CN109332994A - 高温超导电流引线换热器与套筒装配装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温超导电流引线换热器与套筒装配装置及工艺，装配装置包括用于将换热器旋转至直立状态的换热器定位座及用于将套筒从上至下套入直立状态换热器的套筒吊装座等；装配工艺包括利用吊绳将换热器定位座缓缓吊起，直至完全竖起等步骤。本发明使高温超导电流引线换热器与套筒的装配工艺得到了优化，也同时具有装配精度高、工作强度低的优势，满足了高温超导电流引线换热器与套筒的装配要求。
Description
技术领域
本发明涉及高温超导技术领域，具体涉及一种高温超导电流引线换热器与套筒装配装置及工艺。
背景技术
热核聚变将为人类提供取之不尽的清洁能源，国际热核聚变试验堆（ITER）计划将在未来十年内建成。高温超导电流引线为试验堆中的巨型低温超导磁体供电，同时连接室温(300K) 与低温（4 .5K）,高温超导电流引线包括高温超导段和换热器段，换热器段连接高温超导端及室温铜头端，换热器段直接与进口50K的氦气进行换热冷却，与铜导体换热后于室温终端出口温度约300K，通过流量计后最终流回到低温系统。
高温超导电流引线段在装配时，需要在换热器段装配套筒，由于结构庞大，精度要求高，所以采用普通的装配工具及工艺很难实现高温超导电流引线换热器与套筒装配要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够实现高温超导电流引线换热器与套筒的高精度、高效率和高质量的装配装置及工艺。
一种高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，包括用于将换热器旋转至直立状态的换热器定位座及用于将套筒从上至下套入直立状态换热器的套筒吊装座，所述换热器依次包括翅片段、引线芯座段及引线段，换热器定位座呈L型，包括位于翅片段底部的固定底座及垂直设于固定底座一侧，沿换热器长度方向延伸的支撑板，支撑板在朝向换热器的宽度方向上，依次设有位于固定底座底面的第一可拆卸支撑件、位于翅片段与引线芯座段之间的第二可拆卸支撑件、位于引线芯座段与引线段之间的第三可拆卸支撑件，以及位于引线段处的第四可拆卸支撑件，支撑板的底部两侧及顶部两侧均对称安装有吊绳，套筒吊装座包括位于套筒顶部两侧的吊带，吊带汇集后连接在钢丝绳上，钢丝绳绕过位于其顶部的滑轮机构连接于放缆机构，套筒外还设有加热器，加热器包括均布于套筒外的多根热电偶，热电偶外设有包裹于套筒外的热覆盖面，热电偶与温控仪信号相接。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述换热器定位座的一侧设有梯子。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，还包括用于检测换热器垂直度的激光仪检测。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述热覆盖面包括内层铝箔面、中层绝缘加热带面及外层铝箔面，内层铝箔面及外层铝箔面均采用铝箔半叠包的方式进行缠绕，中层绝缘加热带面采用绝缘加热带均匀间隔的方式进行缠绕。
一种高温超导电流引线换热器与套筒装配工艺，使用上述高温超导电流引线换热器与套筒装配装置对高温超导电流引线换热器与套筒进行装配，所述换热器依次包括翅片段、引线芯座段及引线段，所述装配工艺包括以下步骤：
（1）、将换热器水平放置并紧固在呈水平状态的换热器定位座上，固定底座通过第一可拆卸支撑件限位支撑，换热器的翅片段与引线芯座段之间通过第二可拆卸支撑件限位支撑、引线芯座段与引线段之间通过第三可拆卸支撑件限位支撑，引线段通过第四可拆卸支撑件限位支撑；
（2）、利用吊绳将换热器定位座缓缓吊起，直至完全竖起；
（3）、将换热器定位座及上述各个可拆卸支撑件拆离换热器；
（4）、调整换热器的垂直度；
（5）、在换热器引线芯座段与引线段之间水平放置套筒支撑；
（6）、利用套筒吊装座将套筒从上至下套入换热器，套入过程中调整套筒与翅片段同心度，同心后将套筒落在套筒支撑上；
（7）、利用加热器对套筒进行加热；
（8）、在加热过程中，当套筒到达既定尺寸及温度后，去除套筒支撑，继续下放套筒，直到落入到翅片段的上表面；
（9）、将套筒与换热器进行对称点焊定位。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述高温超导电流引线换热器与套筒装配工艺的步骤（8）中，在加热到80℃后，不断采用卡尺测量套筒上部的外径尺寸，当测量外径尺寸TF:Ø194.3~Ø194.5时，且每处温度≥100℃时，去除套筒支撑，继续缓缓下放套筒，至套入引线芯座段一小段后，再迅速下降，直至直到落入到翅片段的上表面。
本发明通过换热器定位座、套筒吊装座与套筒加热检测装置等的组合使用，与现有技术相比，使高温超导电流引线换热器与套筒的装配工艺得到了优化，也同时具有装配精度高、工作强度低的优势，满足了高温超导电流引线换热器与套筒的装配要求，尤其适用于巨型低温超导磁体的生产制造，另外具有自动化程度高，可以实现远程操控的优点，降低了高空作业、作业人员因误操作而带来的风险，并提高了装配效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1、图3及图4为本发明中换热器定位座的结构示意图；
图2为本发明中套筒吊装座的使用结构示意图（初步状态）；
图5为本发明中套筒吊装座的使用结构示意图（最终状态）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图1及图2，本发明提供的一种高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，包括用于将换热器1旋转至直立状态的换热器定位座2及用于将套筒3从上至下套入直立状态换热器的套筒吊装座4，参见图1及图3，所述换热器1依次包括翅片段11、引线芯座段12及引线段13，换热器定位座2呈L型，包括位于翅片段11底部的固定底座21及垂直设于固定底座11一侧，沿换热器1长度方向延伸的支撑板22，支撑板22在朝向换热器1的宽度方向上，依次设有位于固定底座11底面的第一可拆卸支撑件23、位于翅片段11与引线芯座段12之间的第二可拆卸支撑件24、位于引线芯座段12与引线段13之间的第三可拆卸支撑件25，以及位于引线段13处的第四可拆卸支撑件26，结合图4，支撑板22的底部两侧及顶部两侧均对称安装有吊绳27，参见图5，套筒吊装座4包括位于套筒3顶部两侧的吊带41，吊带41汇集后连接在钢丝绳42上，钢丝绳42绕过位于其顶部的滑轮机构43连接于放缆机构44，结合图2，套筒3外还设有加热器5，加热器5包括均布于套筒3外的多根热电偶51，热电偶51外设有包裹于套筒3外的热覆盖面，热电偶51与温控仪52信号相接。
一种高温超导电流引线换热器与套筒装配工艺，使用上述高温超导电流引线换热器与套筒装配装置对高温超导电流引线换热器与套筒进行装配，所述换热器依次包括翅片段、引线芯座段及引线段，所述装配工艺包括以下步骤：
（1）、将换热器水平放置并紧固在呈水平状态的换热器定位座2上，固定底座11通过第一可拆卸支撑件23限位支撑，换热器的翅片段11与引线芯座段12之间通过第二可拆卸支撑件24限位支撑、引线芯座段12与引线段13之间通过第三可拆卸支撑件限位支撑，引线段13通过第四可拆卸支撑件26限位支撑；
（2）、利用吊绳27将换热器定位座2缓缓吊起，直至完全竖起；
（3）、将换热器定位座2及上述各个可拆卸支撑件拆离换热器；
（4）、调整换热器的垂直度；
（5）、在换热器引线芯座段12与引线段13之间水平放置套筒支撑6（如图2所示）；
（6）、利用套筒吊装座4将套筒3从上至下套入换热器，套入过程中调整套筒3与翅片段11同心度，同心后将套筒3落在套筒支撑6上；
（7）、利用加热器5对套筒3进行加热；
（8）、在加热过程中，当套筒3到达既定尺寸及温度后，去除套筒支撑6，继续下放套筒3，直到落入到翅片段11的上表面（如图5所示）；
（9）、将套筒3与换热器进行对称点焊定位。
实施例1
作为对上述技术方案的优化说明：
换热器定位座2的一侧设有梯子7。目的在于，便于在换热器竖起放置之后，进行人工操作调整。
实施例2
作为对上述技术方案的优化说明：
所述高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，还包括用于检测换热器垂直度的激光仪检测。目的在于，能够确保垂直度检测的快速性及准确性。在固定底座21中可设置用于调整换热器垂直度的顶丝，方便于边检测边调节。固定底座21可在换热器定位座2的吊装过程中放置在支撑工装8上，可进一步提高操作的方便度及安全性。
实施例3
作为对上述技术方案的优化说明：
所述热覆盖面包括内层铝箔面、中层绝缘加热带面及外层铝箔面，内层铝箔面及外层铝箔面均采用铝箔半叠包的方式进行缠绕，中层绝缘加热带面采用绝缘加热带均匀间隔的方式进行缠绕。目的在于，能够全面稳定的对套筒进行加热。
实施例4
作为对上述技术方案的优化说明：
所述高温超导电流引线换热器与套筒装配工艺的步骤（8）中，在加热到80℃后，不断采用卡尺测量套筒3上部的外径尺寸，当测量外径尺寸TF:Ø194.3~Ø194.5（PF:Ø180.3~Ø180.5）时，且每处温度≥100℃时，去除套筒支撑6，继续缓缓下放套筒3，至套入引线芯座段12一小段后，再迅速下降，直至直到落入到翅片段11的上表面，立即对称点焊定位。目的在于，采用不断的测量方式，能够及时的获得套筒3的尺寸及温度变化情况，找到合适的下落时机后，采用先缓慢后迅速的方式，能够有效确保装配精度，也可防止磕碰受损。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，其特征在于：包括用于将换热器旋转至直立状态的换热器定位座及用于将套筒从上至下套入直立状态换热器的套筒吊装座，所述换热器依次包括翅片段、引线芯座段及引线段，换热器定位座呈L型，包括位于翅片段底部的固定底座及垂直设于固定底座一侧，沿换热器长度方向延伸的支撑板，支撑板在朝向换热器的宽度方向上，依次设有位于固定底座底面的第一可拆卸支撑件、位于翅片段与引线芯座段之间的第二可拆卸支撑件、位于引线芯座段与引线段之间的第三可拆卸支撑件，以及位于引线段处的第四可拆卸支撑件，支撑板的底部两侧及顶部两侧均对称安装有吊绳，套筒吊装座包括位于套筒顶部两侧的吊带，吊带汇集后连接在钢丝绳上，钢丝绳绕过位于其顶部的滑轮机构连接于放缆机构，套筒外还设有加热器，加热器包括均布于套筒外的多根热电偶，热电偶外设有包裹于套筒外的热覆盖面，热电偶与温控仪信号相接。
2.根据权利要求1所述的高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，其特征在于：所述换热器定位座的一侧设有梯子。
3.根据权利要求1或2所述的高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，其特征在于：所述高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，还包括用于检测换热器垂直度的激光仪检测。
4.根据权利要求1或2所述的高温超导电流引线换热器与套筒装配装置，其特征在于：所述热覆盖面包括内层铝箔面、中层绝缘加热带面及外层铝箔面，内层铝箔面及外层铝箔面均采用铝箔半叠包的方式进行缠绕，中层绝缘加热带面采用绝缘加热带均匀间隔的方式进行缠绕。
5.一种高温超导电流引线换热器与套筒装配工艺，使用如权利要求1-4中任意一项所述的高温超导电流引线换热器与套筒装配装置对高温超导电流引线换热器与套筒进行装配，所述换热器依次包括翅片段、引线芯座段及引线段，其特征在于：所述装配工艺包括以下步骤：
（1）、将换热器水平放置并紧固在呈水平状态的换热器定位座上，固定底座通过第一可拆卸支撑件限位支撑，换热器的翅片段与引线芯座段之间通过第二可拆卸支撑件限位支撑、引线芯座段与引线段之间通过第三可拆卸支撑件限位支撑，引线段通过第四可拆卸支撑件限位支撑；
（2）、利用吊绳将换热器定位座缓缓吊起，直至完全竖起；
（3）、将换热器定位座及上述各个可拆卸支撑件拆离换热器；
（4）、调整换热器的垂直度；
（5）、在换热器引线芯座段与引线段之间水平放置套筒支撑；
（6）、利用套筒吊装座将套筒从上至下套入换热器，套入过程中调整套筒与翅片段同心度，同心后将套筒落在套筒支撑上；
（7）、利用加热器对套筒进行加热；
（8）、在加热过程中，当套筒到达既定尺寸及温度后，去除套筒支撑，继续下放套筒，直到落入到翅片段的上表面；
（9）、将套筒与换热器进行对称点焊定位。
6.根据权利要求5所述的高温超导电流引线换热器与套筒装配工艺，其特征在于：步骤（8）中，在加热到80℃后，不断采用卡尺测量套筒上部的外径尺寸，当测量外径尺寸TF:Ø194.3~Ø194.5时，且每处温度≥100℃时，去除套筒支撑，继续缓缓下放套筒，至套入引线芯座段一小段后，再迅速下降，直至直到落入到翅片段的上表面。
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