CN110911081A - 超导磁体杜瓦结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超导设备领域，具体涉及了一种超导磁体杜瓦结构，其制冷机的制冷端抵靠或伸入杜瓦瓶体的制冷孔，制冷机为杜瓦瓶体内的超导线圈及其骨架冷却降温，确保线圈保持超导状态，杜瓦瓶体上的架体上设有屏蔽罩，中空的屏蔽罩套设在制冷机的机体上，当采用金属材质制成的屏蔽罩处于超导线圈产生的强磁环境中，由于铁的磁导率高于空气，磁场在屏蔽罩上形成磁回路，因此屏蔽罩能够减缓超导线圈产生的强磁环境对制冷机的机体造成的影响，避免机体内的电子元器件受强磁环境影响而受损或报错停机。
Description
技术领域
本发明涉及超导设备领域，特别是涉及一种超导磁体杜瓦结构。
背景技术
超导磁体杜瓦上一般会设置有为其降温冷却的制冷设备，杜瓦内设有超导线圈，超导线圈可通入直流电并根据电磁感应原理产生较强的磁场，这使得制冷设备会暴露在强电磁环境下，因此，制冷设备中不适合配备对强磁场敏感的电子元器件(如监测制冷设备运行状况的传感器)，然而这并不利于精准监测制冷设备的运行状况，也不利于提升制冷设备的性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种超导磁体杜瓦结构，以解决现有的超导磁体上的制冷设备无法在强磁场环境下稳定运行的问题。
基于此，本发明提供了一种超导磁体杜瓦结构，包括杜瓦瓶体、制冷机和屏蔽组件，所述杜瓦瓶体的端盖上开设有连通于其内部的制冷孔，所述制冷机设于所述端盖且所述制冷机的制冷端抵靠或伸入所述制冷孔，所述屏蔽组件包括架体以及连接于所述架体的屏蔽罩，所述架体直接或间接地连接于所述杜瓦瓶体，所述屏蔽罩呈中空结构且采用金属材质制成，所述屏蔽罩套设在所述制冷机的机体上。
作为优选的，所述屏蔽罩的内壁和所述制冷机的机体之间留有空隙。
作为优选的，所述屏蔽罩的端面上开设有与所述制冷机的机体同轴设置的第一通孔。
作为优选的，所述屏蔽罩的端面上开设有多个环绕其轴线设置的第二通孔。
作为优选的，所述第二通孔对着所述屏蔽罩的内侧壁和制冷机的机体之间的所述空隙。
作为优选的，还包括设于所述端盖的铁芯，所述架体固定连接于所述铁芯。
作为优选的，所述架体包括多个平行设置的第一支架和多个平行设置的第二支架，所述第一支架直接或间接地连接于所述杜瓦瓶体，所述第一支架垂直并连接于所述第二支架，所述屏蔽罩位于相邻的两个所述第一支架之间，所述屏蔽罩位于相邻的两个所述第二支架之间。
作为优选的，所述支架还包括连接架，所述连接架固定连接于所述第一支架，所述连接架的端部连接于所述屏蔽罩。
作为优选的，所述屏蔽罩的侧壁上开设有用于让位于所述机体的线缆的第一穿线孔。
作为优选的，所述屏蔽罩的侧壁上开设有用于让位于所述机体的制冷管的第二穿线孔。
本发明的超导磁体杜瓦结构，其制冷机的制冷端抵靠或伸入杜瓦瓶体的制冷孔，制冷机为杜瓦瓶体内的超导线圈及其骨架冷却降温，确保线圈保持超导状态，杜瓦瓶体上的架体上设有屏蔽罩，中空的屏蔽罩套设在制冷机的机体上，由于屏蔽罩采用金属材质制成，因此屏蔽罩能够减缓超导线圈产生的强磁环境对制冷机的机体造成的影响，避免机体内的电子元器件受强磁环境影响而受损或报错停机。
附图说明
图1是本发明实施例的超导磁体杜瓦结构的立体结构示意图；
图2是本发明实施例的超导磁体杜瓦结构的正视示意图；
图3是本发明实施例的超导磁体杜瓦结构的俯视示意图；
图4是本发明实施例的超导磁体杜瓦结构的侧视示意图；
图5是本发明实施例的超导磁体杜瓦结构的屏蔽组件的剖面结构示意图；
图6是本发明实施例的超导磁体杜瓦结构的制冷机和屏蔽罩的结构示意图；
图7是本发明实施例的超导磁体杜瓦结构的屏蔽组件的立体结构示意图。
其中，1、杜瓦瓶体；11、端盖；111、制冷孔；2、制冷机；21、机体；22、制冷端；3、屏蔽组件；31、架体；311、第一支架；312、第二支架；313、连接架；32、屏蔽罩；321、第一通孔；322、第二通孔；323、第一穿线孔；324、第二穿线孔；4、空隙；5、铁芯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合图1至图7所示，示意性地显示了本发明的超导磁体杜瓦结构，包括杜瓦瓶体1、制冷机2和屏蔽组件3，其中，杜瓦瓶体1呈中空的圆柱形结构，其上端开设有将其内部暴露于外界的开口，该开口上可拆卸地盖设有端盖11；制冷机2包括机体21以及设于机体21一端的制冷端22，机体21内设有相关电子元器件，如温度传感器，以实时监测制冷机2的工作状态，机体21上还设有制冷管接口和制冷机2信号线接口。
如图5，杜瓦瓶体1的端盖11上开设有连通于其内部的制冷孔111，优选的，制冷孔111的数量设有两个，两个制冷孔111相邻设置，相应的，制冷机2的数量也设有两个。制冷机2设于端盖11且制冷机2的制冷端22抵靠或伸入制冷孔111，需要注意的是，制冷机2安装在杜瓦瓶体1的外部，其中一个制冷机2用于为杜瓦瓶体1内的超导线圈冷却降温，另一个制冷机2用于为超导线圈的骨架冷却降温。
如图7，屏蔽组件3包括架体31以及连接于架体31的屏蔽罩32，架体31直接或间接地连接于杜瓦瓶体1，屏蔽罩32呈中空结构且采用金属材质制成，屏蔽罩32由10mm壁厚无缝碳钢管和顶部碳钢圆盖板焊接组成，屏蔽罩32套设在制冷机2的机体21上，屏蔽罩32将机体21与外界环境相隔绝。
当屏蔽罩32处于超导线圈产生的强磁环境中，由于铁的磁导率高于空气，磁场在屏蔽罩32上形成磁回路，以减弱制冷机2的机体21受强磁的影响，避免机体21内的电子元器件受强磁干扰而受损或报错停机。
具体地，如图6，屏蔽罩32的端面上开设有与制冷机2的机体21同轴设置的第一通孔321，第一通孔321将屏蔽罩32的内部腔体与外界相连通。屏蔽罩32的端面上还开设有多个环绕其轴线设置的第二通孔322，即多个第二通孔322环绕第一通孔321设置，第一通孔321和第二通孔322均能供制冷机2的机体21散热，确保制冷机2在长期运行的过程中散热良好。屏蔽罩32的内壁和制冷机2的机体21之间留有空隙4，进一步减弱超导线圈产生的强磁对机体21造成的不良影响。同时，第二通孔322对着屏蔽罩32的内侧壁和制冷机2的机体21之间的空隙4，因此，用户可将探入式磁场传感器插入第二通孔322并检测屏蔽罩32内的磁场强度，以检验制冷机2的机体21是否处于可正常运作的磁场环境中。
结合图7所示，屏蔽罩32的侧壁上开设有第一穿线孔323和第二穿线孔324，第一穿线孔323用于让位于连接于机体21的制冷机2信号线，第二穿线孔324用于让位于连接于机体21的制冷管，第一穿线孔323呈腰圆形，第二穿线孔324呈矩形。
该超导磁体杜瓦结构还包括设于端盖11的铁芯5，架体31固定连接于铁芯5。
结合图5和图7所示，架体31包括连接架313、多个平行设置的第一支架311和多个平行设置的第二支架312，第一支架311的端部固定连接于铁芯5，第一支架311垂直并连接于第二支架312，屏蔽罩32位于相邻的两个第一支架311之间，且屏蔽罩32位于相邻的两个第二支架312之间，正是由于屏蔽罩32可能会在强磁环境下发生位置偏移，因此第一支架311和第二支架312能够对屏蔽罩32进行限位，以限制屏蔽罩32的偏移，防止屏蔽罩32从机体21上脱落。连接架313固定连接于第一支架311，连接架313的两端分别连接于两个屏蔽罩32，使得屏蔽罩32能够被固定连接在第一支架311上。
综上所述，本发明的超导磁体杜瓦结构，其制冷机2的制冷端22抵靠或伸入杜瓦瓶体1的制冷孔111，制冷机2为杜瓦瓶体1内的超导线圈及其骨架冷却降温，确保线圈保持超导状态，杜瓦瓶体1上的架体31上设有屏蔽罩32，中空的屏蔽罩32套设在制冷机2的机体21上，由于屏蔽罩32采用金属材质制成，因此屏蔽罩32能够减缓超导线圈产生的强磁环境对制冷机2的机体21造成的影响，避免机体21内的电子元器件受强磁环境影响而受损或报错停机。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超导磁体杜瓦结构，其特征在于，包括杜瓦瓶体、制冷机和屏蔽组件，所述杜瓦瓶体的端盖上开设有连通于其内部的制冷孔，所述制冷机设于所述端盖且所述制冷机的制冷端抵靠或伸入所述制冷孔，所述屏蔽组件包括架体以及连接于所述架体的屏蔽罩，所述架体直接或间接地连接于所述杜瓦瓶体，所述屏蔽罩呈中空结构且采用金属材质制成，所述屏蔽罩套设在所述制冷机的机体上。
2.根据权利要求1所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述屏蔽罩的内壁和所述制冷机的机体之间留有空隙。
3.根据权利要求1所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述屏蔽罩的端面上开设有与所述制冷机的机体同轴设置的第一通孔。
4.根据权利要求2所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述屏蔽罩的端面上开设有多个环绕其轴线设置的第二通孔。
5.根据权利要求4所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述第二通孔对着所述屏蔽罩的内侧壁和制冷机的机体之间的所述空隙。
6.根据权利要求1所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，还包括设于所述端盖的铁芯，所述架体固定连接于所述铁芯。
7.根据权利要求1所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述架体包括多个平行设置的第一支架和多个平行设置的第二支架，所述第一支架直接或间接地连接于所述杜瓦瓶体，所述第一支架垂直并连接于所述第二支架，所述屏蔽罩位于相邻的两个所述第一支架之间，所述屏蔽罩位于相邻的两个所述第二支架之间。
8.根据权利要求7所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述支架还包括连接架，所述连接架固定连接于所述第一支架，所述连接架的端部连接于所述屏蔽罩。
9.根据权利要求1所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述屏蔽罩的侧壁上开设有用于让位于所述机体的线缆的第一穿线孔。
10.根据权利要求1所述的超导磁体杜瓦结构，其特征在于，所述屏蔽罩的侧壁上开设有用于让位于所述机体的制冷管的第二穿线孔。
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|---|---|---|---|---|
| CN112509779A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-03-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于空间磁等离子体推进器的超导磁体系统 |
| CN116759188A (zh) * | 2023-08-15 | 2023-09-15 | 苏州八匹马超导科技有限公司 | 一种超导磁体 |
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| CN112509779B (zh) * | 2020-10-29 | 2021-08-03 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于空间磁等离子体推进器的超导磁体系统 |
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