專利名稱：半膠粘二分沖片四極電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及帶電粒子傳輸使用的電磁鐵，主要涉及一種用于帶電粒子束流 聚焦的二分沖片四極電磁鐵。
技術(shù)背景-
四極電磁鐵是國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目所需要的，主要用于加速器系統(tǒng)的各條束線上，進(jìn) 行束流聚焦，其每臺(tái)電磁鐵電源單獨(dú)供電。對(duì)磁鐵四個(gè)磁極分布的對(duì)稱性、四極上的線 圈一致性要求較高，最終目的是取得高質(zhì)量的磁場(chǎng)分布。在此之前，國(guó)內(nèi)同類型電磁鐵 大都采用實(shí)芯鐵制作，無法滿足交變磁場(chǎng)下的工作要求，研制一種半膠粘合、沖片疊壓 的四極電磁鐵意義重大。此外，減輕重量降低成本、減小外形尺寸便于安裝也是需要解 決的問題。
發(fā)明內(nèi)容-
本實(shí)用新型的目的在于在現(xiàn)有技^^礎(chǔ)上，li雕啲一種半膠粘二分沖片四極電磁鐵，磁 場(chǎng)質(zhì)量高，磁鐵穩(wěn)定性好，工作效率高。
本實(shí)用新型的目的可以通過采用以下技術(shù)方^fe實(shí)恥 一種半膠粘二分沖片四極電磁鐵，
包括有鐵芯押片(2),鐵芯神片(2) ffl3l膠合構(gòu)戯占結(jié)端板(3)，兩端各一件粘結(jié)端板(3) 中間夾散鐵芯神片(2)構(gòu)成磁鐵鐵芯(1)，其特征在于戶艦的鐵芯(1)由上鐵芯(1-1) 和下鐵芯(1-2)組成，上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)分別ffiil側(cè)面的第一壓板(4)、兩端 的第二壓板(5)和雙頭螺桿(6)固定連接構(gòu)成上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)，上磁鐵 組(7-1)和下磁鐵組(7-2)相對(duì)設(shè)置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(7-1)上設(shè)有第一極線圈 (8-1)和第二極線圈(8-2)，下磁鐵組(7-2)上設(shè)有第三極線圈(8-3)和第四極線圈(84)， 各極線圈的引線分別用線圈壓塊(9)固定在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側(cè)面，下 磁鐵組(7-2)安裝在/M (10)上。
為使電磁鐵在消耗同等原材料的基礎(chǔ)上，，取得高質(zhì)量的磁場(chǎng)分布，充分利用沖壓模具對(duì) 沖片沖制的良別呆證性，在鐵芯沖片(2)設(shè)計(jì)時(shí)，Mil精確計(jì)算，對(duì)OT極頭部位^4行
優(yōu)化，精確調(diào)整 分布。讓鐵芯沖片(2)磁極頭部位的弧形兩邊得到更多一些鐵量，使磁 場(chǎng)在這里的分布得到墊補(bǔ)，最終得到了令人滿意地高質(zhì)量磁場(chǎng)分布。
所述的上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)兩側(cè)設(shè)有第三壓板(11)，并通過拉桿(12) 固定連接。
所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4) 均由內(nèi)線圈和外線圈兩部分組成，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈 (8-3)和第四極線圈(8-4)與上磁鐵組(7-1)或下磁鐵組(7-2)接觸之間設(shè)有第一 膠皮墊片(13)，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極 線圈(8-4)分別用線圈支撐板(14)固定在相應(yīng)的磁極頭上，每極的內(nèi)線圈和外線圈之 間設(shè)有第二膠皮墊片(15)。
所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4) 的內(nèi)、外線圈的導(dǎo)線是外部為方形的銅線，其中心設(shè)有水孔，外部設(shè)有絕緣層，在第一 極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)的內(nèi)、外 線圈引線兩端頭設(shè)有水管接頭(16)，在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側(cè)面用水 管壓環(huán)(17)固定有進(jìn)水管(18)和回水管(19)，在進(jìn)水管(18)的上端設(shè)置壓力表(20)。
所述的設(shè)有水管接頭(16)的各線圈引線上設(shè)有電連接板(21)，各電連接板(21) 相聯(lián)接，使得各極上的所有內(nèi)、外線圈呈串聯(lián)方式連接，并保證兩兩相對(duì)磁極極性相同、 相鄰磁極極性相反。
所述的內(nèi)、外線圈外部的絕緣層分別有設(shè)置在導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的匝間絕緣(22)和 線圈與磁鐵鐵芯之間對(duì)地絕緣(23)構(gòu)成，匝間絕緣(22)和對(duì)地絕緣(23)外部還設(shè) 有環(huán)氧澆注層(24)。
所述的內(nèi)、外線圈為馬鞍形。上磁鐵組(7-1)上設(shè)有吊環(huán)(25)。鐵芯沖片(2) 的磁極頭(2-1)的外部線(A)在拐角處外側(cè)設(shè)為凹形。
本實(shí)用新型的有益效果是所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，每臺(tái)電磁鐵電源單獨(dú) 供電，磁鐵四個(gè)磁極分布的對(duì)稱性、四極上的線圈一致性較高。采用上下兩分片八邊形 結(jié)構(gòu)，其極頭內(nèi)切圓直徑170mm，四極磁鐵的工作方式是脈沖的，磁場(chǎng)的上升和下降時(shí) 間是3秒，累積時(shí)間為10秒，平頂時(shí)間是5秒，所以周期是21秒，但要考慮直流運(yùn)行 30分鐘。磁場(chǎng)質(zhì)量高，磁鐵穩(wěn)定性好，工作效率高。


圖1為本實(shí)用新型主視示意圖2為本實(shí)用新型俯視示意圖3為本實(shí)用新型左視剖視示意圖4為本實(shí)用新型線圈的剖面示意圖5為本實(shí)用新型線圈導(dǎo)線的局部放大剖面示意圖6為本實(shí)用新型鐵芯沖片(2)結(jié)構(gòu)示意圖7為本實(shí)用新型鐵芯沖片(2)的局部放大示意圖。
圖8為本實(shí)用粘結(jié)端板(3)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本實(shí)用新型上磁鐵組(7-1)的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述
實(shí)施例l，見圖l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8，所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，包 括有鐵芯沖片2，鐵芯沖片2通過膠合構(gòu)成粘結(jié)端板3，兩端各一件粘結(jié)端板3中間夾散 鐵芯沖片2構(gòu)成磁鐵鐵芯1，其特點(diǎn)在于所述的鐵芯1由上鐵芯1-1和下鐵芯1-2組 成，上鐵芯1-1和下鐵芯1-2分別通過側(cè)面的第一壓板4、兩端的第二壓板5和雙頭螺 桿6固定連接構(gòu)成上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2，上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2相對(duì)設(shè) 置形成四極電磁鐵，上磁鐵組7-1上設(shè)有第一極線圈8-1和第二極線圈8-2，下磁鐵組 7-2上設(shè)有第三極線圈8-3和第四極線圈8-4，各極線圈的引線分別用線圈壓塊9固定在 上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2的側(cè)面，下磁鐵組7-2安裝在底座10上。
所述的上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2兩側(cè)設(shè)有第三壓板11，并通過拉桿12固定連 接。所述的第一極線圈8-1、第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極線圈8-4均由內(nèi) 線圈和外線圈兩部分組成，第一極線圈8-l、第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極 線圈8-4與上磁鐵組7-1或下磁鐵組7-2接觸之間設(shè)有第一膠皮墊片13，第一極線圈8-1 、 第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極線圈8-4分別用線圈支撐板14固定在相應(yīng)的 磁極頭上，每極的內(nèi)線圈和外線圈之間設(shè)有第二膠皮墊片15。所述的第一極線圈8-1、 第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極線圈8-4的內(nèi)、外線圈的導(dǎo)線是外部為方形 的銅線，其中心設(shè)有水孔，外部設(shè)有絕緣層，在第一極線圈8-l、第二極線圈8-2、第三 極線圈8-3和第四極線圈8-4的內(nèi)、外線圈引線兩端頭設(shè)有水管接頭16，在上磁鐵組7-1 和下磁鐵組7-2的側(cè)面用水管壓環(huán)17固定有進(jìn)水管18和回水管19,在進(jìn)水管18的上 端設(shè)置壓力表20。所述設(shè)有水管接頭16的各線圈引線上設(shè)有電連接板21，各電連接板 21相聯(lián)接，使得各極上的所有內(nèi)、外線圈呈串聯(lián)方式連接，并保證兩兩相對(duì)磁極極性相
同、相鄰磁極極性相反。
所述的內(nèi)、外線圈外部的絕緣層分別有設(shè)置在導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的匝間絕緣22和線圈 與磁鐵鐵芯之間對(duì)地絕緣23構(gòu)成，匝間絕緣22和對(duì)地絕緣23外部還設(shè)有環(huán)氧澆注層 24。所述的內(nèi)、外線圈為馬鞍形。所述的上磁鐵組7-l上設(shè)有吊環(huán)25。鐵芯沖片2的磁 極頭2-1的外部線A在拐角處外側(cè)設(shè)為凹形。
該磁鐵鐵芯為上下7訴爾、對(duì)開式，每上或下半鐵芯兩端110 *長(zhǎng)度用高溫固化的環(huán)氧 胸t^鋼沖片固化為一體，謝門稱它為粘接端板，然后用左右兩個(gè)粘接端板、中間填充散沖 片至規(guī)定的長(zhǎng)度和重量、在焊接模具上加壓的情況下利用周邊的鋼板焊為一體、成為一個(gè)半 鐵芯，兩個(gè)半鐵芯扣合成一臺(tái)磁^^需 ;線圈為馬鞍形的，^磁 ±有內(nèi)外兩副線圈。
沖片尺寸長(zhǎng)908毫米、寬456毫米、厚0.5毫米，形位誤差均好于士0.02毫米，最大毛 刺小于0.03毫米，這是制造高精度沖片磁鐵的基本斜牛；研制了數(shù)套工裝夾具^f呆證半鐵芯 的迭壓尺寸精度；迭壓力的控制是利用定扭矩力距板手；鐵芯X^爾焊接后利用風(fēng)im擊消除 局部焊接應(yīng)力、整體焊接后利用超聲波振動(dòng)儀消除整體焯接應(yīng)力。
半鐵芯兩極頭辦爾性的保證是 沖片的精度，上下四個(gè)極頭的対稱性是依靠裝配保證 的，設(shè)計(jì)了專用檢具。措施有鐵芯迭壓中對(duì)沖片分組秤重，嚴(yán)t&e制每臺(tái)磁鐵的鐵重量； 利用在磁鐵極頭兩端的削斜量控制磁鐵的有效長(zhǎng)度和磁鐵端 場(chǎng)；線圈^3M繞線模具精 確繞制后，用真空澆注模具將線圈固化為一體。
權(quán)利要求1.一種半膠粘二分沖片四極電磁鐵，包括有鐵芯沖片(2)，鐵芯沖片(2)通過膠合構(gòu)成粘結(jié)端板(3)，兩端各一件粘結(jié)端板(3)中間夾散鐵芯沖片(2)構(gòu)成磁鐵鐵芯(1)，其特征在于所述的鐵芯(1)由上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)組成，上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)分別通過側(cè)面的第一壓板(4)、兩端的第二壓板(5)和雙頭螺桿(6)固定連接構(gòu)成上磁鐵組(71)和下磁鐵組(7-2)，上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)相對(duì)設(shè)置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(7-1)上設(shè)有第一極線圈(8-1)和第二極線圈(8-2)，下磁鐵組(7-2)上設(shè)有第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)，各極線圈的引線分別用線圈壓塊(9)固定在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側(cè)面，下磁鐵組(7-2)安裝在底座(10)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于:所述的上磁鐵組(7-l) 和下磁鐵組(7-2)兩側(cè)設(shè)有第三壓板(11)，并通過拉桿(12)固定連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)均由內(nèi)線圈 和外線圈兩部分組成，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3) 和第四極線圈(8-4)與上磁鐵組(7-1)或下磁鐵組(7-2)接觸之間設(shè)有第一膠皮 墊片(13)，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極 線圈(8-4)分別用線圈支撐板(14)固定在相應(yīng)的磁極頭上，每極的內(nèi)線圈和外線 圈之間設(shè)有第二膠皮墊片(15)。
4. 如權(quán)利要求3所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)的內(nèi)、外線 圈的導(dǎo)線是外部為方形的銅線，其中心設(shè)有水孔，外部設(shè)有絕緣層，在第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)的內(nèi)、外線 圈引線兩端頭設(shè)有水管接頭(16)，在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側(cè)面用 水管壓環(huán)(17)固定有進(jìn)水管(18)和回水管(19)，在進(jìn)水管(18)的上端設(shè)置壓 力表(20)。
5. 如權(quán)利要求4所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述設(shè)有水管接頭(16)的各線圈引線上設(shè)有電連接板(21)，各電連接板(21)相聯(lián)接，使得各極上 的所有內(nèi)、外線圈呈串聯(lián)方式連接，并保證兩兩相對(duì)磁極極性相同、相鄰磁極極性 相反。
6. 如權(quán)利要求4所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的內(nèi)、外線圈 外部的絕緣層分別有設(shè)置在導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的匝間絕緣(22)和線圈與磁鐵鐵芯之 間對(duì)地絕緣(23)構(gòu)成，匝間絕緣(22)和對(duì)地絕緣(23)外部還設(shè)有環(huán)氧澆注層(24)。
7. 如權(quán)利要求6所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的內(nèi)、外線圈 為馬鞍形。
8. 如權(quán)利要求1所述的半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于在所述的上磁鐵組(7-1)上設(shè)有吊環(huán)(25)。
9. 如權(quán)利要求1所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的鐵芯沖片(2) 的磁極頭(2-1)的外部線(A)在拐角處外側(cè)設(shè)為凹形。
專利摘要本實(shí)用新型主要涉及帶電粒子傳輸使用的電磁鐵，主要涉及一種用于帶電粒子束流聚焦的一種半膠粘二分沖片四極電磁鐵，其鐵芯沖片(2)通過膠合構(gòu)成粘結(jié)端板(3)，兩端各一件粘結(jié)端板(3)中間夾散鐵芯沖片(2)構(gòu)成磁鐵鐵芯(1)，鐵芯(1)由上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)組成，上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)相對(duì)設(shè)置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(7-1)上設(shè)有第一極線圈(8-1)和第二極線圈(8-2)，下磁鐵組(7-2)上設(shè)有第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)，各極線圈的引線分別用線圈壓塊(9)固定在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側(cè)面，下磁鐵組(7-2)安裝在底座(10)上。其磁場(chǎng)質(zhì)量高，磁鐵穩(wěn)定性好，工作效率高。
文檔編號(hào)H01F7/06GK201191550SQ200820028900
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日
發(fā)明者源 何, 孫國(guó)平, 斌 張, 張小奇, 徐大宇, 李壽陸, 豐 王, 王文進(jìn), 平 袁, 謝春安, 雷海亮, 馬力禎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所