CN1584386A - 非金属复合低漏热杜瓦容器 - Google Patents

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Abstract

本发明的非金属复合低漏热杜瓦容器包括一玻璃内胆(3)容器以及其表面保护玻璃内胆的玻璃钢外壳(4)两层构成，玻璃内胆的壁由抽真空至达10－3Pa数量级的镀银的保温夹层(5)构成，玻璃钢外壳(4)由逐层叠包在玻璃内胆表面的涂敷有低温环氧胶的玻璃纤维布带经固化形成，在杜瓦的环形端口上有预置的“O”形圈密封槽(1)。本发明特点在于结构简单，气密性好，真空度高，无涡流损耗，制作成本低廉，而且不需对其进行专门维护。

Description

非金属复合低漏热杜瓦容器
技术领域：
本发明涉及一种交直流两用的高温与低温超导磁体系统非金属复合杜瓦容器，属高、低温超导磁体应用技术，尤其是交流磁体应用中的低温容器设计技术。
技术背景：
交、直流超导磁体按照所用超导材料以及正常工作温度的不同基本上分为两大类：低温超导磁体和高温超导磁体。由NbTi、Nb3Sn等低温超导线、带材绕制加工而成的大都工作在液氦温区(4.2K)附近；而由Bi系、Y系等高温超导材料绕制加工而成的高温超导磁体则通常工作在77K的液氮温区。不论是低温超导磁体系统还是高温超导磁体系统一般都由以下几个部分所组成：超导磁体、杜瓦容器、电流引线、系统运行监测机构、释能与保护机构及输液装置。根据不同应用场合和特殊需要，有些磁体系统还包含超导开关、屏蔽、制冷机以及铁芯等装置。
不论是高温超导磁体还是低温超导磁体，由于它们都工作在相对较低的环境温度下，而且还有一些超导磁体运行在交流状态下(如超导变压器)，因此不仅要求放置超导磁体和冷却液的杜瓦容器应有较低的漏热率还要求其本身不产生涡流损耗，以此来保障超导磁体具有较高的工作效率和长时间稳定运行，尤其对于像高温超导变压器这类超导电磁装置来讲是至关重要的。在低温与超导技术中，截止目前已经涉及和应用的杜瓦容器主要有两种：不锈钢金属杜瓦和玻璃钢非金属杜瓦容器。这两种杜瓦如用于超导变压器或限流器等超导磁体装置中都存在显著缺陷：玻璃钢杜瓦容器因存在永久性放气问题而难于长期保持夹层内的高真空度，故此其漏热以及运行期间夹层真空的反复维持工作量都比较大；金属不锈钢杜瓦容器的主要缺陷是当其被应用于交流超导磁体系统内时将在不锈钢壳体中不可避免地产生涡流损耗，因而大大降低了超导磁体系统的应有效率，且结构复杂造价也相对较高。
发明内容：
为弥补与克服当前低温容器技术所存在的不足与缺陷，本发明开发出一种能够同时满足于交直流超导磁体特殊要求的低漏热、无涡流损耗的新型非金属复合杜瓦容器。
本发明包括一玻璃内胆容器以及其表面保护玻璃内胆的玻璃钢外壳两层组成，玻璃内胆的壁由抽真空至达10-3Pa数量级的镀银的保温夹层构成，玻璃钢外壳由逐层叠包在玻璃内胆表面的涂敷有低温环氧胶的玻璃纤维布带经固化形成。本发明特点在于结构简单，气密性好，真空度高，无涡流损耗，制作成本低廉，而且不需对其进行专门维护。
附图说明：
图1：含有一个铁芯室的非金属复合杜瓦；
图2：含有一个铁芯室的非金属复合杜瓦的剖视图。
图中：1.“O”形圈密封槽，2.抽真空嘴，3.玻璃内胆，4.玻璃钢外壳，5.真空夹层，6.铁芯室。
下面根据实施例具体说明。
本发明既可带有铁芯室6，也可不带铁芯室6。图1显示的是含有一个铁芯室6的非金属复合杜瓦，包括一个位于中部的圆形的铁芯室6和一个环绕铁芯室的线圈室，它特别适用于超导变压器等产品。首先将一定量的熔融态的玻璃液注入按设计尺寸预制的胎具中吹制成型，同时留下真空抽嘴2；然后对玻璃内胆夹层5内部进行镀银处理，接上高真空机组对夹层5抽真空至10-3Pa数量级后将抽真空嘴2进行融化封接，将涂敷有低温环氧胶的玻璃纤维布带逐层叠包在玻璃内胆的表面，在杜瓦的环形端口上有预置的“O”形圈密封槽，经恒温固化形成玻璃钢外壳4，在其外表面涂敷标志色后杜瓦容器制作完成。
本发明之所以选择玻璃作为超导磁体的浴液容器材料主要是由于玻璃材料结构形态好，质量小，电绝缘性能优异，导热性能却较差，基本满足了低温液体存储对容器的特性要求，加上熔融态玻璃的可塑性和目前非常成熟的吹制工艺，又使之相当容易地满足对低温液体存储容器的形状和实现夹层高真空绝热的各种特殊需求，但其最大缺陷是玻璃胆的性质较脆，经受不起撞击和剧烈震动。为弥补玻璃杜瓦容器性质较脆的不足，也为杜瓦能够承受较大的外力以及便于对低温液体的密封和与外界空气隔离，故采用一定厚度的环氧玻璃纤维层，即玻璃钢外壳来适当提高杜瓦的整体强度。
本实施例使用在超导变压器上时，在杜瓦铁芯室6中套入铁芯柱，将制好的线圈套入杜瓦内，用密封圈放入密封槽内，用盖板盖紧，然后通过盖板上的液氮管注入液氮既可。
本发明结构简单，制作成本低廉，使用方便，不需对其进行专门维护。与其它各种类型杜瓦相比，具有渗气率小、气密性好、漏热小、免维护的特点，其真空夹层可长久保持所需要的真空度，尤其是在交流环境下使用而不会产生涡流损耗。因此它既适用于直流高、低温超导磁体系统，也适用于交流高、低温超导磁体系统；机械强度好，只要不遭受大的撞击，可使用十年或更长时间。

Claims (4)

1、一种非金属复合低漏热杜瓦容器，其特征在于：包括一玻璃内胆容器以及玻璃内胆表面的玻璃钢外壳两层构成，玻璃内胆的壁全部由经过镀银处理的真空保温夹层构成，玻璃内胆表面全部覆盖有一层由逐层叠包在玻璃内胆表面的涂敷有低温环氧胶的玻璃纤维布带经固化形成的玻璃钢保护层。
2、如权利要求1所述的杜瓦容器，其特征在于：保温夹层为10-3Pa数量级的真空及更高。
3、如权利要求1、2所述的杜瓦容器，其特征在于：在杜瓦的环形端口上有预置的“O”形圈密封槽。
4、如权利要求1、2、3所述的杜瓦容器，其特征在于：杜瓦容器包括一个位于中部的铁芯室和一个环绕铁芯室的线圈室。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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