CN217239184U - 一种具有高温电流引线的gm制冷机及超导磁体系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高温电流引线的GM制冷机及超导磁体系统，所述GM制冷机包括一级气缸组件和高温电流引线，所述高温电流引线与所述一级气缸组件配合连接；所述一级气缸组件包括一级气缸，所述高温电流引线包括铜编织线缆组件，所述铜编织线缆组件呈螺旋状贴合在所述一级气缸外壁上。所述GM制冷机将高温电流引线的正极铜编织线缆和负极铜编织线缆以螺旋状贴合在一级气缸外壁上，通过一级气缸外壁上的温度梯度进行高温电流引线的降温，有效减少高温电流引线的漏热情况，保证超导线圈的使用寿命。

Description

一种具有高温电流引线的GM制冷机及超导磁体系统

技术领域

本实用新型主要涉及制冷机技术领域，具体涉及一种具有高温电流引线的GM制冷机及超导磁体系统。

背景技术

GM制冷机是基于西蒙膨胀原理用来获取超低温的装置，其广泛应用于医疗核磁共振和半导体领域。GM制冷机通过驱动装置带动活塞沿气缸内壁做往复运动，对氦气进行压缩和膨胀，从而达到降温，实现制冷。

在超导磁体系统中，GM制冷机为超导线圈提供超低温的工作环境，超导线圈需要通过高温电流引线接入外部工作电流，一般的高温电流引线是采用铜线和高温带材结合的方式，高温段采用铜线，低温段采用高温超导带材，高温超导带材的热端由GM制冷机一级气缸通过热连接进行冷却，高温超导带材的冷端由GM制冷机二级气缸通过热连接进行冷却，但是由于铜的导热系数大，铜线的漏热情况严重，其工作时产生的热量不能被一级气缸全部带走，容易出现高温超导带材升温现象，升温严重时容易导致高温超导带材失效，引起超导线圈失超。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有高温电流引线的GM制冷机及超导磁体系统，所述GM制冷机将高温电流引线的正极铜编织线缆和负极铜编织线缆以螺旋状贴合在一级气缸外壁上，通过一级气缸外壁上的温度梯度进行高温电流引线的降温，有效减少高温电流引线的漏热情况，保证超导线圈的使用寿命。

本实用新型提供了一种具有高温电流引线的GM制冷机，所述GM制冷机包括一级气缸组件和高温电流引线，所述高温电流引线与所述一级气缸组件配合连接；

所述一级气缸组件包括一级气缸，所述高温电流引线包括铜编织线缆组件，所述铜编织线缆组件呈螺旋状贴合在所述一级气缸外壁上。

进一步的，所述铜编织线缆组件和所述一级气缸的外壁基于环氧树脂粘贴固定；

或所述铜编织线缆组件焊接固定在所述一级气缸外壁上。

进一步的，所述铜编织线缆通过环氧树脂粘胶固定时，所述铜编织线缆上涂覆有绝缘漆，或所述铜编织线缆上涂覆有环氧树脂层。

进一步的，所述铜编织线缆通过焊接固定时，所述一级气缸外壁上喷涂有陶瓷粉末，形成陶瓷绝缘层。

进一步的，所述高温电流引线还包括正极高温带材和负极高温带材，所述正极高温带材设置在所述GM制冷机的一侧，所述负极高温带材设置在所述GM制冷机的另一侧。

进一步的，所述GM制冷机包括二级气缸组件，所述一级气缸组件还包括一级导热铜块，所述二级气缸组件包括二级气缸和二级导热铜块；

所述一级气缸与所述二级气缸配合连接，所述一级导热铜块设置在所述一级气缸的底部位置，所述二级导热铜块设置在所述二级气缸的底部位置。

进一步的，所述一级导热铜块与所述正极高温带材的一端热连接，所述二级导热铜块与所述正极高温带材的另一端热连接。

进一步的，所述一级导热铜块与所述负极高温带材的一端热连接，所述二级导热铜块与所述负极高温带材的另一端热连接。

进一步的，所述铜编织线缆组件包括正极铜编织线缆和负极铜编织线缆，所述正极铜编织线缆和所述正极高温带材对应连接，所述负极铜编织线缆与所述负极高温带材配合连接。

本实用新型还提供了一种超导磁体系统，所述超导磁体系统包括超导线圈，所述超导线圈所述GM制冷机配合连接；

所述正极高温带材与所述超导线圈的一端连接，所述负极高温带材与所述超导线圈的另一端连接。

本实用新型提供了一种具有高温电流引线的GM制冷机及超导磁体系统，所述GM制冷机将高温电流引线的正极铜编织线缆和负极铜编织线缆以螺旋状贴合在一级气缸外壁上，通过一级气缸外壁上的温度梯度进行高温电流引线的降温，有效减少高温电流引线的漏热情况，保证超导线圈的使用寿命。

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，显而易见的，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它的附图。

图1是本实用新型实施例中GM制冷机结构示意图；

图2是本实用新型实施例中超导磁体系统结构示意图；

图3是本实用新型实施例中一级气缸圆周外壁与铜编织线缆组件钎焊固定结构示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用信息实施例中GM制冷机结构示意图，所述GM制冷机包括一级气缸组件1和二级气缸组件2，所述一级气缸组件1和所述二级气缸组件2对应配合连接，所述一级气缸组件1包括一级气缸11和一级导热铜块12，所述一级导热铜块12设置在所述一级气缸11的底部位置上，所述二级气缸组件2包括二级气缸21和二级导热铜块22，所述二级导热铜块22设置在所述二级气缸21的底部位置上。

具体的，所述GM制冷机上设置有高温电流引线，所述高温电流引线包括高温带材组件4和铜编织线缆组件3，所述高温带材组件4包括正极高温带材41和负极高温带材42，所述铜编织线缆组件3组件包括正极铜编织线缆31和负极铜编织线缆32，所述正极铜编织线缆31与所述负极铜编织线缆32并排环绕贴合在所述一级气缸11的圆周外壁上，呈螺旋状贴合。

进一步的，将所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32贴合在所述一级气缸11圆周外壁上，通过所述一级气缸11圆周外壁上的温度梯度对所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32进行冷却，在所述高温电流引线工作时，所述一级气缸11可以带走所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32产生的热量，减少所述高温电流引线的漏热情况。

具体的，所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32通过环氧树脂粘贴方式进行粘贴固定，所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32采用绝缘漆在表面进行绝缘处理，再通过环氧树脂粘胶粘贴在所述一级气缸11圆周外壁上。

进一步的，所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32可以使用环氧树脂进行表面绝缘处理。

进一步的，所述环氧树脂具有优良的物理机械性能和电绝缘性能以及粘接性能，将环氧树脂作为漆膜涂覆在金属表面，对金属表面的附着力强，能够稳固将所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32粘贴固定在所述一级气缸11的圆周外壁上。

具体的，所述正极高温带材41设置在所述GM制冷机的一侧，所述负极高温带材42设置在所述GM制冷机的另一侧，所述一级导热铜块12与所述正极高温带材41的一端热连接，所述二级导热铜块22与所述正极高温带材41的另一端热连接。所述一级导热铜块12与所述负极高温带材42的一端热连接，所述二级导热铜块22与所述负极高温带材42的另一端热连接。所述GM制冷机通过与所述正极高温带材41和所述负极高温带材42热连接，可以将所述正极高温带材41和所述负极高温带材42冷却到工作所需的温度。

进一步的，所述GM制冷机工作时，所述一级气缸组件1和所述二级气缸组件2产生的制冷量，通过所述热连接传递到所述正极高温带材41和所述负极高温带材42上，对所述正极高温带材41和所述负极高温带材42进行冷却。

进一步的，所述GM制冷机可以通过铜编织线缆与所述正极高温带材41和所述负极高温带材42进行热连接。

进一步的，将所述正极高温带材41和所述负极高温带材42分别放置在所述制冷机的两侧，可以减少所述一级导热铜块12和所述正极高温带材41以及所述负极高温带材42热连接所需的铜编织线缆长度，从而使热连接的铜编织线缆热阻减少，工作运行时产生的热量少，减少高温带材对一级气缸组件1制冷的影响。

具体的，图2示出了本实用新型实施例中超导磁体系统结构示意图，所述超导磁体系统包括超导线圈5和真空筒体6，所述超导线圈5设置在所述真空筒体6内，所述真空筒体6为所述超导线圈5提供真空工作环境。所述正极高温带材41靠近所述一级导热铜块12的一端与所述正极铜编织线缆31连接，所述正极高温带材41靠近所述二级导热铜块22的一端与所述超导线圈5的一侧相接。

具体的，所述负极高温带材42靠近所述一级导热铜块12的一端与所述负极铜编织线缆32连接，所述负极高温带材42靠近所述二级导热铜块22的一端与所述超导线圈5的另一侧相接。

进一步的，所述正极高温带材41和所述负极高温带材42上引出低温超导引线与所述超导线圈5相接，所述GM制冷机为所述超导线圈5提供工作温度，所述超导线圈5通过所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32接入外部工作电路。

本实用新型实施例提供了一种具有高温电流引线的GM制冷机及超导磁体系统，所述GM制冷机通过将高温电流引线中的正极铜编织线缆31和负极铜编织线缆32并排缠绕在一级气缸11圆周外壁上，形成螺旋状贴合，通过一级气缸11圆周外壁上的温度梯度，冷却所述正极铜编织线缆31和负极铜编织线缆32，减少正极铜编织线缆31和负极铜编织线缆32的漏热，将正极高温带材41和负极高温带材42分别设置在GM制冷机的两侧，减少热连接铜编线缆的长度，从而减少热连接产生的热量，减少所述GM制冷机一级气缸组件1的升温情况，减少超导磁体的整体漏热，保证所述GM制冷机的使用寿命。

实施例二：

具体的，如图1所示，所述GM制冷机包括一级气缸组件1和二级气缸组件2，所述一级气缸组件1和所述二级气缸组件2对应配合连接，所述一级气缸组件1包括一级气缸11和一级导热铜块12，所述一级导热铜块12设置在所述一级气缸11的底部位置上，所述二级气缸组件2包括二级气缸21和二级导热铜块22，所述二级导热铜块22设置在所述二级气缸21的底部位置上。

具体的，所述GM制冷机上设置有高温电流引线，所述高温电流引线包括高温带材组件4和铜编织线缆组件3组件，所述高温带材组件4包括正极高温带材41和负极高温带材42，所述铜编织线缆组件3组件包括正极铜编织线缆31和负极铜编织线缆32，所述正极铜编织线缆31与所述负极铜编织线缆32并排环绕贴合在所述一级气缸11的圆周外壁上，呈螺旋状贴合。

进一步的，将所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32贴合在所述一级气缸11圆周外壁上，通过所述一级气缸11圆周外壁上的温度梯度对所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32进行冷却，在所述正极电流引线和所述负极电流引线工作时，所述一级气缸11可以带走所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32产生的热量，减少所述高温电流引线的漏热情况。

具体的，图3示出了本实用新型实施例中一级气缸圆周外壁与铜编织线缆组件钎焊固定结构示意图，所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32可以通过钎焊固定在所述一级气缸11圆周外壁上，在所述一级气缸11圆周外壁上喷涂陶瓷粉末形成陶瓷绝缘层111，通过钎焊固定所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32。

进一步的，所述钎焊固定是指在所述陶瓷绝缘层111和所述正极铜编织线缆31以及所述负极铜编织线缆32之间添加焊料，所述焊料的熔点低于所述陶瓷绝缘层111、所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32，将所述正极铜编织线缆31、所述负极铜编织线缆32、所述陶瓷绝缘层111和所述焊料一起加热，加热到所述焊料的熔点温度，使得所述焊料熔融填充在所述陶瓷绝缘层111和所述正极铜编织线缆31以及所述负极铜编织线缆32之间的间隙中，冷却后达到粘贴的效果。

进一步的，通过在所述一级气缸11圆周外壁上喷涂陶瓷粉末，形成所述绝缘陶瓷层，避免所述一级气圆周外壁与所述正极铜编织线缆31和所述负极铜编织线缆32直接接触，防止一级气缸11圆周外壁接入电路影响工作。

本实用新型实施例提供了一种具有高温电流引线的GM制冷机，所述GM制冷机通过将高温电流引线上的正极铜编织线缆31和负极铜编织线缆32通过钎焊焊接固定在一级气缸11的圆周外壁上，并形成螺旋状贴合，通过一级气缸11圆周外壁上的温度梯度对高温电流引线进行冷却，减少高温电流引线的漏热，将正极高温带材41和负极高温带材42分别设置在GM制冷机的两侧，减少热连接铜编线缆的长度，从而减少热连接产生的热量，减少所述GM制冷机一级气缸组件1的升温情况，减少超导磁体的整体漏热，保证所述GM制冷机的使用寿命。

另外，以上对本实用新型实施例所提供的一种具有高温电流引线的GM制冷机2超导磁体系统进行了详细介绍，本文中应采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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述GM制冷机包括一级气缸组件和高温电流引线，所述高温电流引线与所述一级气缸组件配合连接；

所述一级气缸组件包括一级气缸，所述高温电流引线包括铜编织线缆组件，所述铜编织线缆组件呈螺旋状贴合在所述一级气缸外壁上；

所述高温电流引线还包括正极高温带材和负极高温带材，所述正极高温带材设置在所述GM制冷机的一侧，所述负极高温带材设置在所述GM制冷机的另一侧。

2.如权利要求1所述的具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述铜编织线缆组件和所述一级气缸的外壁基于环氧树脂粘贴固定；

或所述铜编织线缆组件焊接固定在所述一级气缸的外壁上。

3.如权利要求2所述的具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述铜编织线缆通过环氧树脂粘胶固定时，所述铜编织线缆上涂覆有绝缘漆，或所述铜编织线缆上涂覆有环氧树脂层。

4.如权利要求2所述的具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述铜编织线缆通过焊接固定时，所述一级气缸的外壁上喷涂有陶瓷粉末，形成陶瓷绝缘层。

5.如权利要求1所述的具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述GM制冷机包括二级气缸组件，所述一级气缸组件还包括一级导热铜块，所述二级气缸组件包括二级气缸和二级导热铜块；

所述一级气缸与所述二级气缸配合连接，所述一级导热铜块设置在所述一级气缸的底部位置，所述二级导热铜块设置在所述二级气缸的底部位置。

6.如权利要求5所述的具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述一级导热铜块与所述正极高温带材的一端热连接，所述二级导热铜块与所述正极高温带材的另一端热连接。

7.如权利要求5所述的具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述一级导热铜块与所述负极高温带材的一端热连接，所述二级导热铜块与所述负极高温带材的另一端热连接。

8.如权利要求1所述的具有高温电流引线的GM制冷机，其特征在于，所述铜编织线缆组件包括正极铜编织线缆和负极铜编织线缆，所述正极铜编织线缆和所述正极高温带材对应连接，所述负极铜编织线缆与所述负极高温带材配合连接。

9.一种超导磁体系统，其特征在于，所述超导磁体系统包括超导线圈，所述超导线圈与权利要求1至8任一所述的GM制冷机配合连接；

所述正极高温带材与所述超导线圈的一端连接，所述负极高温带材与所述超导线圈的另一端连接。

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