CN113345674B - 用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈及其绕制浸渍方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈，上下两个超导线圈绕制过程的预紧力不因为预紧力过紧或过松而形成线圈失超、环氧树脂不容易流进去；所述预紧力、及预紧力的一致性、预紧力方向的一致性，保证上下两个线圈同轴和平行不超过0.1毫米，线圈骨架的束流通道上设有4个相互90度间隔均匀布设的束流引出孔。还公开了一种方法，1）在线圈绕制过程中，通过控制预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力方向达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的平行度达到0.1毫米；2）通过控制预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的同轴度达到0.1毫米；既解决线圈失超问题，又解决了磁场均匀性问题。

Description

用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈及其绕制浸渍方法

技术领域

本发明属于超导回旋加速器技术领域，具体涉及一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈及其绕制浸渍方法。

背景技术

超导回旋加速器的磁场主要由超导线圈提供，由于所需的磁场较大，所以超导线圈的径向较厚、导致制作难度很大。

第一个制作难点：由于超导线圈很厚又很高，所以将环氧树脂沿着半径方向从外流到里面是很难的：回旋加速器超导线圈和别的超导线圈相比，线圈径向较厚、径向宽度和线圈高度相比一般为2:3甚至1:1，线圈径向较厚的原因是线圈励磁安咂数大，因此，其它非回旋加速器线圈的高度和宽度、尤其是宽度，很少做成回旋加速器超导线圈这样的宽度，线圈宽度大则环氧树脂不容易将线圈完全浸透，这是第一个制作难点；

第二个制作难点，由于回旋加速器超导线圈很厚又很高，所以其线圈磁场较高、特别是在线圈小半径的线圈铁心位置的磁场比较高(用于超导回旋加速器的线圈骨架的中心孔较大且内部装有铁心，超导线圈安装在铁心磁极与铁心磁轭之间；由于铁心的存在以及铁心磁极边缘对于磁场的聚拢作用，超导回旋加速器靠近线圈骨架内壁附近的超导线圈截面位置的磁场远高于对比文献中的无铁心情况下的线圈截面位置磁场。)线圈尺寸大、和线圈磁场高，这两个原因导致回旋加速器超导线圈的制造、工艺都比较难。进一步地，难点在于：因为磁场比较大，就容易失超，靠近线圈骨架内壁的铁芯附近的超导线圈如果浸渍固化不理想，超导线圈很容易失。所以对环氧树脂浇铸的要求比较高：环氧树脂必须浇铸透、如果浇铸不透、不能渗入到环氧树脂里面，也就是线圈的一圈和一圈之间如果没有环氧树脂的充分浸渍，就会形成空洞，出现空洞就容易出现振动，振动就容易失超！哪怕没有空洞、线圈和线圈之间虽然是浇铸的但浇铸得没有那么结实、有些疏松、像马蜂窝一样的疏松也不行！疏松的地方一旦发生强磁场振动就失超了，所以，环氧树脂要沿半径方向从外流到里面是很难的。专利号201210237477.2，专利名称：一种陶瓷骨架超导磁体螺线管线圈，虽然记载了“线圈骨架的芯筒和端板上均匀排布有通孔，在线圈骨架的芯筒上沿轴向均匀排布有槽，且芯筒上的通孔分布于槽内”，但其通孔的作用和本发明导流槽截然不同的：由于其通孔是沿着径向间隔排布的、而非是贯通的、环氧树脂只能在有孔的地方垂直向下流而不能横着流，因为横着流动需要将通孔和通孔之间的通路打开、通孔和通孔之间不能有间隔，由于对比文件的通孔不能将环氧树脂横着流到线圈的小半径处，而线圈靠小半径位置磁场又是最高的，虽然其靠小半径位置设有通孔，但通孔是间隔分布的、没有开设通孔的地方只能通过开孔的地方将则环氧树脂渗透进去、而不能起到将线圈浸泡在环氧树脂中的效果，如此，环氧树脂对小半径强磁场处阻碍线圈失超的作用就很小了。对比文件之所以采用间隔分布的通孔，是因为其研究的对象并非回旋加速器上的超导线圈、而是超导螺线管，超导螺线管通常厚度较薄，由于螺线管半径方向比较薄，比较就容易浸渍，对于环氧树脂浇铸要求不高；

第三个制作难点：线圈绕制的预紧力非常不容易控制，由于环氧树脂是很粘稠的，对线圈的拉力越大则线圈和线圈之间就越紧，线圈越紧环氧树脂就越不容易进去，拉松了就形成空洞或者疏松，容易失超。而对比文件超导螺线管的径向比较薄，对线圈拉力的要求不高，即使拉紧一点，但由于线圈径向比较薄也能够让环氧树脂流进去；

第四个制作难点：回旋加速器超导线圈是上下两个超导线圈，而对比文件超导螺线管的线圈是一个线圈，两个线圈比一个线圈制作起来难很多，因为两个线圈之间的相对位置非常难控制：如果上面线圈和下面线圈的不平行度或者不同轴度相差0.1毫米，束流的偏差就会放大25倍，所述偏差放大25倍，这是由严格的束流动力学推算的。因此，保证上面线圈和下面线圈的同轴度和平度度，工艺上难度比较大。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提出一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈及其绕制浸渍方法，第一目的在于解决回旋加速器超导线圈在强磁场振动下容易失超的问题，第二目的在于解决回旋加速器上下两个线圈，难以保证两个线圈严格同轴和严格平行的问题。

本发明为解决其技术问题采用以下技术方案：

一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈，包括绕制有超导径向厚线圈的圆柱形线圈骨架、以及线圈骨架上饶制的超导径向厚线圈，所述超导径向厚线圈分为上下两个线圈、分别缠绕在线圈骨架的上线圈槽和下线圈槽上，所述上线圈槽和下线圈槽上分别设有各自的线圈上端板和线圈下端板；

其特征在于：

所述上下两个线圈各自的径向厚度与高度比为2:3或者1:1，设置线圈径向厚度较厚用以满足回旋加速器磁场强度高、线圈安匝数大的需求；

所述各自的线圈上端板的内表面和线圈下端板的内表面上，相向设有均匀分布的若干条导流槽，该导流槽从线圈端板大半径的端头延伸到线圈端板小半径端头、并与小半径端头的线圈骨架芯筒相抵接、从而将环氧树脂沿着导流槽横向流入到线圈的最里端，实现线圈骨架内壁强磁场附近的超导线圈完全被环氧树脂浸渍；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力的松紧度能够满足以下条件：既不因为预紧力过松而形成线圈之间的空洞或者疏松而引起失超、又不因为预紧力过紧使得环氧树脂不容易流进去；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力、以及预紧力的一致性，能够确保上下两个线圈在绕制过程中，垂直方向上严格同轴；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力、以及预紧力方向的一致性，能够确保上下两个线圈在绕制过程中，水平方向上严格平行；

所述线圈骨架的上线圈槽和下线圈槽之间为束流通道、该束流通道上设有4个束流引出孔、它们相互90度间隔均匀布设、用以保持线圈磁场横、纵方向的对称性，其中1个束流引出孔用于束流引出，另外3个用于线圈磁场对称性的需求。

所述导流槽的宽度为2mm，深度为1mm，所述导流槽的数量为12个，其宽度、深度、数量用以和所述线圈预紧力的松紧度相配合、确保环氧树脂在单位时间内无空洞且无疏松地完全浸透到该预紧力松紧度所限定的线圈和线圈之间的空隙中。

所述线圈绕制预紧力小于等于12kgf，由此实现既不因为预紧力过松而形成线圈之间的空洞或者疏松而引起失超、又不因为预紧力过紧使得环氧树脂不容易流进去的目标。

所述确保上下两个线圈在绕制过程中，垂直方向上严格同轴，具体为，通过控制上下两个线圈每一匝和每一层的绕制过程中的预紧力的大小、预紧力的一致性，使得同一个线圈内部的每一匝和每一层、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的圆周上各个点到中心点的径向距离相同，以此保证严格同轴。

所述确保上下两个线圈在绕制过程中，水平方向上严格平行，具体为，通过控制上下两个线圈每一匝和每一层的绕制过程中预紧力的大小、预紧力方向的一致性，使得同一个线圈内部的每一匝之间和每一层之间、以及线圈与线圈之间的每一匝之间和每一层之间严格平行。

所述的严格同轴或严格平行是指同一个线圈的匝与匝之间、层与层之间的平行度为0.1毫米，上一个线圈和下一个线圈之间的匝与匝之间、层与层之间的同轴度为0.1毫米。

所述线圈骨架芯筒上的束流引出孔，沿着束流引出方向从芯筒的内壁向外壁倾斜开孔、用以实现束流引出前和引出后的螺旋线轨迹平滑过渡；所述线圈骨架上的束流引出孔的上边线和下边线与上下两个线圈分别间隔一定距离，用以确保束团不会打到上下两个线圈上。

所述线圈骨架采用耐高温高压的金属材料制作；所述超导线圈采用铌钛材料且超导厚线圈的径向外侧设置有铜捆扎带、该铜捆扎带上浸渍所述环氧树脂；所述导流槽采用非金属材料制作、该非金属材料分别敷设在每个线圈的上端板和下端板的内表面上。

一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈的绕制浸渍方法，包括如下步骤：

步骤(S1)，在所述线圈骨架上用所述超导线绕制所述超导厚线圈，绕制预紧力小于等于12kgf；具体为：

1)在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力方向达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的平行度达到0.1毫米；

2)在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的同轴度达到0.1毫米；

3)在线圈绕制过程中，对同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的上一匝和下一匝、上一层和下一层进行同轴度和平行度进行检测，当误差大于0.1毫米时采取补救措施。

步骤(S2)，对绕制在所述线圈骨架上的所述超导厚线圈进行烘烤和抽真空，烘烤和抽真空时间大于等于12小时，烘烤的温度为60度，真空度为1×10-1Pa-1×10-2Pa；

步骤(S3)，真空环境下从所述线圈骨架的所述导流槽向所述超导厚线圈中注入液态环氧树脂对所述超导厚线圈进行浸渍操作，浸渍的静置凝固时间小于10分钟，真空度为1×10-1Pa-1×10-2Pa；

步骤(S4)，将浸渍操作后的绕制在所述线圈骨架上的所述超导厚线圈进行烘烤固化，烘烤固化时间大于等于12小时；

步骤(S3)中浸渍温度控制在40度，步骤(S4)中烘烤固化温度为60度。

还包括步骤(S5)，在所述超导厚线圈的外侧绕制铜绑扎带，在绕制所述铜扎带的同时在所述超导厚线圈上涂抹所述环氧树脂。

还包括步骤(S6)，对绕制了所述铜绑扎带的超导线圈进行烘烤，使得所述铜绑扎带与所述超导厚线圈之间的所述环氧树脂固化，烘烤温度大于40度、小于60度，烘烤时间10分钟。

本发明的优点效果

本发明将导流槽技术、预紧力技术、束流引出口技术三者有机结合，相互支持和相互依赖，解决了长期以来回旋加速器超导线圈技术领域的三个疑难问题：通过将导流槽技术、预紧力技术相结合，解决了回旋加速器超导线圈，因为容易受到中心处铁芯强磁场振动引起失超的问题；通过将预紧力技术、导流槽引出孔技术相结合，从两个方面解决了磁场均匀性问题：一方面从上下两个线圈同轴度和平行度解决磁场均匀问题，一方面从导流槽引出孔前后左右对称性解决磁场均匀问题；通过将导流槽技术、预紧力技术、束流引出口技术三者结合，既解决了线圈失超问题，又解决了磁场均匀性问题，从而保证了线圈磁场的稳定性和均匀性，取得了从量变到质变的飞跃，最终成为亚洲第一台超导回旋加速器的超导线圈。

附图说明

图1为用于超导回旋加速器的超导线圈宽高比例为2:3示意图；

图2为用于超导回旋加速器的超导线圈导流槽的三维仰视图；

图3为用于超导回旋加速器的超导线圈导流槽的三维俯视图；

图4为用于超导回旋加速器的超导线圈双线圈示意图；

图5为用于超导回旋加速器的超导线圈骨架示意图；

具体实施方式

本发明设计原理

1、回旋加速器超导线圈的三个特点：第一，超导线圈骨架中心为铁心强磁场，这是对比文件所述超导螺线管所不具备的特点。所述强磁场来自于线圈骨架中心孔内装有的铁心磁极，超导线圈安装在铁心磁极与铁心磁轭之间；由于铁心的存在以及铁心磁极边缘对于磁场的聚拢作用，超导回旋加速器靠近线圈骨架内壁附近的超导线圈截面位置的磁场远高于对比文件中的无铁心情况下的线圈截面位置磁场；第二，由于回旋加速器超导线圈磁场强度很高、所以线圈的安匝数大、线圈安匝数大则径向比较厚，这一点也是和对比文件的普通超导螺线管形成鲜明的对比，对比文件的普通超导螺线管是细长型的，径向比较薄，环氧树脂对线圈的灌溉面积相对比较小，所以对比文件的超导螺线管对环氧树脂的浸渍没有太高的要求。第三、回旋加速器超导线圈对于线圈的绕制预紧力有着非常严格的要求，这也是对比文件的普通超导螺线管所无法比拟的。对回旋加速器超导线圈预紧力松紧度的掌控程度，将直接影响线圈在小半径的强磁场处是否失超，因为线圈拉松了会产生空洞，容易失超；线圈拉紧了环氧树脂流不进去则线圈不能得到固化，当强磁场震动时仍然容易失超；对回旋加速器超导线圈预紧力方向的掌控程度，将直接影响上下两个线圈能否做到严格平行，因为其中一个线圈的绕制预紧力方向偏离了水平面就会使得线圈和线圈平面不平行；对回旋加速器超导线圈预紧力一致性的掌控程度，将直接影响上下两个线圈能否做到严格同轴，因为上面的线圈和下面的线圈在缠绕过程中用力不一致，一个偏左一个偏右，就会使得上下两个线圈不同轴。

总结：本发明要解决的核心问题是通过超导线圈的制作给束流提供一个稳定和均匀的磁场。提供稳定和均匀的磁场来自两个方面，第一，解决线圈失超问题，线圈失超了磁场就被破坏，磁场稳定性是保证均匀磁场的前提；第二，解决均匀磁场问题，如果上下两个线圈不能严格同轴、严格平行，则提供给束流的磁场就不会均匀，即使磁场是很稳定的，但因为磁场不是均匀的磁场，束流品质也不会很好。

2、本发明设计原理：将导流槽技术、预紧力技术、束流引出口技术三者有机结合，相互支持和相互依赖，最终解决束流运行磁场的稳定性和均匀性问题。第一，将导流槽技术、预紧力技术相结合解决线圈失超问题，本发明导流槽要实现将线圈“浸泡”在环氧树脂中的效果，因此采用横向贯通的导流槽，之所以采用将线圈“浸泡”在环氧树脂中的方法是源于抗强磁场振动的需求，和对比文件的间断开孔方法相比，对比文件属于在端板上间断开孔而不是贯通开孔，端板上没有开孔的地方，当灌入环氧树脂时，只能通过渗透的方法将环氧树脂从开孔之处渗透到没有开孔之处。本发明“浸泡”的效果要比对比文件“渗透”的抗震效果优越好几倍。就像机械齿轮转动时不断地给齿轮加油和将齿轮完全浸泡在油箱中的效果相差很大的原理是一样的。导流槽问题解决了还必须解决线圈预紧力问题。如果线圈拉松了，线圈和线圈之间的间距过大，即使灌满了环氧树脂，也经不起强磁场的震动，反之，线圈和线圈之间的松紧度很合适，但不能把线圈浸泡在环氧树脂中、则同样达不到预期的效果。因此，解决线圈失超问题必须将导流槽技术、预紧力技术进行有机结合，缺一不可；第二，将预紧力技术、导流槽束流引出孔技术相结合解决均匀磁场问题；实现线圈磁场均匀，首先，依靠上下两个线圈的严格同轴和严格平行，而保证严格同轴和严格平行依靠于对线圈绕制预紧力的把控，保证线圈缠绕过程预紧力的一致性才能达到0.1毫米精度的同轴，保证线圈缠绕过程预紧力方向的一致性才能达到0.1毫米精度的平行；实现线圈磁场均匀，其次，通过设计4个90度间隔均匀对称的束流引出孔保证磁场的均匀性。虽然实际只使用一个束流引出口，但如果只是开设一个束流引出口则会产生磁场不对称，因此在前后左右4个方向均开设相同的束流引出口以保证磁场的均匀性。如果只是解决了上下两个线圈的同轴和平行问题，而不解决束流引出口对称问题，则此时磁场仍然是不均匀的，如果只是保证了束流引出口的对称，但是上下两个线圈不同轴、不平行，磁场依然不能均匀，因此必须二者结合相互支持才能保证线圈中通过的束流运行磁场的均匀性，第三，将导流槽技术、预紧力技术、束流引出口技术三者有机结合，才能真正解决线圈磁场稳定性和磁场均匀问题。解决线圈失超问题和解决线圈磁场均匀性问题是相辅相成的，失超了则谈不上磁场均匀，能够抗失超但是磁场不均匀仍然不能让束流品质提高。因此必须三者结合才能达到束流运行的理想环境的效果。

基于以上原理，本发明设计了一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈。

一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈如图1-5所示，包括绕制有超导径向厚线圈的圆柱形线圈骨架、以及线圈骨架上饶制的超导径向厚线圈，所述超导径向厚线圈分为上下两个线圈、分别缠绕在线圈骨架的上线圈槽和下线圈槽上，所述上线圈槽和下线圈槽上分别设有各自的线圈上端板和线圈下端板；

其特征在于：

所述上下两个线圈各自的径向厚度与高度比为2:3或者1:1，设置线圈径向厚度较厚用以满足回旋加速器磁场强度高、线圈安匝数大的需求；

所述各自的线圈上端板的内表面和线圈下端板的内表面上，相向设有均匀分布的若干条导流槽，该导流槽从线圈端板大半径的端头延伸到线圈端板小半径端头、并与小半径端头的线圈骨架芯筒相抵接、从而将环氧树脂沿着导流槽横向流入到线圈的最里端，实现线圈骨架内壁强磁场附近的超导线圈完全被环氧树脂浸渍；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力的松紧度能够满足以下条件：既不因为预紧力过松而形成线圈之间的空洞或者疏松而引起失超、又不因为预紧力过紧使得环氧树脂不容易流进去；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力、以及预紧力的一致性，能够确保上下两个线圈在绕制过程中，垂直方向上严格同轴；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力、以及预紧力方向的一致性，能够确保上下两个线圈在绕制过程中，水平方向上严格平行；

所述线圈骨架的上线圈槽和下线圈槽之间为束流通道、该束流通道上设有4个束流引出孔、它们相互90度间隔均匀布设、用以保持线圈磁场横、纵方向的对称性，其中1个束流引出孔用于束流引出，另外3个用于线圈磁场对称性的需求。

所述导流槽的宽度为2mm，深度为1mm，所述导流槽的数量为12个，其宽度、深度、数量用以和所述线圈预紧力的松紧度相配合、确保环氧树脂在单位时间内无空洞且无疏松地完全浸透到该预紧力松紧度所限定的线圈和线圈之间的空隙中。

所述线圈绕制预紧力小于等于12kgf，由此实现既不因为预紧力过松而形成线圈之间的空洞或者疏松而引起失超、又不因为预紧力过紧使得环氧树脂不容易流进去的目标。

所述确保上下两个线圈在绕制过程中，垂直方向上严格同轴，具体为，通过控制上下两个线圈每一匝和每一层的绕制过程中的预紧力的大小、预紧力的一致性，使得同一个线圈内部的每一匝和每一层、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的圆周上各个点到中心点的径向距离相同，以此保证严格同轴。

所述确保上下两个线圈在绕制过程中，水平方向上严格平行，具体为，通过控制上下两个线圈每一匝和每一层的绕制过程中预紧力的大小、预紧力方向的一致性，使得同一个线圈内部的每一匝之间和每一层之间、以及线圈与线圈之间的每一匝之间和每一层之间严格平行。

所述的严格同轴或严格平行是指同一个线圈的匝与匝之间、层与层之间的平行度为0.1毫米，上一个线圈和下一个线圈之间的匝与匝之间、层与层之间的同轴度为0.1毫米。

所述线圈骨架芯筒上的束流引出孔，沿着束流引出方向从芯筒的内壁向外壁倾斜开孔、用以实现束流引出前和引出后的螺旋线轨迹平滑过渡；所述线圈骨架上的束流引出孔的上边线和下边线与上下两个线圈分别间隔一定距离，用以确保束团不会打到上下两个线圈上。

所述线圈骨架采用耐高温高压的金属材料制作；所述超导线圈采用铌钛材料且超导厚线圈的径向外侧设置有铜捆扎带、该铜捆扎带上浸渍所述环氧树脂；所述导流槽采用非金属材料制作、该非金属材料分别敷设在每个线圈的上端板和下端板的内表面上。

一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈的绕制浸渍方法，包括如下步骤：

步骤(S1)，在所述线圈骨架上用所述超导线绕制所述超导厚线圈，绕制预紧力小于等于12kgf；具体为：

1)在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力方向达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的平行度达到0.1毫米；

2)在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的同轴度达到0.1毫米；

3)在线圈绕制过程中，对同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的上一匝和下一匝、上一层和下一层进行同轴度和平行度进行检测，当误差大于0.1毫米时采取补救措施。

步骤(S2)，对绕制在所述线圈骨架上的所述超导厚线圈进行烘烤和抽真空，烘烤和抽真空时间大于等于12小时，烘烤的温度为60度，真空度为1×10-1Pa-1×10-2Pa；

步骤(S3)，真空环境下从所述线圈骨架的所述导流槽向所述超导厚线圈中注入液态环氧树脂对所述超导厚线圈进行浸渍操作，浸渍的静置凝固时间小于10分钟，真空度为1×10-1Pa-1×10-2Pa；

步骤(S4)，将浸渍操作后的绕制在所述线圈骨架上的所述超导厚线圈进行烘烤固化，烘烤固化时间大于等于12小时；

步骤(S3)中浸渍温度控制在40度，步骤(S4)中烘烤固化温度为60度。

还包括步骤(S5)，在所述超导厚线圈的外侧绕制铜绑扎带，在绕制所述铜扎带的同时在所述超导厚线圈上涂抹所述环氧树脂。

还包括步骤(S6)，对绕制了所述铜绑扎带的超导线圈进行烘烤，使得所述铜绑扎带与所述超导厚线圈之间的所述环氧树脂固化，烘烤温度大于40度、小于60度，烘烤时间10分钟。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例。

Claims (6)

1.一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈，包括绕制有超导径向厚线圈的圆柱形线圈骨架、以及线圈骨架上绕制的超导径向厚线圈，所述超导径向厚线圈分为上下两个线圈、分别缠绕在线圈骨架的上线圈槽和下线圈槽上，所述上线圈槽和下线圈槽上分别设有各自的线圈上端板和线圈下端板；

其特征在于：

所述上下两个线圈各自的径向厚度与高度比为2:3或者1:1，设置线圈径向厚度较厚用以满足回旋加速器磁场强度高、线圈安匝数大的需求；

所述各自的线圈上端板的内表面和线圈下端板的内表面上，相向设有均匀分布的若干条导流槽，该导流槽从线圈端板大半径的端头延伸到线圈端板小半径端头、并与小半径端头的线圈骨架芯筒相抵接、从而将环氧树脂沿着导流槽横向流入到线圈的最里端，实现线圈骨架内壁强磁场附近的超导线圈完全被环氧树脂浸渍；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力的松紧度能够满足以下条件：既不因为预紧力过松而形成线圈之间的空洞或者疏松而引起失超、又不因为预紧力过紧使得环氧树脂不容易流进去；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力、以及预紧力的一致性，能够确保上下两个线圈在绕制过程中，垂直方向上严格同轴；

所述上下两个超导线圈绕制过程的预紧力、以及预紧力方向的一致性，能够确保上下两个线圈在绕制过程中，水平方向上严格平行；

所述线圈骨架的上线圈槽和下线圈槽之间为束流通道、该束流通道上设有4个束流引出孔、它们相互90度间隔均匀布设、用以保持线圈磁场横、纵方向的对称性，其中1个束流引出孔用于束流引出，另外3个用于线圈磁场对称性的需求；

所述导流槽的宽度为2mm，深度为1mm，所述导流槽的数量为12个，其宽度、深度、数量用以和所述预紧力的松紧度相配合、确保环氧树脂在单位时间内无空洞且无疏松地完全浸透到该预紧力松紧度所限定的线圈和线圈之间的空隙中；

所述确保上下两个线圈在绕制过程中，垂直方向上严格同轴，具体为，通过控制上下两个线圈每一匝和每一层的绕制过程中的预紧力的大小、预紧力的一致性，使得同一个线圈内部的每一匝和每一层、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的圆周上各个点到中心点的径向距离相同，以此保证严格同轴；

所述确保上下两个线圈在绕制过程中，水平方向上严格平行，具体为，通过控制上下两个线圈每一匝和每一层的绕制过程中预紧力的大小、预紧力方向的一致性，使得同一个线圈内部的每一匝之间和每一层之间、以及线圈与线圈之间的每一匝之间和每一层之间严格平行；

所述的严格同轴或严格平行是指同一个线圈的匝与匝之间、层与层之间的平行度为0.1毫米，上一个线圈和下一个线圈之间的匝与匝之间、层与层之间的同轴度为0.1毫米；

在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力方向达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的平行度达到0.1毫米；

在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的同轴度达到0.1毫米；

在线圈绕制过程中，对同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的上一匝和下一匝、上一层和下一层进行同轴度和平行度进行检测，当误差大于0.1毫米时采取补救措施。

2.根据权利要求1所述一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈，其特征在于：所述预紧力小于等于12kgf，由此实现既不因为预紧力过松而形成线圈之间的空洞或者疏松而引起失超、又不因为预紧力过紧使得环氧树脂不容易流进去的目标。

3.根据权利要求1所述一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈，其特征在于：所述线圈骨架芯筒上的束流引出孔，沿着束流引出方向从芯筒的内壁向外壁倾斜开孔、用以实现束流引出前和引出后的螺旋线轨迹平滑过渡；所述线圈骨架上的束流引出孔的上边线和下边线与上下两个线圈分别间隔一定距离，用以确保束团不会打到上下两个线圈上。

4.根据权利要求1所述一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈，其特征在于：所述线圈骨架采用耐高温高压的金属材料制作；所述超导线圈采用铌钛材料且超导径向厚线圈的径向外侧设置有铜绑扎带、该铜绑扎带上浸渍所述环氧树脂；所述导流槽采用非金属材料制作、该非金属材料分别敷设在每个线圈的上端板和下端板的内表面上。

5.一种用于权利要求1至4任一项所述的一种用于超导回旋加速器的超导径向厚线圈的绕制浸渍方法，包括如下步骤：

步骤(S1)，在所述线圈骨架上用所述超导线绕制所述超导径向厚线圈，绕制预紧力小于等于12kgf；具体为：

1)在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力方向达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的平行度达到0.1毫米；

2)在线圈绕制过程中，通过控制同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的每一匝和每一层的预紧力小于等于12kgf、且控制预紧力达到一致性，使得每个线圈内部、以及线圈与线圈之间的同轴度达到0.1毫米；

3)在线圈绕制过程中，对同一个线圈内部、以及线圈与线圈之间的上一匝和下一匝、上一层和下一层进行同轴度和平行度进行检测，当误差大于0.1毫米时采取补救措施；

步骤(S2)，对绕制在所述线圈骨架上的所述超导径向厚线圈进行烘烤和抽真空，烘烤和抽真空时间大于等于12小时，烘烤的温度为60度，真空度为1×10^-1Pa-1×10^-2Pa；

步骤(S3)，真空环境下从所述线圈骨架的所述导流槽向所述超导径向厚线圈中注入液态环氧树脂对所述超导径向厚线圈进行浸渍操作，浸渍的静置凝固时间小于10分钟，真空度为1×10^-1Pa-1×10^-2Pa；

步骤(S4)，将浸渍操作后的绕制在所述线圈骨架上的所述超导径向厚线圈进行烘烤固化，烘烤固化时间大于等于12小时；

步骤(S3)中浸渍温度控制在40度，步骤(S4)中烘烤固化温度为60度。

6.如权利要求5所述的超导径向厚 线圈的绕制浸渍方法，其特征是：

还包括步骤(S5)，在所述超导径向厚线圈的外侧绕制铜绑扎带，在绕制所述铜绑扎带的同时在所述超导径向厚线圈上涂抹所述环氧树脂；

还包括步骤(S6)，对绕制了所述铜绑扎带的超导线圈进行烘烤，使得所述铜绑扎带与所述超导径向厚线圈之间的所述环氧树脂固化，烘烤温度大于40度、小于60度，烘烤时间10分钟。

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