專利名稱：超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置及其繞制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種利用低溫環(huán)氧的刷涂固化工藝制備超導(dǎo)螺線管線圈技術(shù)領(lǐng) 域，尤其是涉及超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置及其繞制方法。
背景技術(shù)：
螺線管線圈是最為常見和普遍的線圈結(jié)構(gòu)形式，無論是常規(guī)導(dǎo)體的線圈還是超 導(dǎo)體的線圈都常常采用這樣的結(jié)構(gòu)，用以產(chǎn)生所需要的磁場。但是由于超導(dǎo)涉及到低溫制 冷和電磁力的影響，為保證超導(dǎo)線圈在運行過程中的穩(wěn)定性，不失超；超導(dǎo)線圈的制造過程 有著比常規(guī)線圈更為苛刻和嚴(yán)格的要求。通常的超導(dǎo)線圈制造包括以下幾個過程；
a.按照設(shè)計參數(shù)制造線圈骨架；
b.按照設(shè)計匝數(shù)，線圈結(jié)構(gòu)，絕緣規(guī)范將超導(dǎo)線繞制在線圈骨架上；
c.對繞制完成的線圈整形和預(yù)抽真空；
d.真空環(huán)氧澆注并固化成形
采用現(xiàn)有技術(shù)制造超導(dǎo)線圈，其存在不利的方面是生產(chǎn)的周期長，需要設(shè)計制造專業(yè) 的澆注模具來保證線圈外形，同時環(huán)氧澆注所需的真空設(shè)備也需要配備完全，整體的造價 較高，不利于單件生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝 置及其繞制方法，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置 及其繞制方法，其超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置包括超導(dǎo)線放線裝置、超導(dǎo)螺線管和立式繞 線機，其特征是還包括有拉緊裝置，拉緊裝置包括有底座，支撐桿固定安裝在底座上，支撐 桿頂端固定安裝有頂板，調(diào)節(jié)絲杠上端與頂板相連，調(diào)節(jié)絲杠下端安裝在底座上，調(diào)節(jié)絲杠 上設(shè)置有超導(dǎo)線壓緊塊，超導(dǎo)線盤線上的超導(dǎo)線通過調(diào)節(jié)絲杠上的超導(dǎo)線壓緊塊與安裝在 立式繞線機上的超導(dǎo)螺線管相連。所述的拉緊裝置與立式繞線機之間設(shè)有環(huán)氧樹脂刷涂裝置。所述的超導(dǎo)線放線裝 置包括放線架，轉(zhuǎn)軸通過螺母、定位套和軸承安裝在放線架上，軸承為兩個，兩個軸承之間 設(shè)有隔套，轉(zhuǎn)軸上端設(shè)有用于安裝超導(dǎo)線盤線的連接座。所述的拉緊裝置設(shè)置在超導(dǎo)線放線裝置與立式繞線機之間，立式繞線機上的超 導(dǎo)螺線管通過其一端的連接法蘭與立式繞線機上的轉(zhuǎn)臺相連，超導(dǎo)螺線管的中部為螺線管 骨架，螺桿一端與立式繞線機上的轉(zhuǎn)臺相連，螺桿另一端通過超導(dǎo)螺線管的中部伸出超導(dǎo) 螺線管上端的壓蓋，并與壓蓋固定相連。所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制方法，其特征在于包括如下步驟
第一步制作超導(dǎo)螺線管骨架，首先用不銹鋼制作超導(dǎo)螺線管的骨架，螺線管骨架采用不銹鋼薄壁筒精車，并且留有0. 5mm的厚度余量；精車后按照線圈計算長度焊接線圈不銹 鋼擋環(huán)；焊后清理焊角，并精車骨架到設(shè)計尺寸；進行絕緣包扎，絕緣包扎時后一層絕緣層 壓一半在前一層絕緣上，超導(dǎo)螺線管的骨架上包一層或兩層0. 05mm厚的聚酰亞胺薄膜， 此作為線圈對于骨架的對地絕緣層；
第二步將制作好的超導(dǎo)螺線管骨架固定安裝在立式繞線機上，超導(dǎo)線盤線固定在超 導(dǎo)線放線裝置上，超導(dǎo)線通過拉緊裝置在超導(dǎo)螺線管骨架上繞制；
第三步繞制結(jié)束后，對線圈局部滲出環(huán)氧進行清潔擦拭處理；最后，在溫度120士2°C 固化30士 1分鐘成型。所述的第二步驟中的繞制過程中的固化采用4. I低溫下專用的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧 樹脂型號為^50FT，同時根據(jù)現(xiàn)場的溫度，濕度，繞制時間按照每一百份環(huán)氧樹脂內(nèi)含有重 量百分比為7 9%的固化劑，5 8%的稀釋劑；稀釋劑主要是防止在繞制過程中線圈固 化，選用690型苯基縮水甘油醚C9HltlO2,固化劑是將環(huán)氧按照一定時間和溫度將線圈和環(huán) 氧成型的；繞制時，為防止涂刷工具損傷超導(dǎo)線，采用軟刷掛膠將環(huán)氧均勻的涂刷到正在繞 的超導(dǎo)線上。所述的固化劑采用常溫固化劑，型號為CATALYST 27_1，選用固化劑的固化溫度為 120士2°C，固化時間30士 1分鐘。固化時，為了防止環(huán)氧樹脂有滲出在即將繞制的下一層上，采用少量乙醇用脫脂 棉輕輕擦拭。所述的不銹鋼為304不銹鋼。本發(fā)明的有益效果是所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置及其繞制方法，采用本 項發(fā)明提到的制造方法，已成功地繞制出磁場強度3T的勻場螺線管磁體，在液氦溫區(qū)進行 了低溫沖擊和加電后的磁場測試，測試過程中沒有發(fā)現(xiàn)失超現(xiàn)象，該磁體達(dá)到了預(yù)先的設(shè) 計要求，制造方法可靠。其采用的工藝方法合理，實現(xiàn)了超導(dǎo)螺線管的制造，降低了制造成 本和，提高生產(chǎn)效率，是現(xiàn)有生產(chǎn)方式的一種補充方式，尤其對于特殊形狀的線圈有著良好 的實際操作性。


圖1為本發(fā)明超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明圖1中的拉緊裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明圖2的右視結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明圖1中的超導(dǎo)線放線裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明圖1中的超導(dǎo)螺線管3與立式繞線機4連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示1、超導(dǎo)線放線裝置；1-1、放線架；1-2、連接座；1-3、轉(zhuǎn)軸；1_4、隔套； 1-5、軸承；1-6、定位套；1-7、螺母；2、拉緊裝置；2-1、底座；2_2、支撐桿；2_3、頂板；2_4、調(diào) 節(jié)絲杠；2-5、超導(dǎo)線壓緊塊；3、超導(dǎo)螺線管；3-1、螺線管骨架；3-2、連接法蘭；3-3、壓蓋； 4、立式繞線機；5、超導(dǎo)線盤線；6、超導(dǎo)線；7、環(huán)氧樹脂刷涂裝置。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
如圖1至5所示，所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置及其繞制方法，其超導(dǎo)螺線管 線圈的繞制裝置包括超導(dǎo)線放線裝置1、超導(dǎo)螺線管3和立式繞線機4，其特征是還包括有 拉緊裝置2，拉緊裝置2包括有底座2-1，支撐桿2-2固定安裝在底座2-1上，支撐桿2_2頂 端固定安裝有頂板2-3，調(diào)節(jié)絲杠2-4上端與頂板2-3相連，調(diào)節(jié)絲杠2-4下端安裝在底座
2-1上，調(diào)節(jié)絲杠2-4上設(shè)置有超導(dǎo)線壓緊塊2-5，超導(dǎo)線盤線5上的超導(dǎo)線6通過調(diào)節(jié)絲 杠2-4上的超導(dǎo)線壓緊塊2-5與安裝在立式繞線機4上的超導(dǎo)螺線管3相連。所述的拉緊裝置2與立式繞線機4之間設(shè)有環(huán)氧樹脂刷涂裝置7。所述的超導(dǎo)線 放線裝置1包括放線架1-1，轉(zhuǎn)軸1-3通過螺母1-7、定位套1-6和軸承1-5安裝在放線架 1-1上，軸承1-5為兩個，兩個軸承之間設(shè)有隔套1-4，轉(zhuǎn)軸1-3上端設(shè)有用于安裝超導(dǎo)線盤 線5的連接座1-2。所述的拉緊裝置2設(shè)置在超導(dǎo)線放線裝置1與立式繞線機4之間，立式繞線機4 上的超導(dǎo)螺線管3通過其一端的連接法蘭3-2與立式繞線機4上的轉(zhuǎn)臺相連，超導(dǎo)螺線管 3的中部為螺線管骨架3-1，螺桿8 一端與立式繞線機4上的轉(zhuǎn)臺相連，螺桿8另一端通過 超導(dǎo)螺線管3的中部伸出超導(dǎo)螺線管3上端的壓蓋3-3，并與壓蓋3-3固定相連。所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制方法，其特征在于包括如下步驟
第一步制作超導(dǎo)螺線管骨架，首先用不銹鋼制作超導(dǎo)螺線管的骨架3-1，螺線管骨架
3-1采用不銹鋼薄壁筒精車，并且留有0.5mm的厚度余量；精車后按照線圈計算長度焊接線 圈不銹鋼擋環(huán)；焊后清理焊角，并精車骨架到設(shè)計尺寸；進行絕緣包扎，絕緣包扎時后一層 絕緣層壓一半在前一層絕緣上，超導(dǎo)螺線管的骨架上包一層或兩層0. 05mm厚的聚酰亞胺 薄膜，此作為線圈對于骨架的對地絕緣層；
第二步將制作好的超導(dǎo)螺線管骨架固定安裝在立式繞線機上，超導(dǎo)線盤線5固定在 超導(dǎo)線放線裝置1上，超導(dǎo)線6通過拉緊裝置2在超導(dǎo)螺線管骨架3-1上繞制；
第三步繞制結(jié)束后，對線圈局部滲出環(huán)氧進行清潔擦拭處理；最后，在溫度120士2°C 固化30士 1分鐘成型。所述的第二步驟中的繞制過程中的固化采用4. I低溫下專用的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧 樹脂型號為^50FT，同時根據(jù)現(xiàn)場的溫度，濕度，繞制時間按照每一百份環(huán)氧樹脂內(nèi)含有重 量百分比為7 9%的固化劑，5 8%的稀釋劑；稀釋劑主要是防止在繞制過程中線圈固 化，選用690型苯基縮水甘油醚C9HltlO2,固化劑是將環(huán)氧按照一定時間和溫度將線圈和環(huán) 氧成型的；繞制時，為防止涂刷工具損傷超導(dǎo)線，采用軟刷掛膠將環(huán)氧均勻的涂刷到正在繞 的超導(dǎo)線上。所述的固化劑采用常溫固化劑，型號為CATALYST 27_1，選用固化劑的固化溫度為 120士2°C，固化時間30士 1分鐘。固化時，為了防止環(huán)氧樹脂有滲出在即將繞制的下一層上，采用少量乙醇用脫脂 棉輕輕擦拭。所述的不銹鋼為304不銹鋼。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置，包括超導(dǎo)線放線裝置、超導(dǎo)螺線管和立式繞線機， 其特征是還包括有拉緊裝置，拉緊裝置包括有底座，支撐桿固定安裝在底座上，支撐桿頂端 固定安裝有頂板，調(diào)節(jié)絲杠上端與頂板相連，調(diào)節(jié)絲杠下端安裝在底座上，調(diào)節(jié)絲杠上設(shè)置 有超導(dǎo)線壓緊塊，超導(dǎo)線盤線上的超導(dǎo)線通過調(diào)節(jié)絲杠上的超導(dǎo)線壓緊塊與安裝在立式繞 線機上的超導(dǎo)螺線管相連。
2.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置，其特征是還包括有所述的拉緊裝 置與立式繞線機之間設(shè)有環(huán)氧樹脂刷涂裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置，其特征在于所述的超導(dǎo)線 放線裝置包括放線架，轉(zhuǎn)軸通過螺母、定位套和軸承安裝在放線架上，軸承為兩個，兩個軸 承之間設(shè)有隔套，轉(zhuǎn)軸上端設(shè)有用于安裝超導(dǎo)線盤線的連接座。
4.如權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置，其特征在于所述的拉緊裝 置設(shè)置在超導(dǎo)線放線裝置與立式繞線機之間，立式繞線機上的超導(dǎo)螺線管通過其一端的 連接法蘭與立式繞線機上的轉(zhuǎn)臺相連，超導(dǎo)螺線管的中部為螺線管骨架，螺桿一端與立式 繞線機上的轉(zhuǎn)臺相連，螺桿另一端通過超導(dǎo)螺線管的中部伸出超導(dǎo)螺線管上端的壓蓋，并 與壓蓋固定相連。
5.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制方法，其特征在于包括如下步驟第一步制作超導(dǎo)螺線管骨架，首先用不銹鋼制作超導(dǎo)螺線管的骨架，螺線管骨架采用不銹鋼薄壁筒精車，并且留有0. 5mm的厚度余量；精車后按照線圈計算長度焊接線圈不銹 鋼擋環(huán)；焊后清理焊角，并精車骨架到設(shè)計尺寸；進行絕緣包扎，絕緣包扎時后一層絕緣層 壓一半在前一層絕緣上，超導(dǎo)螺線管的骨架上包一層或兩層0. 05mm厚的聚酰亞胺薄膜， 此作為線圈對于骨架的對地絕緣層；第二步將制作好的超導(dǎo)螺線管骨架固定安裝在立式繞線機上，超導(dǎo)線盤線固定在超 導(dǎo)線放線裝置上，超導(dǎo)線通過拉緊裝置在超導(dǎo)螺線管骨架上繞制并固化；第三步繞制結(jié)束后，對線圈局部滲出環(huán)氧進行清潔擦拭處理；最后，在溫度120士2°C 固化30士 1分鐘成型。
6.如權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)螺線管線圈的制造方法，其特征在于所述的第二步驟中 的繞制過程中的固化采用4. 2K低溫下專用的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂型號為2850FT，同時根 據(jù)現(xiàn)場的溫度，濕度，繞制時間按照每一百份環(huán)氧樹脂內(nèi)含有重量百分比為7 9%的固化 劑，5 8%的稀釋劑；稀釋劑主要是防止在繞制過程中線圈固化，選用690型苯基縮水甘 油醚C9HltlO2,固化劑是將環(huán)氧按照一定時間和溫度將線圈和環(huán)氧成型的；繞制時，為防止涂 刷工具損傷超導(dǎo)線，采用軟刷掛膠將環(huán)氧均勻的涂刷到正在繞的超導(dǎo)線上。
7.如權(quán)利要求6所述的超導(dǎo)螺線管線圈的制造方法，其特征在于所述的固化劑采用 常溫固化劑，型號為CATALYST 27-1，選用固化劑的固化溫度為120士2°C，固化時間30士 1 分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制方法，其特征在于固化時，為了 防止環(huán)氧樹脂有滲出在即將繞制的下一層上，采用少量乙醇用脫脂棉輕輕擦拭。
9.如權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)螺線管線圈的繞制方法，其特征在于所述的不銹鋼為304 不銹鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置及其繞制方法。其超導(dǎo)螺線管線圈的繞制裝置包括超導(dǎo)線放線裝置、超導(dǎo)螺線管和立式繞線機，其特征是還包括有拉緊裝置，拉緊裝置包括有底座，支撐桿固定安裝在底座上，支撐桿頂端固定安裝有頂板，調(diào)節(jié)絲杠上端與頂板相連，調(diào)節(jié)絲杠下端安裝在底座上，調(diào)節(jié)絲杠上設(shè)置有超導(dǎo)線壓緊塊，超導(dǎo)線盤線上的超導(dǎo)線通過調(diào)節(jié)絲杠上的超導(dǎo)線壓緊塊與安裝在立式繞線機上的超導(dǎo)螺線管相連。其繞制制造方法可靠，其采用的工藝方法合理，實現(xiàn)了超導(dǎo)螺線管的制造，降低了制造成本和，提高生產(chǎn)效率，是現(xiàn)有生產(chǎn)方式的一種補充方式，尤其對于特殊形狀的線圈有著良好的實際操作性。
文檔編號H01F41/06GK102087904SQ20101058662
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者張斌 申請人:中國科學(xué)院近代物理研究所