CN113567267A - 一种超导带材扭转实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超导带材扭转实验装置,包括底板、与底板两端固定连接的固定支架及旋转支架、与固定支架结合安装的固定组件、与旋转支架可转动连接的旋转组件,固定组件和旋转组件分别夹持超导带材的两端,通过调节旋转组件精准调节超导带材的扭转程度,以进行超导带材在扭转条件下的各类实验。通过所述超导带材扭转实验装置能够精准调节超导带材的扭转程度,为超导带材扭转状态下的性能参数的测试提供了极大的便利,且操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及超导技术相关技术领域,更准确的说涉及一种超导带材扭转实验装置。
背景技术
高温超导体一般是指临界温度在液氮温区以上的超导体,由于制冷代价显著降低,大规模应用成为可能。经过多年的发展,超导交直流电缆、超导故障电流限流器、超导变压器、超导电机等新型超导电力设备均取得了不同程度的突破,进入样机验证或者工程示范阶段,部分特定情境下的应用设备已经基本接近实用化和产业化。
由于高温超导材料均只能制成扁条形带材,因此其各向异性强烈。而在超导电缆成缆、超导线圈绕制等流程中,都可能存在超导带材的扭转。故在进行超导电力设备功能层成型时,需要特别注意其受力的取向。在设备样机试制阶段,一般通过精细化控制工艺来避免带材的扭转情况出现。显然,这种人工控制方式并不适合大规模和自动化的工业条件生产。为了有针对性的指导工业化生产工艺,定量的控制超导电力设备制造装置的参数,通过实验的方法得到超导带材在扭转条件下的性能十分重要。
然而,现有技术无法定量化控制超导电力设备制造装置的参数,无法通过实验的方法得到超导带材在扭转条件下的性能,对工业化生产条件要求较高,无法满足大规模和自动化的工业条件生产要求。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种超导带材扭转实验装置,包括底板、与底板两端固定连接的固定支架及旋转支架、与固定支架结合安装的固定组件、与旋转支架可转动连接的旋转组件,固定组件和旋转组件分别夹持超导带材的两端,通过调节旋转组件精准调节超导带材的扭转程度,以进行超导带材在扭转条件下的各类实验。
为了达到上述目的,本发明提供一种超导带材扭转实验装置,用于夹持并扭转超导带材,所述超导带材扭转实验装置包括底板、固定支架、固定组件、旋转支架以及旋转组件;所述固定支架和所述旋转支架分别与所述底板两端固定连接;所述固定支架朝向所述旋转支架的一面固定连接所述固定组件,所述固定组件和所述固定支架夹持所述超导带材一端;所述旋转组件与所述旋转支架可转动的连接,且所述旋转组件朝向所述固定支架的一端夹持所述超导带材的另一端;所述旋转组件相对于所述旋转支架转动时,所述超导带材产生扭转。
优选地,所述旋转支架具有旋转端立板,所述旋转端底板和所述底板互相垂直;所述旋转组件包括旋转板和旋转端压片,所述旋转板垂直于所述旋转端立板,且所述旋转板与所述旋转端立板可转动的连接;所述旋转端压片通过若干螺栓组件与所述旋转板连接,夹持所述超导带材的另一端。
优选地,所述旋转板的一侧边上具有主轴和两个导轴,所述主轴位于所述旋转板侧边中心位置,两个所述导轴均与所述主轴平行,对称的设置在所述主轴两侧;所述主轴可转动的穿过所述旋转端立板;所述旋转端立板上与两个所述导轴对应位置具有两个弧形导轨,两个所述导轴分别可滑动的穿过两个所述弧形导轨;所述旋转端立板远离所述固定支架一侧环绕两个所述导轴分别连接两个导轴紧固件;当所述旋转板转动时,两个所述导轴分别在两个所述弧形导轨中滑动;通过旋紧所述导轴紧固件,将所述导轴固定在所述弧形导轨上。
优选地,所述旋转端立板远离所述固定支架一侧环绕所述主轴设置垫片,所述垫片与所述旋转端立板固定连接,所述垫片远离所述旋转端立板的一侧环绕所述主轴连接主轴螺母,所述主轴螺母与所述主轴螺旋固定连接。
优选地,沿至少一个所述弧形导轨的侧部设置刻度。
优选地,所述旋转端立板远离所述旋转端底板的一端具有用于连接外部电源的连接孔。
优选地,所述固定支架具有一体化的固定端底板、固定端夹持板以及固定端立板,所述固定端底板与所述固定端夹持板平行,所述固定端底板及所述固定端夹持板垂直于所述固定端立板,所述固定端底板与所述底板固定连接;所述固定组件与所述固定端夹持板连接,夹持夹持所述超导带材一端。
优选地,固定组件包括固定端压片和若干螺栓组件,所述固定端压片通过若干所述螺栓组件与所述固定端夹持板连接。
优选地,所述固定端夹片位于所述固定端夹持板远离所述固定端底板的一面。
优选地,所述固定端立板远离所述固定端底板的一端具有用于连接外部电源的连接孔。
与现有技术相比,本发明公开的一种超导带材扭转实验装置的优点在于:通过所述超导带材扭转实验装置能够精准调节超导带材的扭转程度,并可以将超导带材牢固的限定于该扭转程度,为超导带材扭转状态下的性能参数的测试提供了极大的便利;所述超导带材扭转实验装置使用方便,有助于提高检测参数的效率。
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所示为本发明一种超导带材扭转实验装置的结构示意图。
图2所示为本发明一种超导带材扭转实验装置的固定组件与固定支架结合安装,夹持超导带材的结构示意图。
图3所示为本发明一种超导带材扭转实验装置的旋转组件与旋转支架结合安装,夹持超导带材的结构示意图。
图4所示为本发明一种超导带材扭转实验装置的旋转板的结构示意图。
图5所示为本发明一种超导带材扭转实验装置的右视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明一种超导带材扭转实验装置包括底板10、固定支架21、固定组件22、旋转支架31、旋转组件32,用于夹持并扭转超导带材40。底板10为长方体板材,固定支架21和旋转支架31分别与底板10两端固定连接。固定支架21朝向旋转支架31的一面固定连接固定组件22,固定组件22和固定支架21共同夹持超导带材40的一个端部。旋转组件32与旋转支架31可转动的连接,且旋转组件32朝向固定支架21的一端夹持超导带材40的另一端部。调节旋转组件32相对于旋转支架31转动过程中,带动超导带材40产生扭转。值得注意的是,旋转组件32旋转至目标角度后,可以通过调节旋转组件32将其固定在这一角度,保持超导带材40的扭转程度不变,之后即可进行超导带材40在该扭转条件下的各类实验。
其中,底板10优选采用低温下机械性能良好的环氧树脂材料制成。固定支架21、固定组件22、旋转支架31、旋转组件32优选采用青铜材料制成,在限流过程中由铜吸收的能量不会积蓄在低温环境中,减轻了失超后制冷系统将超导体温度恢复至运行温度的时间,有利于再合闸运行。
具体的,参见图2,固定支架21具有一体化的固定端底板211、固定端夹持板212以及固定端立板213,固定端底板211与固定端夹持板212平行,固定端底板211及固定端夹持板212位于固定端立板213相同的一侧,且固定端底板211及固定端夹持板212均垂直于固定端立板213,固定端底板211平行于底板10,且固定端底板211与底板10固定连接。固定支架21呈倒“F”形。固定组件22与固定端夹持板212连接,夹持超导带材40的端部。具体的,固定端底板211通过若干螺栓组件2111与底板10固定连接。固定端立板213远离固定端底板211的一端具有连接孔214,连接孔214为通孔,用于连接外部电源。
固定组件22包括固定端压片221和若干螺栓组件222,固定端压片221与固定端夹持板212平行设置,通过若干螺栓组件222与固定端夹持板212连接,超导带材40的一端设置在固定端压片221和固定端夹持板212之间,通过旋紧螺栓组件222实现对超导带材40端部的夹持固定。固定端夹片221优选设置在固定端夹持板212远离固定端底板211的一面,方便安装超导带材40和调节螺栓组件222。
参见图3,旋转支架31具有一体化的旋转端底板311和旋转端立板312,旋转端底板311和所述旋转端立板312互相垂直,旋转端底板311平行于底板10,且旋转端底板311与底板10固定连接。旋转组件32与旋转端立板312可转动的连接,且旋转组件32的转动轴垂直于旋转端立板312平面。旋转端立板312远离旋转端底板311的一端具有连接孔313,连接孔313为通孔,用于连接外部电源,与连接孔214配合,以进行对超导带材40的各项检测
参见图4和图5,旋转组件32包括旋转板321和旋转端压片322,旋转板321垂直于旋转端立板312设置,旋转板321主体位于旋转端立板312朝向固定支架21的一侧,且旋转板321与旋转端立板312可转动的连接,旋转轴垂直于旋转端立板312。旋转端压片322通过若干螺栓组件323与旋转板321连接,超导带材40的一端设置在旋转端压片322和旋转板321之间,通过旋紧螺栓组件323实现对超导带材40端部的夹持固定。
旋转板321为长方形板,旋转板321上具有若干用于安装螺栓组件323的螺栓孔3211。旋转板321的一侧边上具有主轴3212和两个导轴3213,其中,主轴3212位于旋转板321侧边中心位置,且主轴3212的轴线与旋转板321平面平行,两个导轴3213均与主轴3212平行,且两个导轴3213与主轴3212的距离相同,即两个导轴3213对称的设置在主轴3212两侧。
主轴3212可转动的穿过旋转端立板312,旋转端立板312远离固定支架21一侧环绕主轴3212设置垫片3215,垫片3215与旋转端立板312固定连接,垫片3215远离旋转端立板312一侧环绕主轴3212连接主轴螺母3214,主轴螺母3214与主轴3212螺旋固定连接。旋转端立板312上与两个导轴3213对应位置具有两个弧形导轨3121,两个弧形导轨3121均环绕主轴3212,两个导轴3213分别可滑动的穿过两个弧形导轨3121,当旋转板321转动时,两个导轴3213分别在两个弧形导轨3121中滑动。旋转端立板312远离固定支架21一侧环绕两个导轴3213分别连接两个导轴紧固件3216。通过旋紧导轴紧固件3216,可以将导轴3213固定在弧形导轨3121上的某一位置,通过旋紧两个导轴紧固件3216可以将旋转板321固定在某一旋转角度,限定超导带材40位于某一扭转程度。
优选地,为了方便调节旋转板321的旋转角度,沿至少一个弧形导轨3121的侧部设置刻度3122,参照刻度3122调节导轴3213在弧形导轨3121上的位置,可以更加精确地调节旋转板321的旋转角度,即可以更加精准地调节被夹持超导带材40的扭转程度。
综上,所述超导带材扭转实验装置能够精准调节超导带材的扭转程度,并可以将超导带材牢固的限定于该扭转程度,为超导带材扭转状态下的性能参数的测试提供了极大的便利。此外,所述超导带材扭转实验装置使用方便,通过旋钮即可实现超导带材扭转程度的调节和固定,有助于提高检测参数的效率,能够满足大规模和自动化的工业条件生产要求。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种超导带材扭转实验装置,用于夹持并扭转超导带材,其特征在于,所述超导带材扭转实验装置包括底板、固定支架、固定组件、旋转支架以及旋转组件;所述固定支架和所述旋转支架分别与所述底板两端固定连接;所述固定支架朝向所述旋转支架的一面固定连接所述固定组件,所述固定组件和所述固定支架夹持所述超导带材一端;所述旋转组件与所述旋转支架可转动的连接,且所述旋转组件朝向所述固定支架的一端夹持所述超导带材的另一端;所述旋转组件相对于所述旋转支架转动时,所述超导带材产生扭转。
2.如权利要求1所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,所述旋转支架具有旋转端立板,所述旋转端底板和所述底板互相垂直;所述旋转组件包括旋转板和旋转端压片,所述旋转板垂直于所述旋转端立板,且所述旋转板与所述旋转端立板可转动的连接;所述旋转端压片通过若干螺栓组件与所述旋转板连接,夹持所述超导带材的另一端。
3.如权利要求2所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,所述旋转板的一侧边上具有主轴和两个导轴,所述主轴位于所述旋转板侧边中心位置,两个所述导轴均与所述主轴平行,对称的设置在所述主轴两侧;所述主轴可转动的穿过所述旋转端立板;所述旋转端立板上与两个所述导轴对应位置具有两个弧形导轨,两个所述导轴分别可滑动的穿过两个所述弧形导轨;所述旋转端立板远离所述固定支架一侧环绕两个所述导轴分别连接两个导轴紧固件;当所述旋转板转动时,两个所述导轴分别在两个所述弧形导轨中滑动;通过旋紧所述导轴紧固件,将所述导轴固定在所述弧形导轨上。
4.如权利要求3所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,所述旋转端立板远离所述固定支架一侧环绕所述主轴设置垫片,所述垫片与所述旋转端立板固定连接,所述垫片远离所述旋转端立板的一侧环绕所述主轴连接主轴螺母,所述主轴螺母与所述主轴螺旋固定连接。
5.如权利要求3所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,沿至少一个所述弧形导轨的侧部设置刻度。
6.如权利要求2所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,所述旋转端立板远离所述旋转端底板的一端具有用于连接外部电源的连接孔。
7.如权利要求1所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,所述固定支架具有一体化的固定端底板、固定端夹持板以及固定端立板,所述固定端底板与所述固定端夹持板平行,所述固定端底板及所述固定端夹持板垂直于所述固定端立板,所述固定端底板与所述底板固定连接;所述固定组件与所述固定端夹持板连接,夹持夹持所述超导带材一端。
8.如权利要求7所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,固定组件包括固定端压片和若干螺栓组件,所述固定端压片通过若干所述螺栓组件与所述固定端夹持板连接。
9.如权利要求7所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,所述固定端夹片位于所述固定端夹持板远离所述固定端底板的一面。
10.如权利要求7所述的超导带材扭转实验装置,其特征在于,所述固定端立板远离所述固定端底板的一端具有用于连接外部电源的连接孔。
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