CN213519427U - 一种用于超导磁悬浮的杜瓦 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于超导磁悬浮的杜瓦，包括由外至内依次设置的外壳、多层绝热体和内胆，外壳和内胆之间还固定有超导磁体，外壳和内胆之间抽真空设置，外壳安装有伸入内胆内部的输液管，输液管采用不锈钢管和玻璃钢管的两段式结构，减少漏热量，减少低温液体汽化，避免补液时液氮被吹走，减少补液损失；外壳的底部设置有抵住超导磁体的支撑柱，外壳的外侧壁焊接有第一加强筋，内胆的内侧壁焊接有第二加强筋，第一加强筋、第二加强筋和支撑柱提高杜瓦底部的刚度，在保证内胆底面和外壳底面的厚度不超过3mm的条件下加强刚度，避免变形，从而根本性的提升杜瓦的绝热性能；与此同时上述设计还可以减少重量、缩小磁体之间的间隔距离，提高设备性能。

Description

一种用于超导磁悬浮的杜瓦

技术领域

本实用新型涉及超导技术领域，尤其是一种用于超导磁悬浮的杜瓦。

背景技术

超导磁悬浮列车是利用超导磁体使车体上浮，通过周期性地变换磁极方向而获取推进动力的列车，是由日本东海旅客铁道株式会社研发的高速列车，在测试时测试最高时速达到了590公里，是有史以来速度最快的列车。此外，超导磁浮列车除速度快之外，还具有无噪音、无震动、省能源以及减少了由于高速列车在速度达到350km/h以后，列车运行对轨道磨损需进行维修造成的运行成本增加，安全性降低的特点，这种种特性表明超导磁悬浮列车有望成为21世纪交通工具的主力。

人类最初发现超导体是在1911年，这一年荷兰科学家海克•卡末林•昂内斯（HeikeKamerlinghOnnes）等人发现，汞在极低的温度下，其电阻消失，呈超导状态。此后对于超导现象的研究日趋深入，一方面，多种具有实用潜力的超导材料陆续被发现，另一方面，对超导机理的实际应用研究也有了一定进展。人们把实现超导的处于超导状态的导体称之为"超导体"，而超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失的特性被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。在超导磁悬浮列车中主要是采用低温超导技术，其机理是采用在列车车轮旁边安装小型超导磁体，列车向前行驶时，超导磁体向轨道产生强大的磁场，并和安装在轨道两旁的铝环相互作用，产生一种向上浮力，消除车轮与钢轨的摩擦力，起到加快车速的作用。

目前能够得到稳定的超导磁体的材料仍然只能在低温下工作。因此无论是采用低温液体制冷，还是采用低温制冷机制冷，都需要有很好的绝热性能。而且为了保证设备性能，要求超导磁体与外磁力磁铁之间的距离越小越好，故内容器底面+超导磁铁+外壳体底面之间的距离也是越小越好。

目前用于超导磁悬浮的杜瓦一般采用常规的多层绝热结构，其一般由外至内由外壳、多层绝热结构和内胆构成，外壳和内胆之间还固定有超导磁铁块，外壳和内胆之间抽真空设置，其在工作条件下会产生以下问题：（1）外壳和内胆表面为平面，且无支撑柱，因而在内外压差作用下易变形，从而会破坏真空；（2）由于内胆和外壳之间距离很小，因而内胆和外壳的变形会导致多层绝热结构被压实，从而使通过绝热材料本身的导热量增加，绝热效率下降；（3）超导磁铁块没有经过预处理，放气量较大，会导致绝热空间内真空变差；（4）绝热空间内没有放置吸气剂，真空不达标。因而总体上绝热效果差，设备性能不理想；（5）采用单管补液，漏热大、补液损失也大，长期运行的经济性差。

因此本领域技术人员致力于开发一种结构强度高、重量轻且绝热性能好的用于超导磁悬浮的杜瓦。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构强度高、重量轻且绝热性能好的用于超导磁悬浮的杜瓦。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于超导磁悬浮的杜瓦，包括由外至内依次设置的外壳、多层绝热体和内胆，所述外壳和内胆之间还固定有超导磁体，所述外壳和内胆之间抽真空设置，所述外壳安装有伸入所述内胆内部的输液管，所述外壳的底部设置有抵住所述超导磁体的支撑柱。

所述外壳和内胆之间设置有真空腔，所述超导磁体固定在所述内胆的底部，所述内胆的外侧壁还固定连接有吸气剂。

所述外壳的外侧壁焊接有第一加强筋，所述内胆的内侧壁焊接有第二加强筋。

所述支撑柱的材质为玻璃钢或聚酰亚胺。

所述支撑柱为中空圆筒状。

所述支撑柱的上下两端呈尖头状。

所述输液管由位于上端的不锈钢管和位于下端所述内胆内的玻璃钢管拼接而成。

所述不锈钢管的侧壁与所述内胆焊接连接；所述不锈钢管的下端设置有外螺纹，所述玻璃钢管的上端设置有与所述外螺纹匹配的内螺纹。

所述玻璃钢管的侧壁设置有注液孔，底部密封。

所述超导磁体的外侧包裹有保护罩。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的用于超导磁悬浮的杜瓦，包括由外至内依次设置的外壳、多层绝热体和内胆，外壳和内胆之间还固定有超导磁体，外壳和内胆之间抽真空设置，外壳安装有伸入内胆内部的输液管，输液管采用不锈钢管和玻璃钢管的两段式结构，减少漏热量，减少低温液体汽化，避免补液时液氮被吹走，减少补液损失；外壳的底部设置有抵住超导磁体的支撑柱，外壳的外侧壁焊接有第一加强筋，内胆的内侧壁焊接有第二加强筋，第一加强筋、第二加强筋和支撑柱提高杜瓦底部的刚度，在保证内胆底面和外壳底面的厚度不超过3mm的条件下加强刚度，避免变形，从而根本性的提升杜瓦的绝热性能；与此同时上述设计还可以减少重量、缩小磁体之间的间隔距离，提高设备性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，需注意的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种用于超导磁悬浮的杜瓦，包括由外至内依次设置的外壳1、多层绝热体2和内胆3，外壳1和内胆3之间还固定有超导磁体4，外壳1和内胆3之间抽真空设置，外壳1安装有伸入内胆3内部的输液管7，超导磁体4的外侧包裹有保护罩8，保护罩8与内胆3焊接连接，这样超导磁体就不需经过预先放气处理；外壳1的底部设置有抵住超导磁体4的支撑柱9；外壳1的外侧壁焊接有第一加强筋5，内胆3的内侧壁焊接有第二加强筋6，第一加强筋5、第二加强筋6和支撑柱9提高杜瓦底部的刚度，在保证内胆底面和外壳底面的厚度不超过3mm的条件下加强刚度，避免变形，从而根本性的提升杜瓦的绝热性能；与此同时上述设计还可以减少重量、缩小磁体之间的间隔距离，提高设备性能。

其中内胆和外壳由低温钢制成，多层绝热体2由辐射屏和间隔材层相互间隔放置多层绝热材料组成；外壳1和内胆3之间设置有真空腔10，超导磁体4固定在内胆3的底部，内胆3的外侧壁还固定连接有吸气剂12，吸气剂12提高夹层的真空度并延长高真空保持时间，有效提高绝热层的绝热性能。

在本实施例中，第一加强筋5和第二加强筋6为壁面加筋，不仅增加内外壳体刚性和强度，不外凸，同时还可以简化筒体制作工艺与减轻重量。

支撑柱9的材质为玻璃钢或聚酰亚胺，支撑柱9直径优选为3-5mm，支撑柱9为中空圆筒状，支撑柱9的上下两端呈尖头状，减轻重量，并且减小支撑柱9与外壳1之间的接触面积和导热。

支撑柱9在装配时，预先在多层绝热体2上打孔，其打孔直径略大于支撑柱9的直径，支撑柱9穿越多层绝热体2的打孔处，避免压实多层绝热体2造成漏热，有效提高多层绝热体2的绝热性能。

输液管7由位于上端的不锈钢管13和位于下端内胆3内的玻璃钢管14拼接而成，玻璃钢管的侧壁设置有注液孔16，底部密封，便于气液分离，增加补液效果。在本实施例中，不锈钢管13的侧壁与内胆3焊接连接，不锈钢管13与内胆3的材质均为不锈钢，两者采用氩弧焊连接；不锈钢管13的下端设置有外螺纹，玻璃钢管的上端设置有与外螺纹匹配的内螺纹15，结构简单，装配方便，在两段式连接中，由于玻璃钢材料的热导率远小于不锈钢，因此可以有效增加热阻，另外不锈钢管和玻璃钢管采用螺纹连接，也会有较大的接触热阻。两者结合可以有效减少漏热量，减少低温液体汽化，避免补液时液氮被吹走，从而减少补液损失。

本实用新型的工作原理是：

从外部通过输液管7向内胆3内注入液氮，由真空腔10和多层绝热体2维持本杜瓦的低温状态，使得位于真空腔10内的超导磁体4持续处于工作温度下。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于超导磁悬浮的杜瓦，包括由外至内依次设置的外壳（1）、多层绝热体（2）和内胆（3），所述外壳（1）和内胆（3）之间还固定有超导磁体（4），所述外壳（1）和内胆（3）之间抽真空设置，其特征是：所述外壳（1）安装有伸入所述内胆（3）内部的输液管（7），所述外壳（1）的底部设置有抵住所述超导磁体（4）的支撑柱（9）。

2.如权利要求1所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述外壳（1）和内胆（3）之间设置有真空腔（10），所述超导磁体（4）固定在所述内胆（3）的底部，所述内胆（3）的外侧壁还固定连接有吸气剂（12）。

3.如权利要求1所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述外壳（1）的外侧壁焊接有第一加强筋（5），所述内胆（3）的内侧壁焊接有第二加强筋（6）。

4.如权利要求1所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述支撑柱（9）的材质为玻璃钢或聚酰亚胺。

5.如权利要求4所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述支撑柱（9）为中空圆筒状。

6.如权利要求4或5所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述支撑柱（9）的上下两端呈尖头状。

7.如权利要求1所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述输液管（7）由位于上端的不锈钢管（13）和位于下端所述内胆（3）内的玻璃钢管（14）拼接而成。

8.如权利要求7所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述不锈钢管（13）的侧壁与所述内胆（3）焊接连接；所述不锈钢管（13）的下端设置有外螺纹，所述玻璃钢管的上端设置有与所述外螺纹匹配的内螺纹（15）。

9.如权利要求7所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述玻璃钢管的侧壁设置有注液孔（16），底部密封。

10.如权利要求1所述的用于超导磁悬浮的杜瓦，其特征是：所述超导磁体（4）的外侧包裹有保护罩（8）。

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