CN219534293U - 多层多匝螺旋线圈放线机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多层多匝螺旋线圈放线机构，包括支撑门架系统和线圈起降组件，支撑门架系统立于地面上，线圈起降组件安装于支撑门架系统；线圈起降组件包括内外两层放线装置，每个放线装置包括驱动装置一和托盘结构，托盘结构与驱动装置一的输出端连接；托盘结构包括驱动装置二和伸缩托盘，伸缩托盘的伸缩长度大于等于线圈的宽度；驱动装置一驱动托盘结构升降，驱动装置二驱动伸缩托盘伸入线圈底部将线圈托住；内层的伸缩托盘从线圈中心孔伸入线圈底部，外层的伸缩托盘从线圈外侧伸入线圈底部。本实用新型结构简单、设计巧妙，结合线圈的结构，设置内外两层、多组放线装置，具有较大支撑力的同时，还能实现自动放线。

Description

多层多匝螺旋线圈放线机构

技术领域

本实用新型涉及核聚变技术领域，更具体地，涉及一种多层多匝螺旋线圈放线机构。

背景技术

核聚变能凭借资源无限、清洁环保、不产生高放射性核废料等优点，成为人类未来的理想新能源。国际热核聚变实验堆ITER计划是当今世界最大的多边国际科技合作项目之一，其目的是通过建造反应堆级核聚变装置，验证和平利用核聚变发电的科学和工程技术可行性，是实现未来商业用聚变能的关键一步。核聚变装置超导磁体的线圈是超重要的大型部件，其中有一种线圈为多层多匝的螺旋线圈，重量高达15吨以上，甚至达到几百吨。现有技术常采用人工的方式对线圈进行绝缘带包绕。可想而知，重达15吨的线圈，体积大、重量高，人工包绕的方式无法控制质量，且所需要的操作空间大，因此空间也受限。核聚变装置整体体积大，设备多，在检修时，往往耗时耗力，线圈作为核聚变装置的重要部件，出现质量问题，将会影响整个装置的运转。

专利号为202120529699.6，专利名称为一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备，本实用新型涉及超导模型线圈的加工技术领域，特别涉及一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备，包括支撑门架、上部支撑平台、下部落模平台、线圈吊装平行机构、内伸缩平台机构、外伸缩平台机构、线圈拉开旋转机架、线圈支撑内靠模、线圈支撑外靠模、下平台辅助支撑机构、上平台辅助支撑机构和电动升降机；本实用新型可直接完成CFETR中心螺管模型线圈(CSMC)中经热处理后的Nb3 Sn内外线圈绕组导体逐层拉开落模，弥补了国内大尺寸、特殊成型结构的超导磁体线圈无法实施拉开包绝缘后重新入模的实施思路，且该设备可以完成保证落模后的磁体线圈满足特殊的尺寸精度及不会导致导体的截面变形，设备使用方便，并适合类似结构磁体线圈的工况使用。

该设备结构复杂，将笨重的线圈吊起后，在放线时，程序复杂，使用非常不方便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题针对大型线圈体积大、重量超重，包绕时不便放线的不足，提供一种多层多匝螺旋线圈放线机构。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种多层多匝螺旋线圈放线机构，包括支撑门架系统和线圈起降组件，支撑门架系统立于地面上，线圈起降组件安装于支撑门架系统；线圈起降组件包括内外两层放线装置，每个放线装置包括驱动装置一和托盘结构，托盘结构与驱动装置一的输出端连接；托盘结构包括驱动装置二和伸缩托盘，伸缩托盘的伸缩长度大于等于线圈的宽度；驱动装置一驱动托盘结构升降，驱动装置二驱动伸缩托盘伸入线圈底部将线圈托住；内层的伸缩托盘从线圈中心孔伸入线圈底部，外层的伸缩托盘从线圈外侧伸入线圈底部。

进一步地，线圈起降组件包括内外两层放线装置，每层包括有至少2个放线装置，同一层的放线装置纬度一致，内层和外层的放线装置在径向方向上位置一致，径向方向的两个伸缩托盘相对设置。

进一步地，相邻的两个托盘结构之间连接有拉杆一，拉杆一为刚性部件。

所述拉杆一为刚性部件，拉杆一将内侧的四个托盘结构连接成一个整体，将外侧的四个托盘结构连接成一个整体，使结构更加稳定。

进一步地，驱动装置一包括依次传动连接的电机一，减速机一、丝杆一，托盘结构与丝杆一螺纹连接。

电机一启动，减速机一的输出端固定有丝杆一，丝杆一的旋转运动转化为托盘结构的直线运动，实现托盘结构的升降。

进一步地，驱动装置二包括依次传动连接的电机二、减速机二、齿轮和齿条，齿条设置于伸缩托盘。

更进一步地，支撑门架系统包括顶面平台和用于支撑顶面平台的立柱，立柱立于地面上，线圈起降组件安装于顶面平台。

进一步地，所述立柱的数量为四根，立柱与地面接触的一端使用膨胀螺丝固定于底面，另一端支撑有顶面平台；四根立柱围成的四个面中，其中两个相对的面固定有剪刀叉加强筋，另两个相对的面固定有斜撑。

更进一步地，丝杆一穿过顶面平台，并与顶面平台连接，电机一和减速机一位于顶面平台上；托盘结构位于顶面平台下。

更进一步地，放线装置还包括导向杆，导向杆穿过顶面平台、并通过连接部件与丝杆一螺纹连接，丝杆一的转动同步带动导向杆和托盘结构上下移动。

更进一步地，托盘结构还包括壳体，驱动装置二安装于壳体，导向杆与壳体固定，丝杆一与壳体螺纹连接。

更进一步地，托盘结构通过螺母套与丝杆一螺纹连接；螺母套一端与托盘结构固定，另一端与丝杆一螺纹连接；所述螺母套为中空为螺母套的上下移动提供空间，螺母套的行程即为螺母套的长度。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，包括支撑门架系统和线圈起降组件，线圈起降组件安装于支撑门架系统，线圈起降组件包括内外两层放线装置，两层放线装置的伸缩托盘，第一层伸缩托盘托住第一层线圈，放线后，第二层伸缩托盘托住托住第二层线圈，随着线圈的逐渐下放，驱动装置一驱动托盘结构上升，外层伸缩托盘逐渐伸出，内层伸缩托盘逐渐收缩，两层放线装置共同完成线圈的支撑和放线。本实用新型结构简单、设计巧妙，结合线圈的结构，设置内外两层、多组放线装置，具有较大支撑力的同时，还能实现自动放线。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕系统。

图2是支撑门架系统结构图。

图3是线圈起降组件和焊接平台安装结构图。

图4是线圈起降组件结构图。

图5是外层伸缩托盘、内层伸缩托盘、线圈位置图。

多层多匝螺旋线圈放线机构100，包带组件200。

支撑门架系统1，顶面平台11，脚踏平台11a，焊接平台11b，焊接平台安装处11b1，立柱12，剪刀叉加强筋13，斜撑14。

放线装置2，驱动装置一21，电机一21a，减速机一21b、丝杆一21c；托盘结构22，驱动装置二22a，伸缩托盘22b，外层的伸缩托盘22b1，内层的伸缩托盘22b2，壳体22c；导向杆23，螺母套24。

第一层线圈3，第一层放下来的线圈4，第二层线圈5，拉杆一6。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本实施例所述的多层多匝螺旋线圈放线机构应用于核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕系统（简称包绕系统），如图1所示，多层多匝螺旋线圈放线机构100负责支撑线圈和放线，由包绕系统中的包带组件200对螺旋线圈进行绝缘包绕。该线圈重达15吨，甚至几百吨，因此在自动包绕时，线圈的支撑和如何放线是非常难以解决的技术问题。本实施例正是针对以上技术问题设计了一种结构简单、使用方便的放线机构，下面结合附图，具体分析如下：

一种多层多匝螺旋线圈放线机构，如图2和图3所示，包括支撑门架系统1和线圈起降组件，支撑门架系统1立于地面上，线圈起降组件安装于支撑门架系统1；如图2所示，支撑门架系统包括顶面平台11和用于支撑顶面11平台的立柱12，立柱12立于地面上，线圈起降组件安装于顶面平台11。顶面平台11包括脚踏平台11a和焊接平台11b，具体的，线圈起降组件安装于焊接平台11b；焊接平台11b与脚踏平台11a固定连接。

线圈起降组件包括内外两层放线装置2，每个放线装置包括驱动装置一21和托盘结构22，托盘结构22与驱动装置一21的输出端连接；托盘结构22包括驱动装置二22a和伸缩托盘22b，伸缩托盘22b的伸缩长度大于等于线圈的宽度；驱动装置一21驱动托盘结构22升降，驱动装置二22a驱动伸缩托盘22b伸入线圈底部将线圈托住；内层的伸缩托盘22b2从线圈中心孔伸入线圈底部，外层的伸缩托盘22b1从线圈外侧伸入线圈底部。

如图3所示，线圈起降组件包括内外两层放线装置2，每层包括有四组八个放线装置，同一层的放线装置2纬度一致，内层和外层的放线装置2在径向方向上位置一致，径向方向的两个伸缩托盘22b相对设置。

如图3所示，每一个放线装置2都包括有一个驱动装置一21和托盘结构22，每个托盘结构22又包括有一个驱动装置二22a和伸缩托盘22b，即每个放线装置2包括有一个伸缩托盘22b。内层4个伸缩托盘22b2和外层4个伸缩托盘22b1一起托于线圈的底部。

如图5所示，放线时，位于内层伸缩托盘22b2向线圈内侧方向收缩一个线宽，第一层线圈3的最外侧一匝线圈分离，如,5所示为第一层放下来的线圈4，此时位于外层伸缩托盘22b1向线圈内侧方向伸出一个线宽，外层伸缩托盘22b1支撑的是第二层线圈5。内层伸缩托盘22b2托住第一层线圈3并一匝一匝放线，外层伸缩托盘22b1托住第二层线圈5并一匝一匝将上一层线圈托住。

相邻的两个托盘结构22之间连接有拉杆一6，拉杆一6为刚性部件，将外层的放线装置2连接成一个整体，将内层的放线装置2连接成一个整体。

如图4所示，驱动装置一21包括依次传动连接的电机一21a，减速机一21b、丝杆一21c，托盘结构22与丝杆一21c螺纹连接。

驱动装置二22a包括依次传动连接的电机二、减速机二、齿轮和齿条，齿条设置于伸缩托盘22b。

所述立柱12的数量为四根，立柱12与地面接触的一端使用膨胀螺丝固定于底面，另一端支撑有顶面平台11；四根立柱12围成的四个面中，其中两个相对的面固定有剪刀叉加强筋13，另两个相对的面固定有斜撑14。

如图3所示，丝杆一21c穿过顶面平台11，并与顶面平台11连接，电机一21a和减速机一21b位于顶面平台11上；托盘结构22位于顶面平台11下。

如图3所示，放线装置2还包括导向杆23，导向杆23穿过顶面平台11、并通过连接部件与丝杆一21c螺纹连接，丝杆一21c的转动同步带动导向杆23和托盘结构22上下移动。

如图4所示，托盘结构22还包括壳体22c，驱动装置二22a安装于壳体22c，导向杆23与壳体22c固定，丝杆一21c与壳体22c螺纹连接。

托盘结构22通过螺母套24与丝杆一21c螺纹连接；螺母套24一端与托盘结构22固定，另一端与丝杆一21c螺纹连接；所述螺母套24为中空为螺母套24的上下移动提供空间，螺母套24的行程即为螺母套24的长度。

使用时，线圈起降组件悬架于支撑门架系统，电机一启动动力传动至丝杆一驱动螺母套直线下降；内侧的驱动装置二驱动伸缩托盘伸出将线圈底部完全托住，外层伸缩托盘位于线圈的外侧，伸缩托盘不伸出；内层伸缩托盘向线圈内侧方向收缩一个线宽，与此同时，外层伸缩托盘伸出一个线宽，托住第二层线圈。内层伸缩托盘一匝一匝放线，外层伸缩托盘一匝一匝将上一层线圈托住。在放第二层线圈时，外层伸缩托盘和内层伸缩托盘的动作则反过来，外层伸缩托盘逐步一匝一匝收缩，内层伸缩托盘一匝一匝伸出。在放第三层线圈时，内外伸缩托盘又重复第一层的动作，直至放线完成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的包含范围之内。

Claims (10)

1.一种多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，包括支撑门架系统和线圈起降组件，支撑门架系统立于地面上，线圈起降组件安装于支撑门架系统；线圈起降组件包括内外两层放线装置，每个放线装置包括驱动装置一和托盘结构，托盘结构与驱动装置一的输出端连接；托盘结构包括驱动装置二和伸缩托盘，伸缩托盘的伸缩长度大于等于线圈的宽度；驱动装置一驱动托盘结构升降，驱动装置二驱动伸缩托盘伸入线圈底部将线圈托住；内层的伸缩托盘从线圈中心孔伸入线圈底部，外层的伸缩托盘从线圈外侧伸入线圈底部。

2.根据权利要求1所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，线圈起降组件包括内外两层放线装置，每层包括有至少2个放线装置；同一层的放线装置纬度一致，内层和外层的放线装置在径向方向上位置一致，径向方向的两个伸缩托盘相对设置。

3.根据权利要求2所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，相邻的两个托盘结构之间连接有拉杆一，拉杆一为刚性部件。

4.根据权利要求1所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，驱动装置一包括依次传动连接的电机一，减速机一、丝杆一，托盘结构与丝杆一螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，驱动装置二包括依次传动连接的电机二、减速机二、齿轮和齿条，齿条设置于伸缩托盘。

6.根据权利要求4所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，支撑门架系统包括顶面平台和用于支撑顶面平台的立柱，立柱立于地面上，线圈起降组件安装于顶面平台。

7.根据权利要求6所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，丝杆一穿过顶面平台，并与顶面平台连接，电机一和减速机一位于顶面平台上；托盘结构位于顶面平台下。

8.根据权利要求7所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，放线装置还包括导向杆，导向杆穿过顶面平台、并通过连接部件与丝杆一螺纹连接，丝杆一的转动同步带动导向杆和托盘结构上下移动。

9.根据权利要求8所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，托盘结构还包括壳体，伸缩托盘和驱动装置二安装于壳体，驱动装置二驱动伸缩托盘从壳体中伸出；导向杆与壳体固定，丝杆一与壳体螺纹连接。

10.根据权利要求9所述的多层多匝螺旋线圈放线机构，其特征在于，托盘结构通过螺母套与丝杆一螺纹连接；螺母套一端与托盘结构固定，另一端与丝杆一螺纹连接；所述螺母套为中空为螺母套的上下移动提供空间，螺母套的行程即为螺母套的长度。