CS248839B1

CS248839B1 - Superconductive joint

Info

Publication number: CS248839B1
Application number: CS522385A
Authority: CS
Inventors: Josef Jelinek
Original assignee: Josef Jelinek
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Podstatou spoje je cívka s uzavřeným dnem, na které jsou bifilárně navinuty spojované vodiče, které jsou zastudena spojeny do smyčky, jsou svinuty a zality uvnitř' cívky pájkou s nízkým bodem tavení. Spoj je určen zejména pro spojování jednozilových NbTi supravodičů.The essence of the joint is a coil with a closed the bottom on which they are bifilarly wound the connected wires that are cold looped, they are rolled up and embed inside the coil with a low solder melting point. The joint is designed especially for joining single-pole NbTi superconductors.

Description

Vynález se týká supravodivého spoje určeného ke spojování jednožilových supravodičů.The present invention relates to a superconducting junction for connecting single-core superconductors.

Jak známo, supravodivé vodiče jsou určeny zejména ke stav bé cívek vytvářejících bez ztrát energie silná magnetická pole Supravodič je tvořen obvykle jednou nebo více žilami či vlákny vlastního supravodivého materiálu, například slitinou NbTi a je obklopen stabilizačním pláštěm z Čisté mědi. Supravodivá vinutí jsou často tvořena více než jednou výrobní délkou supra vodiče, takže jednotlivé sekce je nutno vzájemně spojovat. V některých případech stačí, když jsou vzájemně spojeny měděné pláště supravodičů spájením či slisováním v dostatečné délce, podle přenášeného proudu. Přechodový odpor takových spojů jeAs is well known, superconducting conductors are particularly intended for the condition of coils producing strong magnetic fields without energy loss. A superconductor is usually formed by one or more cores or fibers of the superconducting material itself, for example an NbTi alloy, and surrounded by a pure copper stabilizing sheath. Superconducting windings are often made up of more than one production length of the supra conductor, so that the individual sections have to be connected to each other. In some cases, it is sufficient that the copper sheaths of the superconductors are connected to each other by soldering or pressing in sufficient lengths, depending on the current being transmitted. The transient resistance of such connections is

O O řádu 10 £/cm až 10 β/cm. Má-li však uzavřená supravodivá smyčka či cívka pracovat po nabuzení ze zdroje proudu v tzv. perzistentním stavu, t.j. s bezztrátově cirkulujícím proudem a odpojeným zdrojem, úbytek energie vznikající průchodem proudu přechodovým odporem mezi dvěma supravodiči by způsoboval stálý pokles indukce magnetického pole. Aby byl pokles indukce magnetického pole zanedbatelný, například oO of the order of 10? / Cm to 10? / Cm. However, if a closed superconducting loop or coil is to operate after being energized from a current source in a so-called persistent state, i.e. with a lossless circulating current and a disconnected source, the loss of energy resulting from the current passing through the transistor between two superconductors would cause a permanent decrease in magnetic field induction. To make the decrease in magnetic field induction negligible, for example by

/hod, což odpovídá časové konstantě 10 000 let, musí být sumární přechodový odpor spojů v obvodu nejvýše řádu 10”^θ až 10 β podle jeho indukčnosti. K tomu již nestačí spoje uskutečněné přes stabilizační měděný plášť supravodiče, ale musí být přímo, prakticky bezodporově spojena supravodivá jádra. Existuje několik metod vytváření takových spojů, například pájení specielní pájkou za použití ultrazvukového pajedla (nevýhodou je, mimo technologické obtížnosti, nízká dosažitelná kritické magnetické indukce max. 1,8 T). Dále jsou to metody přímého spojování supravodičů působením ultrazvuku, explozivním lisováním, mechanickým sevřením mezi destičky přitlačované šrouby, elektrickým bodovým svářením/ h, which corresponds to a time constant of 10,000 years, the total transient resistance of the connections in the circuit must not exceed 10 ”^ θ to 10 β according to its inductance. For this purpose, the connections made via the stabilizing copper sheath of the superconductor are no longer sufficient, but superconducting cores must be connected directly, practically without resistance. There are several methods of making such joints, for example soldering with special solder using ultrasonic solder (the disadvantage is, besides the technological difficulty, low achievable critical magnetic induction of max. 1.8 T). Furthermore, there are methods of direct connection of superconductors by ultrasound, explosive pressing, mechanical clamping between the plates pressed by screws, electric spot welding

248 83S (bodováním), laserem v ochranné atmosféře, elektronovým paprskem ve vakuu. Jednou z metod, které se velmi dobře osvědčila u jednožilových NbTi supravodičů je axiální lisování.248 83S (scoring), laser in protective atmosphere, electron beam in vacuum. One of the methods that has proven very successful in single-core NbTi superconductors is axial pressing.

Spoj je však mechanicky zranitelný, není provedeno spojení stabilizačních pléštů, bezpodmínečně nutné jako paralelní proudové cesta v případě poruchy spoje. Vlastní spoj mé malou tepelnou kapacitu, a dále je nutno zajistit možnost jeho opakovaného vytváření.However, the connection is mechanically vulnerable, there is no connection of the stabilizing shells, it is absolutely necessary as a parallel current path in case of a connection failure. The joint itself has a low heat capacity, and it is also necessary to ensure the possibility of its repeated formation.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje supravodivý spoj, jehož podstatou je cívka s uzavřeným dnem připevněná k základně zařízení, na níž jsou bifilárně navinuty spojované supravodiče, jejichž konce zbavené stabilizačního pláStě jsou spojeny do smyčky tvářením zastudena, například axiálním lisováním, přičemž stabilizační pláště obou supravodičů jsou rovněž spolu mechanicky a elektricky spojeny a takto vytvořené spoje jsou svinuty a zality uvnitř cívky pájkou s nízkým bodem tavení.These previous disadvantages are overcome by a superconducting joint, which is based on a closed bottom coil fixed to the base of the device on which the coupled superconductors are bifilarly wound, the ends of which are free of the stabilizing sheath connected in a loop by cold forming, for example by axial pressing. they are mechanically and electrically coupled together, and the joints thus formed are rolled and cast inside the coil by a low melting point solder.

Hlavní předností takovéhoto supravodivého spoje je zejména vytvoření vlastního supravodivého spojení dvou navazujících supravodivých žil, mechanická fixace a ochrana spoje, který jako vodič umístěný v silném magnetickém poli a protékaný velkým proudem by mohl kmitat a tím být nepříznivě ovlivněn, dále je podstatně zvýšena tepelná kapacita spoje, takže není citlivý na tepelné fluktuace, které by jinak způsobily přechod do normálního stavu, je možno jednoduše zamočením do pájky připojit vnější přívod elektrického proudu či ochranný odpor, vytvoření spoje je možno opakovat bez zásahu do vlastního vinutí sekcí, bifilarita zásobní délky zamezuje vytváření parazitních gradientů magnetického pole, které by způsobily poruchu v pracovní oblasti, celek je možno umístit mimo vinutí do oblasti s nižším magnetickým polem, takže spoj pracuje v příznivějších podmínkách a je lépe chlazen.The main advantage of such a superconducting connection is especially the creation of own superconducting connection of two connected superconducting cores, mechanical fixation and protection of the connection, which as a wire placed in strong magnetic field and flowing high current could oscillate and thereby be adversely affected. so that it is not sensitive to thermal fluctuations that would otherwise cause a normal state, it is possible to simply connect the external power supply or protective resistor by dipping into the solder, the connection can be repeated without interfering with the winding of the sections. magnetic field gradients that would cause a failure in the working area, the assembly can be placed outside the winding in an area with a lower magnetic field, so that the joint operates in more favorable conditions and is better cooled.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na kterém je v osovém řezu uveden příklad provedení supravodivého spoje.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawing, in which an exemplary embodiment of a superconducting joint is shown in axial section.

Základní částí je cívka 10 s uzavřeným dnem, která je připevněna k základně 2 zařízení (například na čelo kostry solenoidu) šroubem 8. Spojované supravodiče J. a 2 jsou vedenyThe base part is a coil 10 with a closed bottom, which is attached to the base 2 of the device (for example to the front of the solenoid carcass) by screw 8. The superconductors J and 2 to be coupled are guided

-h248 839 v ochranném plášti, například textilní trubičce a navinuty na cíyce JO. Spojované konce supravodičů 2 a 2, jsou provlečeny otvorem či zářezem v horní části dovnitř. Supravodiče 2 a 2 zbavené izolace a měděného stabilizačního pláště jsou spojeny tvářením zastudená, například vícenásobným axiálním stlačováním a vytváří terčíkový spoj J ve smyčce 2· Stabilizační pláště jsou spojeny v délce několika cm ovinutím tenkým vodičem a mohou být propájeny elektricky vodivou pájkou. Takto vytvořené spojení je stočeno uvnitř cívky 10 a zalito pájkou 6 s nízkou teplotou tavení, které takto zaručuje jeho mechanickou fixaci a tepelnou kapacitu. Cívka 10 zalitá pájkou 6 slouží současně jako spojovací element pro vnější elektrický přívod 2· zalitím pájkou 6 se natáčením a přišroubováním cívky 10 vypnou supravodiče 2 ^{a a}^Y nemohlo docházet k jejich pohybu ,v magnetickém poli.-h248 839 in a protective sheath, for example, a textile tube and wound on a bobbin 10. The connected ends of the superconductors 2 and 2 are threaded through an opening or notch in the upper part inwards. Insulated and copper stabilizing sheath superconductors 2 and 2 are cold formed, for example, by multiple axial compression, forming a target joint J in loop 2. The connection thus formed is coiled inside the coil 10 and encapsulated with a low melting point solder 6, which thus guarantees its mechanical fixation and heat capacity. The solder-encapsulated coil 10 simultaneously serves as a connecting element for the external power supply 2 by embedding the solder 6 by turning and screwing the coil 10 off the superconductors 2, ^{and they} could not move in the magnetic field.

Supravodivý spoj je určený zejména pro spojování jednožilových NbTi supravodičů.Superconducting joint is designed especially for connecting single-core NbTi superconductors.

Claims

A superconducting joint for joining single-core superconductors, characterized in that it consists of a closed bottom coil (10) attached to the base (9) of the device on which the coupled superconductors (1 and 2) are bifilarly wound, their ends free of stabilizing sheath. the stabilizing shells of the two superconductors are also mechanically and electrically connected to each other, and the thus formed joints are rolled and cast inside the coil (10) by a low melting point solder (6).