CN204926949U - 一种低温超导磁体杜瓦装置及滚筒型超导磁选机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低温超导磁体杜瓦装置及滚筒型超导磁选机，其中低温超导磁体杜瓦装置包括低温恒温容器以及控温装置，其中，低温恒温容器包括室温杜瓦、低温容器以及设置在室温杜瓦与低温容器之间的辐射屏，低温容器的内壁上绝缘绕制有由二元电流引线供电超导线圈；控温装置包括制冷机以及导冷屏，制冷机安装在室温杜瓦上，其一级冷头通过导冷屏与辐射屏连接，二级冷头用于将蒸发的液体冷却介质冷凝液化；通过采用具有两级冷头的制冷剂，在运行过程中，形成与外界隔绝的闭式循环，正常工作时液体冷却介质不会挥发到低温超导磁体杜瓦装置外，避免了液体冷却介质的损耗，不需要定期补充液体冷却介质，降低了操作难度及运行成本。所述滚筒型超导磁选机包括上述的低温超导磁体杜瓦装置。

Description

一种低温超导磁体杜瓦装置及滚筒型超导磁选机

技术领域

本实用新型涉及超导磁选机技术领域，特别涉及一种低温超导磁体杜瓦装置及滚筒型超导磁选机。

背景技术

磁选机是一种用于对具有磁性差异物质进行分离的设备，被广泛应用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业，是产业界使用最广泛的、通用性高的机种之一。

现有技术中，永磁筒式磁选机具有较高的精矿质量和金属回收率，被广泛应用于处理微小粒度(小于0.2mm)的强磁性矿石的粗选和精选作业，但是由于永磁筒式磁选机的磁系由永磁体构成，因此其表面场强的大小被限制在1.5T以内，无法满足高品位弱磁性矿物的分选要求，应用范围受到限制；为了克服永磁筒式磁选机的缺点，出现了一种滚筒型超导磁选机，筒体表面场强可轻松超过1.5T(比如达到2T～3T)，同时磁场作用深度更大，因而可用于弱磁性、含量低、粒度范围更广(0.1mm～2mm)的物料；目前，低温超导磁体杜瓦装置作为滚筒型超导磁选机的核心部件，在工作过程中，其内的液体冷却介质，如液氦等容易挥发溢出导致损耗，需要定期进行补充，增加了操作难度及运行成本。

因此，如何提供一种低温超导磁体杜瓦装置，使其能够避免液体冷却介质的损耗，降低操作难度及运行成本，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种低温超导磁体杜瓦装置及滚筒型超导磁选机，以达到在将低温超导磁体杜瓦装置用于滚筒型超导磁选机后，使其能够避免液体冷却介质的损耗，降低操作难度及运行成本的目的。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案：

一种低温超导磁体杜瓦装置，包括：

低温恒温容器，包括室温杜瓦、设置在室温杜瓦内用于容纳液体冷却介质的低温容器以及设置在所述室温杜瓦与所述低温容器之间的辐射屏，所述低温容器的内壁上绝缘绕制有超导线圈，所述超导线圈由二元电流引线供电；

控温装置，包括具有二级冷头的制冷机以及导冷屏，所述制冷机安装在所述室温杜瓦上，其一级冷头通过所述导冷屏与所述辐射屏连接，二级冷头用于将从所述低温容器中蒸发的液体冷却介质冷凝液化。

优选的，还包括第一隔热管以及第二隔热管；所述第一隔热管套设在所述制冷机的一级冷头上且两端分别固定在所述室温杜瓦的内顶部以及所述导冷屏的外顶部；所述第二隔热管套设在所述制冷机的二级冷头上且两端分别固定在所述导冷屏的内顶部以及所述低温容器的外顶部。

优选的，所述第一隔热管以及所述第二隔热管均为不锈钢直管。

优选的，所述室温杜瓦的顶部设置有用于连接真空泵将所述第一隔热管以及所述第二隔热管与所述室温杜瓦之间抽真空的真空抽口，所述真空抽口上设置有密封盖。

优选的，所述室温杜瓦呈L形，包括水平段及竖直段，所述竖直段远离所述水平段的一端为所述室温杜瓦的顶部，所述低温容器设置在所述室温杜瓦的水平段，所述控温装置、第一隔热管、第二隔热管及所述二元电流引线均设置在所述室温杜瓦的竖直段。

优选的，位于所述水平段与所述竖直段交汇处的所述低温容器的上表面上设置有向上凸起的开口部，所述开口部的外顶部即为所述低温容器的外顶部。

优选的，所述超导线圈设置在所述低温容器的内腔顶部并位于所述开口部及所述控温装置、第一隔热管、第二隔热管及所述二元电流引线的一侧。

优选的，所述超导线圈通过线圈骨架固定在所述低温容器的内腔顶部，所述超导线圈为跑道型结构。

优选的，所述二元电流引线包括上端接线柱、下端的高温超导带材以及设置在所述接线柱与所述高温超导带材之间的铜引线。

一种滚筒型超导磁选机，包括送料装置、分选装置以及低温超导磁体杜瓦装置，所述低温超导磁体杜瓦装置为如上任一项所述的低温超导磁体杜瓦装置。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的低温超导磁体杜瓦装置，包括低温恒温容器以及控温装置，其中，低温恒温容器包括室温杜瓦、设置在室温杜瓦内用于容纳液体冷却介质的低温容器以及设置在室温杜瓦与低温容器之间的辐射屏，低温容器的内壁上绝缘绕制有超导线圈，超导线圈由二元电流引线供电；控温装置包括具有二级冷头的制冷机以及导冷屏，制冷机安装在室温杜瓦上，其一级冷头通过导冷屏与辐射屏连接，二级冷头用于将从低温容器中蒸发的液体冷却介质冷凝液化；通过采用具有两级冷头的制冷剂，在运行过程中，一级冷头通过导冷屏与辐射屏连接，二级冷头将从低温容器中蒸发的液体冷却介质冷凝液化回流到低温容器中，形成与外界隔绝的闭式循环，正常工作时液体冷却介质不会挥发到低温超导磁体杜瓦装置外，避免了液体冷却介质的损耗，不需要定期补充液体冷却介质，降低了操作难度及运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的低温超导磁体杜瓦装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的低温超导磁体杜瓦装置中超导线圈的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种低温超导磁体杜瓦装置及滚筒型超导磁选机，以达到在将低温超导磁体杜瓦装置用于滚筒型超导磁选机后，使其能够避免液体冷却介质的损耗，降低操作难度及运行成本的目的。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的低温超导磁体杜瓦装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的低温超导磁体杜瓦装置中超导线圈的结构示意图。

本实用新型提供的一种低温超导磁体杜瓦装置，包括用于盛放液体冷却介质的低温恒温容器以及使液体冷却介质保持温度的控温装置。

其中，低温恒温容器包括室温杜瓦、低温容器3以及设置在室温杜瓦与低温容器3之间的辐射屏4，在本实用新型实施例中室温杜瓦为300K杜瓦，低温容器3设置在室温杜瓦内用于容纳液体冷却介质，低温容器3的内壁上绝缘绕制有超导线圈1，超导线圈1由二元电流引线6供电；控温装置包括具有二级冷头的制冷机7以及导冷屏5，制冷机7安装在室温杜瓦上，其一级冷头通过导冷屏5与辐射屏4连接，二级冷头用于将从低温容器3中蒸发的液体冷却介质冷凝液化。

与现有技术相比，本实用新型提供的低温超导磁体杜瓦装置，通过采用具有两级冷头的制冷剂，在运行过程中，一级冷头通过导冷屏5与辐射屏4连接，二级冷头将从低温容器3中蒸发的液体冷却介质冷凝液化回流到低温容器3中，形成与外界隔绝的闭式循环，正常工作时液体冷却介质不会挥发到低温超导磁体杜瓦装置外，避免了液体冷却介质的损耗，不需要定期补充液体冷却介质，降低了操作难度及运行成本。

为了减小辐射屏4的对流换热，降低能耗，在本实用新型实施例中，低温超导磁体杜瓦装置还包括第一隔热管9以及第二隔热管10；第一隔热管9套设在制冷机7的一级冷头上且两端分别固定在室温杜瓦的内顶部以及导冷屏5的外顶部；第二隔热管10套设在制冷机7的二级冷头上且两端分别固定在导冷屏5的内顶部以及低温容器3的外顶部，通过增加第一隔热管9以及第二隔热管10，使低温容器3与室温杜瓦隔离，进而达到减小辐射屏4的对流换热，降低能耗的目的。

优选的，第一隔热管9以及第二隔热管10可以采用不同的材料及结构进行制作，在本实用新型实施例中，第一隔热管9以及第二隔热管10均为不锈钢直管，当然，也可以采用其他结构，比如波纹管等等。

为了进一步的减小辐射屏4的对流换热，在本实用新型实施例中，室温杜瓦的顶部设置有用于连接真空泵将第一隔热管9以及第二隔热管10与室温杜瓦之间抽真空的真空抽口8，真空抽口8上设置有密封盖，在运行过程中，通过室温杜瓦上的真空抽口8使第一隔热管9以及第二隔热管10与室温杜瓦之间获得高真空环境，减小了室温杜瓦和低温容器3之间的气体对流，使得低温容器3的漏热整体保持在较低的水平，保证制冷机7的制冷效果，进而保证磁体的稳定运行。

室温杜瓦可以采用多种结构，在本实用新型实施例中，室温杜瓦呈L形，包括水平段及竖直段，竖直段远离水平段的一端为室温杜瓦的顶部，低温容器3设置在室温杜瓦的水平段，控温装置、第一隔热管9、第二隔热管10及二元电流引线6均设置在室温杜瓦的竖直段。

为了使超导线圈1能够完全浸于液体冷却介质中，增加线圈的稳定性，在本实用新型实施例中，位于水平段与竖直段交汇处的低温容器3的上表面上设置有向上凸起的开口部，开口部的外顶部即为低温容器3的外顶部。

进一步的，超导线圈1设置在低温容器3的内腔顶部并位于开口部及控温装置、第一隔热管9、第二隔热管10及二元电流引线6的一侧。

通过上述结构，不仅能够使超导线圈1完全浸于液体冷却介质中，而且使二元电流引线6、制冷机7及其他一些连接构件均位于超导线圈1一侧，这样做能够保证二元电流引线6具有良好的磁场环境和较高的临界电流，保证二元电流引线6的稳定性，并使其具有更大励磁电流的可能性，从而可以达到更大的磁场，减少制冷机7及其他一些连接构件所受磁场的影响，保证的磁体的稳定运行，同时保证了失超保护装置及接头的安置空间。

超导线圈1可以通过多种方式进行固定，在本实用新型实施例中，超导线圈1通过线圈骨架2固定在低温容器3的内腔顶部，超导线圈1为跑道型结构，通过这种结构，能够获得良好的开放性磁场，并且使滚筒表面磁场达到2T～3T。而超导线圈1采用N-S-N-S的排布方式，从而在分选过程中有利于将非磁性矿物清洗出来，从而获得具有较高质量的磁性产品，同时可以达到很大的磁场作用深度。

在本实用新型实施例中，二元电流引线6包括上端接线柱63、下端的高温超导带材61以及设置在接线柱63与高温超导带材61之间的铜引线62，运行过程中，接线柱63与外界直流电源始终保持连接，以便可以根据实际磁分离工艺进行工作电流的调节。

本实用新型还提供了一种滚筒型超导磁选机，包括送料装置、分选装置以及低温超导磁体杜瓦装置，其中，低温超导磁体杜瓦装置为如上任一项所述的低温超导磁体杜瓦装置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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)

1.一种低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，包括：

低温恒温容器，包括室温杜瓦、设置在室温杜瓦内用于容纳液体冷却介质的低温容器(3)以及设置在所述室温杜瓦与所述低温容器(3)之间的辐射屏(4)，所述低温容器(3)的内壁上绝缘绕制有超导线圈(1)，所述超导线圈(1)由二元电流引线(6)供电；

控温装置，包括具有二级冷头的制冷机(7)以及导冷屏(5)，所述制冷机(7)安装在所述室温杜瓦上，其一级冷头通过所述导冷屏(5)与所述辐射屏(4)连接，二级冷头用于将从所述低温容器(3)中蒸发的液体冷却介质冷凝液化。

2.根据权利要求1所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，还包括第一隔热管(9)以及第二隔热管(10)；所述第一隔热管(9)套设在所述制冷机(7)的一级冷头上且两端分别固定在所述室温杜瓦的内顶部以及所述导冷屏(5)的外顶部；所述第二隔热管(10)套设在所述制冷机(7)的二级冷头上且两端分别固定在所述导冷屏(5)的内顶部以及所述低温容器(3)的外顶部。

3.根据权利要求2所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，所述第一隔热管(9)以及所述第二隔热管(10)均为不锈钢直管。

4.根据权利要求2所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，所述室温杜瓦的顶部设置有用于连接真空泵将所述第一隔热管(9)以及所述第二隔热管(10)与所述室温杜瓦之间抽真空的真空抽口(8)，所述真空抽口(8)上设置有密封盖。

5.根据权利要求4所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，所述室温杜瓦呈L形，包括水平段及竖直段，所述竖直段远离所述水平段的一端为所述室温杜瓦的顶部，所述低温容器(3)设置在所述室温杜瓦的水平段，所述控温装置、第一隔热管(9)、第二隔热管(10)及所述二元电流引线(6)均设置在所述室温杜瓦的竖直段。

6.根据权利要求5所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，位于所述水平段与所述竖直段交汇处的所述低温容器(3)的上表面上设置有向上凸起的开口部，所述开口部的外顶部即为所述低温容器(3)的外顶部。

7.根据权利要求6所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，所述超导线圈(1)设置在所述低温容器(3)的内腔顶部并位于所述开口部及所述控温装置、第一隔热管(9)、第二隔热管(10)及所述二元电流引线(6)的一侧。

8.根据权利要求7所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，所述超导线圈(1)通过线圈骨架(2)固定在所述低温容器(3)的内腔顶部，所述超导线圈(1)为跑道型结构。

9.根据权利要求1所述的低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，所述二元电流引线(6)包括上端接线柱(63)、下端的高温超导带材(61)以及设置在所述接线柱(63)与所述高温超导带材(61)之间的铜引线(62)。

10.一种滚筒型超导磁选机，包括送料装置、分选装置以及低温超导磁体杜瓦装置，其特征在于，所述低温超导磁体杜瓦装置为如权利要求1-9任一项所述的低温超导磁体杜瓦装置。