CN107872121B - 电磁线圈冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁线圈冷却系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽、用于供内置绝缘冷却液流经的电磁线圈冷却管路、以及用于驱动内置绝缘冷却液沿着电磁线圈冷却管路流动的液体驱动装置；所述电磁线圈冷却管路包括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、第一散热器、以及第二散热器；该电磁线圈设置有冷却通道；所述第一散热器设置有第一流道，第二散热器设置有第二流道；所述冷却通道的其中一端与第一流道连通，另一端与第二流道连通。本发明可对电磁线圈进行双重冷却，能大大提高冷却效果，并提高冷却效率。
Description
技术领域
本发明涉及电磁线圈冷却领域，尤其涉及一种电磁线圈冷却系统。
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绝缘冷却液内而进行冷却，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冷却系统，其通过采用储液槽、液体驱动装置、电磁线圈冷却管路的结合设计，并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，并可通过液体驱动装置驱动内置绝缘冷却液沿着电磁线圈冷却管路流动，而可使内置绝缘冷却液流经电磁线圈的冷却通道对电磁线圈进行冷却，从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：
电磁线圈冷却系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽、用于供内置绝缘冷却液流经的电磁线圈冷却管路、以及用于驱动内置绝缘冷却液沿着电磁线圈冷却管路流动的液体驱动装置；所述电磁线圈冷却管路包括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、第一散热器、以及第二散热器；该电磁线圈设置有用于供内置绝缘冷却液流经的冷却通道；所述第一散热器设置有第一流道，第二散热器设置有第二流道；所述冷却通道的其中一端与第一流道连通，另一端与第二流道连通。
进一步地，所述液体驱动装置包括第一液压缸、第二液压缸；所述冷却通道与第一流道连通的一端形成为第一端，另一端形成为第二端；所述冷却通道的第一端与第一流道的其中一端连通，第一流道的另一端用于与第一液压缸的液体进出口连通，冷却通道的第二端与第二流道的其中一端连通，第二流道的另一端用于与第二液压缸的液体进出口连通。
进一步地，所述第一液压缸包括设有第一腔室的第一缸体、第一活塞；所述第一缸体的顶部设有与第一腔室连通的第一开口，所述第一活塞包括位于第一腔室内的第一活塞主体部，所述第一活塞主体部的横截面形状与第一腔室的横截面形状相匹配，且第一活塞主体部的外侧壁与第一腔室的内侧壁滑动且液密封配合；第一缸体的底部设置有与第一腔室连通的第一通孔，所述第一通孔形成为第一液压缸的液体进出口；所述第二液压缸包括设有第二腔室的第二缸体、第二活塞；所述第二缸体的顶部设有与第二腔室连通的第二开口，所述第二活塞包括位于第二腔室内的第二活塞主体部，所述第二活塞主体部的横截面形状与第二腔室的横截面形状相匹配，且第二活塞主体部的外侧壁与第二腔室的内侧壁滑动且液密封配合；第二缸体的底部设置有与第二腔室连通的第二通孔，所述第二通孔形成为第二液压缸的液体进出口；所述第一活塞主体部位于第一开口的下方，且第一活塞主体部的上表面设置有第一驱动杆，所述第二活塞主体部位于第二开口的下方，且第二活塞主体部的上表面设置有第二驱动杆。
进一步地，所述第一流道的另一端通过第一连通管道与第一液压缸的液体进出口连通；所述第二流道的另一端通过第二连通管道与第二液压缸的液体进出口连通。
进一步地，所述第一散热器通过第一绝缘管道连接器与电磁线圈连接，所述第一绝缘管道连接器设有第一连通腔，且所述冷却通道通过第一连通腔与第一流道连通，所述第二散热器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，且冷却通道通过第二连通腔与第二流道连通。
进一步地，所述电磁线圈包括导线，所述冷却通道设置在导线上，并沿着导线的延伸方向延伸。
进一步地，所述电磁线圈包括导线、套设在导线外的绝缘套；所述绝缘套的内侧壁与导线的外侧壁围成所述冷却通道。
进一步地，所述第一散热器、第二散热器均位于储液槽内，并均用于浸没在所述外置绝缘冷却液中。
进一步地，所述第一散热器、第二散热器均位于储液槽外，该电磁线圈冷却系统还包括用于对第一散热器和第二散热器冷却的冷却装置。
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、液体驱动装置、电磁线圈冷却管路的结合设计，并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，并可通过液体驱动装置驱动内置绝缘冷却液沿着电磁线圈冷却管路流动，而可使内置绝缘冷却液流经电磁线圈的冷却通道对电磁线圈进行冷却，从而可实现电磁线圈的双重冷却，能大大提高冷却效果，并提高冷却效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电磁线圈的结构示意图；
图3为图2的A处放大图；
图4为电磁线圈的另一实施例的结构示意图；
图5为图4的B处放大图。
图中：10、储液槽；20、电磁线圈；21、冷却通道；30、第一散热器；40、第二散热器；50、液体驱动装置；51、第一液压缸；511、第一缸体；512、第一活塞；52、第二液压缸；521、第二缸体；522、第二活塞；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冷却系统，包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽10、用于供内置绝缘冷却液流经的电磁线圈冷却管路、以及用于驱动内置绝缘冷却液沿着电磁线圈冷却管路流动的液体驱动装置50；电磁线圈冷却管路包括位于储液槽10内并用于浸没在外置绝缘冷却液中的电磁线圈20、第一散热器30、以及第二散热器40；该电磁线圈20设置有用于供内置绝缘冷却液流经的冷却通道21；第一散热器30设置有第一流道，第二散热器40设置有第二流道；冷却通道21的其中一端与第一流道连通，另一端与第二流道连通。
本发明通过采用储液槽10、液体驱动装置50、电磁线圈冷却管路的结合设计，而由于电磁线圈20位于储液槽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，而利用外置绝缘冷却液对电磁线圈20外部进行冷却；而且，还可通过液体驱动装置50的工作，驱动内置绝缘冷却液沿着电磁线圈冷却管路流动，而可使内置绝缘冷却液流经电磁线圈20的冷却通道21可对电磁线圈20进行冷却，从而可对电磁线圈20进行双重冷却，能大大提高冷却效果，并提高冷却效率；同时，在内置绝缘冷却液的流动过程中，还可利用第一散热器30、第二散热器40将内置绝缘冷却液的热量散发出去。
进一步地，液体驱动装置50包括第一液压缸51、第二液压缸52；所述冷却通道21与第一流道连通的一端形成为第一端，另一端形成为第二端；所述冷却通道21的第一端与第一流道的其中一端连通，第一流道的另一端用于与第一液压缸51的液体进出口连通，冷却通道21的第二端与第二流道的其中一端连通，第二流道的另一端用于与第二液压缸52的液体进出口连通。在工作时，第一液压缸51的活塞向下运动，第二液压缸52的活塞向上运动，以促使内置绝缘冷却液往第二流道方向运动，之后，再通过第一液压缸51的活塞向上运动，第二液压缸52的活塞缸向下运动，可促使内置绝缘冷却液往第一流道方向运动，从而以此方式不断循环工作，驱动内置绝缘冷却液往返流动，对电磁线圈20进行冷却。
进一步地，第一液压缸51包括设有第一腔室的第一缸体511、第一活塞512；第一缸体511的顶部设有与第一腔室连通的第一开口，第一活塞512包括位于第一腔室内的第一活塞主体部，第一活塞主体部的横截面形状与第一腔室的横截面形状相匹配，且第一活塞主体部的外侧壁与第一腔室的内侧壁滑动且液密封配合；第一缸体511的底部设置有与第一腔室连通的第一通孔，第一通孔形成为第一液压缸51的液体进出口；第二液压缸52包括设有第二腔室的第二缸体521、第二活塞522；第二缸体521的顶部开设有与第二腔室连通的第二开口，第二活塞522包括位于第二腔室内的第二活塞主体部，第二活塞主体部的横截面形状与第二腔室的横截面形状相匹配，且第二活塞主体部的外侧壁与第二腔室的内侧壁滑动且液密封配合；第二缸体521的底部设置有与第二腔室连通的第二通孔，第二通孔形成为第二液压缸52的液体进出口；第一活塞主体部位于第一开口的下方，且第一活塞主体部的上表面还设置有第一驱动杆，第二活塞主体部位于第二开口的下方，且第二活塞主体部的上表面设置有第二驱动杆。而通过将第一液压缸51、第二液压缸52采用上述结构，可降低成本。其中，在实际使用时，可通过人工手动带动第一驱动杆、第二驱动杆运动，以带动第一活塞512、第二活塞522运动。当然，也可利用外部的驱动装置(例如直线电机、旋转电机和曲柄连杆机构的配合、旋转电机和滑块连杆机构的配合，或其他)分别驱动第一驱动杆、第二驱动杆运动，以带动第一活塞512、第二活塞522运动。
进一步地，所述第一流道的另一端通过第一连通管道与第一液压缸51的液体进出口连通；所述第二流道的另一端通过第二连通管道与第二液压缸52的液体进出口连通。而通过采用上述结构，可方便于制作。
进一步地，第一散热器30通过第一绝缘管道连接器61与电磁线圈20连接，所述第一绝缘管道连接器61设有第一连通腔，且所述冷却通道21通过第一连通腔与第一流道连通，第二散热器40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，且冷却通道21通过第二连通腔与第二流道连通。
根据公知常识，电磁线圈20一般包括有导线，导线通过铜、铝、或银等导电材料制成，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。而本发明的改进点在于将冷却通道21设置在导线上，并沿着导线的延伸方向延伸，因而，可使内置绝缘冷却液直接与导线直接接触冷却，能进一步提高冷却效果。具体的，冷却通道21可设置在导线的中心部位上。
当然，除了可将冷却通道21设置在导线上，还可将冷却通道21设置在其他位置，例如，还可如图2、3，将电磁线圈20采用导线、套设在导线外的绝缘套；绝缘套的内侧壁与导线的外侧壁围成冷却通道21，同样可使内置绝缘冷却液与导线直接接触冷却，以进一步提高冷却效果。而除此之外，还可如图4、5，将冷却通道21采用第一支路和第二支路，第一支路设置在导线上，而第二支路有绝缘套与导线围成，可最大限度地提高冷却效果。
进一步地，第一散热器30、第二散热器40均位于储液槽10内，并均用于浸没在所述外置绝缘冷却液中，以使得第一散热器30、第二散热器40可将热量散发于外置绝缘冷却液，而且，内置绝缘冷却液流经电磁线圈冷却管路时，可与储液槽10内的外置绝缘冷却液进行换热。而通过采用上述结构，可增长内置绝缘冷却液与外置绝缘冷却液换热的路径。
当然，除此之外，还可将第一散热器30、第二散热器40均设置于储液槽10外，该电磁线圈冷却系统还包括用于对第一散热器30、第二散热器40冷却的冷却装置。其中，冷却装置可设置为风冷装置、或者水冷装置，以对第一散热器30、第二散热器40进行风冷、或者水冷。
进一步地，外置绝缘冷却液、内置绝缘冷却液可采用液氮、液氢、液氦、液态二氧化碳或者氟利昂等现有的绝缘冷却液。
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 (8)
1.电磁线圈冷却系统，其特征在于：包括用于盛放外置绝缘冷却液的储液槽、用于供内置绝缘冷却液流经的电磁线圈冷却管路、以及用于驱动内置绝缘冷却液沿着电磁线圈冷却管路流动的液体驱动装置；所述电磁线圈冷却管路包括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、第一散热器、以及第二散热器；该电磁线圈设置有用于供内置绝缘冷却液流经的冷却通道；所述第一散热器设置有第一流道，第二散热器设置有第二流道；所述冷却通道的其中一端与第一流道连通，另一端与第二流道连通；
所述液体驱动装置包括第一液压缸、第二液压缸；所述冷却通道与第一流道连通的一端形成为第一端，另一端形成为第二端；所述冷却通道的第一端与第一流道的其中一端连通，第一流道的另一端用于与第一液压缸的液体进出口连通，冷却通道的第二端与第二流道的其中一端连通，第二流道的另一端用于与第二液压缸的液体进出口连通；
所述第一液压缸包括设有第一腔室的第一缸体、第一活塞；所述第一缸体的顶部设有与第一腔室连通的第一开口，所述第一活塞包括位于第一腔室内的第一活塞主体部，所述第一活塞主体部的横截面形状与第一腔室的横截面形状相匹配，且第一活塞主体部的外侧壁与第一腔室的内侧壁滑动且液密封配合；第一缸体的底部设置有与第一腔室连通的第一通孔，所述第一通孔形成为第一液压缸的液体进出口；所述第二液压缸包括设有第二腔室的第二缸体、第二活塞；所述第二缸体的顶部设有与第二腔室连通的第二开口，所述第二活塞包括位于第二腔室内的第二活塞主体部，所述第二活塞主体部的横截面形状与第二腔室的横截面形状相匹配，且第二活塞主体部的外侧壁与第二腔室的内侧壁滑动且液密封配合；第二缸体的底部设置有与第二腔室连通的第二通孔，所述第二通孔形成为第二液压缸的液体进出口；所述第一活塞主体部位于第一开口的下方，且第一活塞主体部的上表面设置有第一驱动杆，所述第二活塞主体部位于第二开口的下方，且第二活塞主体部的上表面设置有第二驱动杆。
2.如权利要求1所述的电磁线圈冷却系统，其特征在于：所述第一流道的另一端通过第一连通管道与第一液压缸的液体进出口连通；所述第二流道的另一端通过第二连通管道与第二液压缸的液体进出口连通。
3.如权利要求1所述的电磁线圈冷却系统，其特征在于：所述第一散热器通过第一绝缘管道连接器与电磁线圈连接，所述第一绝缘管道连接器设有第一连通腔，且所述冷却通道通过第一连通腔与第一流道连通，所述第二散热器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，且冷却通道通过第二连通腔与第二流道连通。
4.如权利要求1所述的电磁线圈冷却系统，其特征在于：所述电磁线圈包括导线，所述冷却通道设置在导线上，并沿着导线的延伸方向延伸。
5.如权利要求1所述的电磁线圈冷却系统，其特征在于：所述电磁线圈包括导线、套设在导线外的绝缘套；所述绝缘套的内侧壁与导线的外侧壁围成所述冷却通道。
6.如权利要求1所述的电磁线圈冷却系统，其特征在于：所述第一散热器、第二散热器均位于储液槽内，并均用于浸没在所述外置绝缘冷却液中。
7.如权利要求1所述的电磁线圈冷却系统，其特征在于：所述第一散热器、第二散热器均位于储液槽外，该电磁线圈冷却系统还包括用于对第一散热器和第二散热器冷却的冷却装置。
8.如权利要求1所述的电磁线圈冷却系统，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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