CN213519428U - 超导磁体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超导磁体，包括制冷机和若干个由至外依次设置的容器，制冷机伸入最内层容器中，最内侧容器中设有冷却目标件，冷却目标件包括超导线圈，冷却目标件通过导冷组件连接于制冷机，以使制冷机直接经导冷组件对冷却目标件进行冷却。该超导磁体中，在制冷机和包含超导线圈的冷却目标件之间增设直接进行固体导冷的导冷组件，能够直接利用制冷机与冷却目标件进行热交换，冷却能力较强，可以减少液氦的消耗甚至不再需要液氦来冷却超导线圈，为4K容器的取消以及实现无液氦超导磁体提供基础，能够极大降低超导磁体的使用或者制造成本。

Description

超导磁体

技术领域

本实用新型涉及超导磁体设备技术领域，特别涉及一种超导磁体。

背景技术

常见的超导磁体中，为保证超导线温度能稳定在4K温区，必须设置4K容器储存液氦。液氦本身价格较高，再加上4K容器作为低温压力容器制作复杂，焊接工艺难度较高，4K容器的成本也较高，导致整个设备的成本也增加。

因此，如何降低成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种超导磁体，可降低成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超导磁体，包括制冷机和若干个由至外依次设置的容器，所述制冷机伸入最内层所述容器中，最内侧所述容器中设有冷却目标件，所述冷却目标件包括超导线圈，所述冷却目标件通过导冷组件连接于所述制冷机，以使所述制冷机直接经导冷组件对所述冷却目标件进行冷却。

优选地，所述导冷组件包括第一导冷件和与所述第一导冷件对接的第二导冷件，所述第一导冷件与所述第二导冷件中的至少一者为柔性的导冷件；所述第一导冷件与所述第二导冷件连接后形成的两个自由端分别连接所述冷却目标件和所述制冷机。

优选地，所述第一导冷件和所述第二导冷件均为金属片。

优选地，所述第一导冷件为刚性导冷片，所述第二导冷件为柔性导冷片。

优选地，所述第一导冷件的自由端连接于所述冷却目标件，所述第二导冷件的自由端连接于所述制冷机。

优选地，所述容器为两个，分别为冷屏和套设于所述冷屏外的外真空容器。

优选地，所述冷屏为50K冷屏，所述外真空容器为300K容器。

优选地，还包括设于所述冷屏内侧的防辐射漏热屏，所述冷却目标件设于所述防辐射漏热屏内侧。

优选地，所述防辐射漏热屏包括框架和贴设于所述框架上的防辐射漏热罩。

优选地，所述防辐射漏热屏为防辐射漏热框架。

本实用新型提供的超导磁体，包括制冷机和若干个由至外依次设置的容器，制冷机伸入最内层容器中，最内侧容器中设有冷却目标件，冷却目标件包括超导线圈，冷却目标件通过导冷组件连接于制冷机，以使制冷机直接经导冷组件对冷却目标件进行冷却。

该超导磁体中，在制冷机和包含超导线圈的冷却目标件之间增设直接进行固体导冷的导冷组件，能够直接利用制冷机与冷却目标件进行热交换，冷却能力较强，可以减少液氦的消耗甚至不再需要液氦来冷却超导线圈，为4K容器的取消以及实现无液氦超导磁体提供基础，能够极大降低超导磁体的使用或者制造成本。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供超导磁体的具体实施例一的内部结构示意图；

图2为本实用新型所提供超导磁体的具体实施例二的内部结构示意图。

附图标记：

冷却目标件1，第一导冷件2，第二导冷件3，冷屏4，冷屏导冷件5，外真空容器6，外真空容器连接件7，制冷机8，防辐射漏热屏9。

具体实施方式

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。

本实用新型的核心是提供一种超导磁体，可降低成本。

本实用新型所提供超导磁体的具体实施例一中，请参考图1，包括制冷机8和若干个容器。各容器由至外依次设置，制冷机8伸入最内层容器中。最内层容器中设有冷却目标件1，冷却目标件1包括超导线圈和磁体骨架等部件。冷却目标件1通过导冷组件连接于制冷机8，具体连接在制冷机8的一个冷头上，以使制冷机8直接经导冷组件对冷却目标件1进行冷却。

本实施例中，在超导磁体中的制冷机8和包含超导线圈的冷却目标件1之间增设直接进行固体导冷的导冷组件，能够直接利用制冷机8与冷却目标件1进行热交换，冷却能力较强，可以减少液氦的消耗甚至不再需要液氦来冷却超导线圈，为4K容器的取消以及实现无液氦超导磁体提供基础，能够极大降低超导磁体的使用或者制造成本。

具体地，本实施例中，容器为两个，分别为冷屏4和套设于冷屏4外的外真空容器6，更具体地，冷屏4为50K冷屏，外真空容器6为300K容器。也就是说，本实施例取消了冷屏4内的4K容器的设置，冷屏4为各个容器中的最内层容器。直接通过制冷机8进行导冷，避免了因4K容器的设置而带来的成本高、难加工与维修的问题。

进一步地，导冷组件包括第一导冷件2和与第一导冷件2对接的第二导冷件3，第一导冷件2与第二导冷件3中的至少一者为柔性的导冷件。第一导冷件2与第二导冷件3连接后，形成的两个自由端分别连接冷却目标件1和制冷机8。柔性的导冷件的形状是易于改变的，使得导冷件能根据制冷机8和冷却目标件1之间的位置关系适应性改变自身形状，以适应装配误差，可以保证连接效果，进而保证导冷效果。

进一步地，第一导冷件2和第二导冷件3均为金属片，具体为导热系数较高的金属，能够保证导冷能力。当然，在其他实施例中，导冷组件也可以采用其他能够导冷的材质制成。

进一步地，第一导冷件2为刚性导冷片，第二导冷件3为柔性导冷片，也就是说，第一导冷件2的形状是固定的，第二导冷件3是形状可调的。将两个导冷件中的一者设置为刚性，可以提高导冷组件整体的结构强度和安装的稳定性。

进一步地，第一导冷件2的自由端连接于冷却目标件1，第二导冷件3的自由端连接于制冷机8。当然，在其他实施例中，也可以将第二导冷件3的自由端连接于冷却目标件1，而第一导冷件2的自由端连接于制冷机8。

本实施例提供的是一种不包含4K容器的无液氦超导磁体系统，采用导热系数较高的金属作为传导介质，直接用冷头冷却超导线圈，可省去4K容器的制作，进而减少焊接工时，降低工艺难度，缩短制作周期。

本实用新型所提供超导磁体的具体实施例二中，请参考图2，超导磁体还包括设于冷屏4内侧的防辐射漏热屏9，冷却目标件1设置在防辐射漏热屏9内侧。防辐射漏热屏9具有防辐射漏热的能力，可减少冷却目标件1和冷屏4之间的辐射漏热，从而提高系统低温环境的稳定性。

其中，防辐射漏热屏9的外表面需具备发射率较低的特性。本实施例中，防辐射漏热屏9包括框架和贴设于框架上的防辐射漏热罩，框架具体可以为本身发射率较高的材质，而防辐射漏热罩是发射率较低的物质。又或者，在其他实施例中，防辐射漏热屏9为防辐射漏热框架。防辐射漏热屏9固定连接具体可以直接固定在冷却目标件1上。另外，防辐射漏热屏9可以设有通孔等结构，不需要保证密封。

当然，在其他实施例中，容器也可以设置三层，即在上述实施例的50K冷屏中仍设置4K容器，冷却目标件1设置在4K容器内部，此时，可以通过制冷机8和液氦同时进行冷却目标件1的冷却，但相对于不增设倒冷组件的超导磁体，仍能够减少液氦的需求量，进而降低成本。

需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

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。

以上对本实用新型所提供的超导磁体进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超导磁体，其特征在于，包括制冷机(8)和若干个由至外依次设置的容器，所述制冷机(8)伸入最内层所述容器中，最内侧所述容器中设有冷却目标件(1)，所述冷却目标件(1)包括超导线圈，所述冷却目标件(1)通过导冷组件连接于所述制冷机(8)，以使所述制冷机(8)直接经所述导冷组件对所述冷却目标件(1)进行冷却。

2.根据权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述导冷组件包括第一导冷件(2)和与所述第一导冷件(2)对接的第二导冷件(3)，所述第一导冷件(2)与所述第二导冷件(3)中的至少一者为柔性的导冷件；所述第一导冷件(2)与所述第二导冷件(3)连接后形成的两个自由端分别连接所述冷却目标件(1)和所述制冷机(8)。

3.根据权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述第一导冷件(2)和所述第二导冷件(3)均为金属片。

4.根据权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述第一导冷件(2)为刚性导冷片，所述第二导冷件(3)为柔性导冷片。

5.根据权利要求4所述的超导磁体，其特征在于，所述第一导冷件(2)的自由端连接于所述冷却目标件(1)，所述第二导冷件(3)的自由端连接于所述制冷机(8)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的超导磁体，其特征在于，所述容器为两个，分别为冷屏(4)和套设于所述冷屏(4)外的外真空容器(6)。

7.根据权利要求6所述的超导磁体，其特征在于，所述冷屏(4)为50K冷屏，所述外真空容器(6)为300K容器。

8.根据权利要求6所述的超导磁体，其特征在于，还包括设于所述冷屏(4)内侧的防辐射漏热屏(9)，所述冷却目标件(1)设于所述防辐射漏热屏(9)内侧。

9.根据权利要求8所述的超导磁体，其特征在于，所述防辐射漏热屏(9)包括框架和贴设于所述框架上的防辐射漏热罩。

10.根据权利要求8所述的超导磁体，其特征在于，所述防辐射漏热屏(9)为防辐射漏热框架。

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