一种用于超导磁体的双回路低温系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110600220A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910832415.8(22)申请日2019.09.04(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山湖路350号(72)发明人雷明准徐坤卯鑫陆坤宋云涛丁曾飞沈俊松尹洲(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人张果果(51)Int.Cl.H01F6/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种用于超导磁体的双回路低温系统(57)摘要本发明公开了一种用于超导磁体的双回路低温系统，制冷机组件与外杜瓦组件通过螺钉连接。氮气输入组件和所述氮气管路组件相互连通，并分别与外杜瓦组件焊接连接。氦气输入组件和氦气管路组件相互连通，并分别与外杜瓦组件焊接连接。冷屏上板与氦容器组件通过焊接连接。同时，冷屏上板与制冷机组件无间隙配合。氮气进气管路组件为螺旋形状或其他弯曲类似形状，并环绕于氦容器组件外侧。液氮输出管路组件整体形状为螺旋形状或其他弯曲类似形状，其材料选用扁管，并且通过钎焊等工艺方式与冷屏中筒和冷屏侧筒连接。该设计可有效提高系统降温效果，降低系统漏热，从而为超导线圈提供可靠的低温环境。CN110600220ACN110600220A权利要求书1/1页1.一种用于超导磁体的双回路低温系统，其特征在于：包括有制冷机组件、氮气输入组件、氦气输入组件、外杜瓦组件和冷屏组件，所述的冷屏组件位于外杜瓦组件内部，所述的制冷机组件安装在外杜瓦组件上，制冷机组件的一级冷头和二级冷头位于冷屏组件内部，在外杜瓦组件的内部还固定安装有氦容器组件，氦容器组件的下端伸入到冷屏组件内部，制冷机组件的一级冷头和二级冷头位于氦容器组件内侧，所述的氦气输入组件的输出端与氦容器组件的上端连通，氦容器组件的下端通过氦气管路组件与超导磁体线圈的终端连接；所述的氮气输入组件通过氮气进气管路组件连接圆柱容器的上端，在圆柱容器内设有冷凝器，在圆柱容器的下端连接有液氮输出管路组件，在圆柱容器的侧面连接有氮气回气管路组件，液氮输出管路组件与氮气回气管路组件连通，所述的圆柱容器、液氮输出管路组件与氮气回气管路组件均位于冷屏组件内部。2.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体的双回路低温系统，其特征在于：所述的冷屏组件包括有冷屏中筒，在冷屏中筒的顶部和底部分别设有冷屏上板和冷屏底板，在冷屏中筒的下部侧面连接有冷屏侧筒，所述的圆柱容器固定在冷屏上板的内壁，所述的氦容器组件包括有上端部分和下端部分，其中上端部分的顶端焊接在外杜瓦组件的顶端内壁上，在所述的制冷机组件的一级冷头的外侧固定安装有梯形换热器，在梯形换热器的外侧设有子法兰，氦容器组件的上端部分的下端和下端部分的顶端分别通过螺钉与子法兰固定连接，在所述的冷屏上板上开有圆形通孔，在圆形通孔处固定安装有母法兰，子法兰与母法兰固定连接。3.根据权利要求2所述的一种用于超导磁体的双回路低温系统，其特征在于：所述的氮气进气管路组件为螺旋形状并环绕于氦容器组件上端的外侧。4.根据权利要求3所述的一种用于超导磁体的双回路低温系统，其特征在于：所述的液氮输出管路组件与圆柱容器的下端面密封焊接，液氮输出管路组件为螺旋形状的扁管，液氮输出管路组件螺旋环绕于冷屏中筒与冷屏侧筒的内壁，并且通过钎焊工艺固定在冷屏中筒与冷屏侧筒的内壁上。5.根据权利要求4所述的一种用于超导磁体的双回路低温系统，其特征在于：所述的冷凝器的外形为圆柱形，在冷凝器上开有一排细槽，细槽的槽深方向为轴向，所述的冷凝器的上端面涂有导热材料。6.根据权利要求5所述的一种用于超导磁体的双回路低温系统，其特征在于：所述的氮气回气管路组件贯穿整个冷屏组件，且与圆柱容器的侧壁密封焊接，其中焊缝位置正对冷凝器的中间细槽处。2CN110600220A说明书1/3页一种用于超导磁体的双回路低温系统技术领域[0001]本发明涉及超导磁体技术领域，尤其涉及一种用于超导磁体的双回路低温系统。背景技术[0002]超导磁体是指低温下用具有高转变温度和临界磁场特别高的第二类超导体制成线圈的一种电磁体。它的主要特点是没有导线电阻产生的电损耗，也没有因铁芯存在而产生的磁损耗，具有很强的实用价值。[0003]目前，超导磁体已成为科学研究的重要工具，它在托克马克、等离子体物理、生物物理、低温物理、磁学、医学、交通、工业等很多科学探索研究中得到越来越广泛的应用，同时我国对超导磁体的需求也日益增长。然而，超台超导磁体在冷却过程中需数百升液氦，由于远端距离过大因素，和冷屏侧筒和中筒存在多处连接的因素，会导致冷屏远端降温效果不良的现象，运行费用一般比较高。因此，为有效地减少超导磁体在冷却过程中的液氦消耗，有