大的电流和密集的绕线，因此电磁线圈在产生强磁场的同时也会产生大量焦耳热，这些热量如果不及时排出，将会使线圈温度升高，增加线圈的电阻，在下一次加载时，会产生更多的热量，降低磁场强度，所以这些热量必须排出。而目前，主要将电磁线圈浸泡在盛有绝缘冷却液的槽内进行冷却，但冷却效果较差，从而远不能满足工业需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电磁线圈液冷系统，其通过采用储液槽、电磁线圈、液压泵、第一管路、第二管路的结合设计，并通过将通道、液压泵、第一管路与第二管路构成循环回路，在使用时，而可供内置绝缘冷却液于其内循环流动，以可流经电磁线圈对电磁线圈进行冷却，而且，通过将电磁线圈设置于储液槽内，在使用时，使得电磁线圈可浸在储液槽内的外置绝缘冷却液中，而可利用外置绝缘冷却液对电磁线圈外部进行冷却，因而，可实现电磁线圈的双重冷却，能大大提高冷却效果。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
电磁线圈液冷系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽、位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中的电磁线圈、液压泵、第一管路、第二管路；所述电磁线圈上设置有通道；所述液压泵的进液端与第一管路的其中一端连通，第一管路的另一端与通道的其中一端连通；所述通道的另一端与第二管路的其中一端连通，第二管路的另一端与液压泵的出液端连通，所述电磁线圈的通道、第二管路、液压泵与第一管路共同构成循环回路，该循环回路用于供内置绝缘冷却液于其内循环流动。
进一步地，所述第一管路和/或第二管路连通有蓄能器。
进一步地，所述第一管路和/或第二管路具有散热器。
进一步地，所述第一管路包括第一管道、散热器、第一绝缘管道连接器；散热器通过第一绝缘管道连接器与电磁线圈连接，所述散热器设有流道，所述第一绝缘管道连接器设有第一连通腔，所述第一管道的其中一端与液压泵的进液端连通，另一端与流道的其中一端连通，所述流道的另一端通过第一连通腔与通道连通；所述第二管路包括第二管道、第二绝缘管道连接器；所述第二管道通过第二绝缘管道连接器与电磁线圈连接，所述第二绝缘管道连接器设有第二连通腔，且第二管道的其中一端与液压泵的出液端连通，第二管道的另一端通过第二连通腔与通道连通。
进一步地，所述散热器位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中。
进一步地，第一绝缘管道连接器、第二绝缘管道连接器均位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中。
进一步地，所述电磁线圈包括导线，所述通道的内壁至少部分由导线壁面形成。
进一步地，所述通道设置在导线上。
进一步地，所述导线外套设有绝缘套。
进一步地，外置绝缘冷却液、内置绝缘冷却液均为液氮、液氢、液氦、液态二氧化碳或者氟利昂。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过采用储液槽、电磁线圈、液压泵、第一管路、第二管路的结合设计，并通过将通道、液压泵、第一管路与第二管路构成循环回路，在使用时，而可供内置绝缘冷却液于其内循环流动，以可流经电磁线圈对电磁线圈进行冷却，而且，通过将电磁线圈设置于储液槽内，在使用时，使得电磁线圈可浸在储液槽内的外置绝缘冷却液中，而可利用外置绝缘冷却液对电磁线圈外部进行冷却，因而，可实现电磁线圈的双重冷却，能大大提高冷却效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为电磁线圈的结构示意图；
图3为图2的A处放大图。
图中：10、储液槽；20、电磁线圈；21、通道；30、液压泵；40、第一管路；41、散热器；50、第二管路；51、蓄能器；61、第一绝缘管道连接器；62、第二绝缘管道连接器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示的一种电磁线圈液冷系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽10、位于储液槽10内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中的电磁线圈20、液压泵30、第一管路40、第二管路50；所述电磁线圈20上设置有通道21；所述液压泵30的进液端与第一管路40的其中一端连通，第一管路40的另一端与通道21的其中一端连通；所述通道21的另一端与第二管路50的其中一端连通，第二管路50的另一端与液压泵30的出液端连通，所述电磁线圈20的通道21、第一管路40、液压泵30与第二管路50共同构成循环回路，该循环回路用于供内置绝缘冷却液于其内循环流动。
在使用时，液压泵30工作，为内置绝缘冷却液的流动提供动力，而随着内置绝缘冷却液在循环回路内的循环流动，可流经电磁线圈20的通道21与电磁线圈20直接接触，以对流传热的方式进行换热，以对电磁线圈20进行冷却降温。本发明通过采用储液槽10、电磁线圈20、液压泵30、第一管路40、第二管路50的结合设计，并通过将通道21、液压泵30、第一管路40与第二管路50构成循环回路，而可供内置绝缘冷却液于其内循环流动，以可流经电磁线圈20对电磁线圈20进行冷却，而且，通过将电磁线圈20设置于储液槽10内，在使用时，使得电磁线圈20可浸在储液槽10内的外置绝缘冷却液中，而可利用外置绝缘冷却液对电磁线圈20外部进行冷却，因而，可实现电磁线圈20的双重冷却，能大大提高电磁线圈20的冷却效果。
进一步地，所述第一管路40和/或第二管路50连通有蓄能器51，也就是说，第一管路40可连通有蓄能器51，或者，第二管路50连通有蓄能器51，或者，第一管路40和第二管路50均连通有蓄能器51，以在内置绝缘冷却液吸收电磁线圈20热量膨胀后，膨胀力会被蓄能器51吸收，使得循环回路受应力不会急剧增加，从而可提高循环回路的力学稳定性。其中，在本实施例中，第二管路50连通有蓄能器51。
进一步地，所述第一管路40和/或第二管路50具有散热器41，也就是说，第一管路40可具有散热器41，或者，第二管路50具有散热器41，或者，第一管路40和第二管路50均具有散热器41，从而在内置绝缘冷却液流经散热器41过程中，可利用散热器41将内置绝缘冷却液的热量散发出去。其中，在本实施例中，第一管路40具有散热器41。
进一步地，所述散热器41位于储液槽10内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中，而通过采用上述结构，可方便于散热器41将内置绝缘冷却液的热量散发于外置绝缘冷却液中，以提高热量散发效率。
进一步地，所述第一管路40包括第一管道、散热器41、第一绝缘管道连接器61；散热器41通过第一绝缘管道连接器61与电磁线圈20连接，所述散热器41设有流道，所述第一绝缘管道连接器61设有第一连通腔，所述第一管道的其中一端与液压泵30的进液端连通，另一端与流道的其中一端连通，所述流道的另一端通过第一连通腔与通道21连通。所述第二管路50包括第二管道、第二绝缘管道连接器62；所述第二管道通过第二绝缘管道连接器62与电磁线圈20连接，所述第二绝缘管道连接器62设有第二连通腔，且第二管道的其中一端与液压泵30的出液端连通，第二管道的另一端通过第二连通腔与通道21连通。而本发明通过采用上述结构，可方便于加工制作。具体的，所述蓄能器51与第二管道连通。
进一步地，第一绝缘管道连接器61、第二绝缘管道连接器62均位于储液槽10内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中。而通过采用上述结构，在内置绝缘冷却液流经第一绝缘管道连接器61、第二绝缘管道连接器62过程中，可与储液槽10的外置绝缘冷却液换热，可增长内置绝缘冷却液与外置绝缘冷却液的换热路径，以方便于内置绝缘冷却液的更多热量散发于外置绝缘冷却液中。
根据公知常识，电磁线圈20一般包括有导线，且导线由铜、铝、或银等导电材料制成，并在电磁线圈20工作时，主要通过导线通电而产生磁场，因而，热量主要集中在导线上。而本用新型的改进点在于将所述通道21的内壁至少部分由导线壁面形成(如图2、3所述)。可使内置绝缘冷却液直接与作为电磁线圈20主要发热元件的导线直接接触冷却，能进一步提高冷却效果。
而在本实施例中，所述通道21设置在导线上，以实现通道21的内壁至少部分由导线壁面直接形成。而通过采用上述结构，可实现所述通道21的内壁至少部分由导线壁面形成的同时，并方便于加工制作。具体的，所述导线外套设有绝缘套，以起到绝缘作用。冷却通道21可设置在导线的中心部位上。
进一步地，外置绝缘冷却液、内置绝缘冷却液均为液氮、液氢、液氦、液态二氧化碳或者氟利昂，以进一步提高冷却效果。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.电磁线圈液冷系统，其特征在于：包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽、位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中的电磁线圈、液压泵、第一管路、第二管路；所述电磁线圈上设置有通道；所述液压泵的进液端与第一管路的其中一端连通，第一管路的另一端与通道的其中一端连通；所述通道的另一端与第二管路的其中一端连通，第二管路的另一端与液压泵的出液端连通，所述电磁线圈的通道、第二管路、液压泵与第一管路共同构成循环回路，该循环回路用于供内置绝缘冷却液于其内循环流动。
2.如权利要求1所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：所述第一管路和/或第二管路连通有蓄能器。
3.如权利要求1所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：所述第一管路和/或第二管路具有散热器。
4.如权利要求1或3所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：所述第一管路包括第一管道、散热器、第一绝缘管道连接器；散热器通过第一绝缘管道连接器与电磁线圈连接，所述散热器设有流道，所述第一绝缘管道连接器设有第一连通腔，所述第一管道的其中一端与液压泵的进液端连通，另一端与流道的其中一端连通，所述流道的另一端通过第一连通腔与通道连通；所述第二管路包括第二管道、第二绝缘管道连接器；所述第二管道通过第二绝缘管道连接器与电磁线圈连接，所述第二绝缘管道连接器设有第二连通腔，且第二管道的其中一端与液压泵的出液端连通，第二管道的另一端通过第二连通腔与通道连通。
5.如权利要求4所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：所述散热器位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中。
6.如权利要求4所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：第一绝缘管道连接器、第二绝缘管道连接器均位于储液槽内并用于浸没在所述外置绝缘冷却液中。
7.如权利要求1所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：所述电磁线圈包括导线，所述通道的内壁至少部分由导线壁面形成。
8.如权利要求7所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：所述通道设置在导线上。
9.如权利要求7或8所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：所述导线外套设有绝缘套。
10.如权利要求1所述的电磁线圈液冷系统，其特征在于：外置绝缘冷却液、内置绝缘冷却液均为液氮、液氢、液氦、液态二氧化碳或者氟利昂。
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