專利名稱：一種管束型電流引線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于低溫超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管束型電流引線。
背景技術(shù)：
電流引線是室溫電源和低溫超導(dǎo)裝置的橋梁和紐帶。電流引線引入漏熱，降低了低溫系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，加重了低溫系統(tǒng)運行負(fù)擔(dān)，提高了低溫系統(tǒng)運行費用。為了減少兩端大溫差引起的漏熱，電流引線結(jié)構(gòu)設(shè)計是超導(dǎo)電力技術(shù)領(lǐng)域重要研究內(nèi)容。與超導(dǎo)材料制成的電流引線相比，銅電流引線價格低廉，應(yīng)用廣泛。目前，迫流冷卻銅電流引線結(jié)構(gòu)設(shè)計主要集中在延長氣流通道線路和增大換熱面積等方面。其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，制作維護(hù)麻煩，尤其當(dāng)負(fù)荷參數(shù)改變時，需要重新設(shè)計引線特征參數(shù)并換掉原有的整個引線。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便并可根據(jù)負(fù)荷參數(shù)變更管束數(shù)量的管束型電流引線。為此，本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種管束型電流引線，其特征在于該電流引線包括銅芯體、轉(zhuǎn)換焊接座、翅片層、 凸臺層、套管和轉(zhuǎn)換接頭，所述轉(zhuǎn)換焊接座的下部套設(shè)于銅芯體上、且兩者相互焊接，所述銅芯體同軸設(shè)置于套管的內(nèi)部且兩者之間留有間隙I，所述銅芯體的外圓周上焊接有翅片層和凸臺層，所述轉(zhuǎn)換焊接座的上、下部均設(shè)有外螺紋，其中上部外螺紋與轉(zhuǎn)換接頭的內(nèi)螺紋嚙合裝配、下部外螺紋與套管的內(nèi)螺紋嚙合裝配。其中，所述銅芯體采用銅管束。其中，所述銅管束是由銅管焊接成銅管排，再將銅管排焊接成圓周形銅管束。其中，所述轉(zhuǎn)換焊接座呈中空圓柱體，其上半部分的內(nèi)外徑均小于下半部分的內(nèi)外徑，上、下兩部分之間設(shè)有一過渡臺，上半部分的外周上設(shè)有與轉(zhuǎn)換接頭相嚙合的外螺紋，下半部分的外周上設(shè)有與套管相嚙合的外螺紋。其中，所述轉(zhuǎn)換焊接座的下半部分套設(shè)于銅芯體上直至銅芯體的頂端停靠在上、 下兩部分之間過渡臺上，且轉(zhuǎn)換焊接座的下半部分與銅芯體相互焊接。其中，所述翅片層和凸臺層沿銅芯體的軸線方向間隔焊接于銅芯體的外圓周上。其中，所述翅片層包括焊接于銅芯體外圓周上的圓環(huán)和均勻焊接于圓環(huán)外側(cè)的各翅片，每兩個相鄰的翅片之間留有供冷卻氣體通過的間隙II。其中，所述凸臺層包括焊接于銅芯體外圓周上的圓環(huán)和均勻焊接于圓環(huán)外側(cè)的各凸臺，每兩個相鄰的凸臺之間留有供冷卻氣體通過的間隙III，各凸臺上開設(shè)有用于安裝溫度探頭的沉孔。其中，所述凸臺層包括焊接于銅芯體外圓周上的中空扁圓柱形凸臺，該凸臺上開設(shè)有用于安裝溫度探頭的沉孔和供冷卻氣體通過的開孔。[0015]其中，所述轉(zhuǎn)換接頭包括呈圓柱體的接頭主體和設(shè)在接頭主體上端的扁凸臺，所述接頭主體的下端設(shè)有用于連接轉(zhuǎn)換焊接座的內(nèi)凹槽，內(nèi)凹槽的表面設(shè)有內(nèi)螺紋，接頭主體的外圓周上設(shè)有用于連接低溫杜瓦的法蘭盤；所述扁凸臺上設(shè)有用于連接電源線的徑向連接孔，所述接頭主體及扁凸臺上均開設(shè)有供冷卻氣體通過的軸向通孔。本實用新型的有益效果在于1)該管束型電流引線強(qiáng)化了迫流冷卻換熱效果，削弱了從室溫端到低溫端的漏熱量，增加了電負(fù)荷靈活適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，經(jīng)濟(jì)實惠。2)該電流引線中銅芯體采用銅管束，可以有效增加換熱面積、延長換熱通道線路。3)該電流引線中銅芯體的外圍設(shè)計有翅片，迫使冷卻氣體產(chǎn)生擾動，破壞流動和傳熱邊界層，有效增大對流換熱系數(shù)。4)該電流引線中銅芯體的外圍設(shè)計有凸臺，在凸臺的沉孔中安裝有溫度探頭，可以有效監(jiān)測電流引線在運行過程中各部分的溫度，從而估算出電流引線的漏熱量。

圖1是本實用新型管束型電流引線的外形圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是轉(zhuǎn)換焊接座2的剖視圖；圖4是圖2中的B-B剖視圖(即焊接于銅芯體上的翅片層3結(jié)構(gòu)示意圖)；圖5是圖2中的C-C剖視圖(即焊接于銅芯體上的凸臺層4結(jié)構(gòu)示意圖)；圖6是凸臺層4的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是凸臺層4的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-銅芯體，2-轉(zhuǎn)換焊接座，3-翅片層，4-凸臺層，5-套管，6-轉(zhuǎn)換接頭，7-間隙1,8-間隙II，9-間隙III，10-沉孔，11-開孔，12-溫度探頭，13-翅片，14-圓環(huán)，15-凸臺，16-接頭主體，17-扁凸臺，18-法蘭盤，19-連接孔，20-通孔，21-過渡臺。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的管束型電流引線做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖1-2所示，本實用新型的管束型電流引線包括銅芯體1、轉(zhuǎn)換焊接座2、翅片層 3、凸臺層4、套管5和轉(zhuǎn)換接頭6。銅芯體1同軸設(shè)置于套管5的內(nèi)部且兩者之間留有間隙17，如圖4、5、7所示，銅芯體1采用銅管束，該銅管束可以先由多根銅管、銅棒或銅絲焊接成銅管排，再將銅管排焊接成圓周形銅管束；也可以先由多根銅管、銅棒或銅絲焊接成螺旋狀銅管束，再將多根螺旋狀銅管束焊接成圓周形銅管束；為了有效增加換熱面積，以采用銅管制成銅管束為佳。如圖3所示，轉(zhuǎn)換焊接座2呈中空圓柱體，其上半部分的內(nèi)外徑均小于下半部分的內(nèi)外徑，上下兩部分之間設(shè)有一圓環(huán)形過渡臺21 ；上半部分的外周上設(shè)有與轉(zhuǎn)換接頭6相嚙合的外螺紋，下半部分的外周上設(shè)有與套管5相嚙合的外螺紋。轉(zhuǎn)換焊接座2的下半部分套設(shè)于銅芯體1上直至銅芯體1的頂端?？吭谖挥谏?、下兩部分之間的過渡臺21上，且轉(zhuǎn)換焊接座的下半部分與銅芯體1相互焊接。沿銅芯體1的軸線方向在銅芯體1的外圓周上間隔焊接有若干翅片層3和凸臺層4，如圖4所示，翅片層3主要由焊接于銅芯體1外圓周上的圓環(huán)14和均勻焊接于圓環(huán)外側(cè)的各翅片13組成，每兩個相鄰的翅片13之間留有供冷卻氣體(如氮氣)通過的間隙118 ； 翅片層的設(shè)置，迫使蒸發(fā)的冷卻氣體(如氮氣)產(chǎn)生擾動，破壞流動和傳熱邊界層，有效增大對流換熱系數(shù)。如圖5-6所示，凸臺層4主要由焊接于銅芯體1外圓周上的圓環(huán)14和均勻焊接于圓環(huán)外側(cè)的各凸臺15組成，每兩個相鄰的凸臺之間留有供冷卻氣體通過的間隙 1119，每個凸臺上分別開設(shè)有徑向沉孔10，沉孔10的底部安裝有用于監(jiān)測電流引線溫度分布的溫度探頭12。本實用新型的凸臺也可以采用另一種結(jié)構(gòu)，如圖7所示，凸臺層4主要由焊接于銅芯體1外圓周上的凸臺15組成，該凸臺15呈中空扁圓柱體，其上開設(shè)有用于安裝溫度探頭12的沉孔10和供冷卻氣體通過的開孔11。如圖2所示，套管5以采用環(huán)氧樹脂材料加工制作為佳，套管5與轉(zhuǎn)換焊接座2裝配密封，以導(dǎo)流自然蒸發(fā)冷卻氣體(如氮氣)。如圖2所示，轉(zhuǎn)換接頭6主要由呈圓柱體的接頭主體16和設(shè)在接頭主體上端的扁凸臺17組成，接頭主體16的下端設(shè)有用于連接轉(zhuǎn)換焊接座2的內(nèi)凹槽，內(nèi)凹槽的表面設(shè)有內(nèi)螺紋；接頭主體16的外圓周上設(shè)有用于連接低溫杜瓦的法蘭盤18 ；扁凸臺17上設(shè)有用于連接電源線的徑向連接孔19 ；接頭主體16及扁凸臺17上均開設(shè)有供冷卻氣體(如氮氣)通過的軸向通孔20。本實用新型的工作原理如下低溫液體(如液氮)從電流引線的底部自然蒸發(fā)后， 一部分冷卻氣體直接通過銅管束向上依次流經(jīng)轉(zhuǎn)換焊接座2的軸向通孔、轉(zhuǎn)換接頭6的軸向通孔20后排出；另一部分冷卻氣體流入套管5與銅芯體1之間的間隙17和銅管束中各銅管之間的間隙中，再流經(jīng)轉(zhuǎn)換焊接座2的軸向通孔，最后流經(jīng)轉(zhuǎn)換接頭6的軸向通孔20 后排出。該電流引線的結(jié)構(gòu)和制作工藝簡單，拆裝方便，當(dāng)電流引線負(fù)荷參數(shù)變化時，僅需適當(dāng)增減銅管、銅棒或銅絲的數(shù)量，從而避免了傳統(tǒng)引線重新設(shè)計制造加工的弊端。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種管束型電流引線，其特征在于該電流引線包括銅芯體(1)、轉(zhuǎn)換焊接座O)、翅片層(3)、凸臺層、套管( 和轉(zhuǎn)換接頭(6)，所述轉(zhuǎn)換焊接座O)的下部套設(shè)于銅芯體 (1)上、且兩者相互焊接，所述銅芯體(1)同軸設(shè)置于套管(5)的內(nèi)部且兩者之間留有間隙 I (7)，所述銅芯體(1)的外圓周上焊接有翅片層(3)和凸臺層G)，所述轉(zhuǎn)換焊接座O)的上、下部均設(shè)有外螺紋，其中上部外螺紋與轉(zhuǎn)換接頭(6)的內(nèi)螺紋嚙合裝配、下部外螺紋與套管(5)的內(nèi)螺紋嚙合裝配。
2.如權(quán)利要求1所述的管束型電流引線，其特征在于所述銅芯體(1)采用銅管束。
3.如權(quán)利要求2所述的管束型電流引線，其特征在于所述銅管束是由銅管焊接成銅管排，再將銅管排焊接成圓周形銅管束。
4.如權(quán)利要求1所述的管束型電流引線，其特征在于所述轉(zhuǎn)換焊接座(2)呈中空圓柱體，其上半部分的內(nèi)外徑均小于下半部分的內(nèi)外徑，上、下兩部分之間設(shè)有一過渡臺 (21)，上半部分的外周上設(shè)有與轉(zhuǎn)換接頭(6)相嚙合的外螺紋，下半部分的外周上設(shè)有與套管( 相嚙合的外螺紋。
5.如權(quán)利要求4所述的管束型電流引線，其特征在于所述轉(zhuǎn)換焊接座O)的下半部分套設(shè)于銅芯體(1)上直至銅芯體(1)的頂端?？吭谏?、下兩部分之間過渡臺上，且轉(zhuǎn)換焊接座的下半部分與銅芯體(1)相互焊接。
6.如權(quán)利要求1所述的管束型電流引線，其特征在于所述翅片層(3)和凸臺層(4)沿銅芯體(1)的軸線方向間隔焊接于銅芯體(1)的外圓周上。
7.如權(quán)利要求1或6所述的管束型電流引線，其特征在于所述翅片層(3)包括焊接于銅芯體(1)外圓周上的圓環(huán)(14)和均勻焊接于圓環(huán)外側(cè)的各翅片(13)，每兩個相鄰的翅片之間留有供冷卻氣體通過的間隙II (8)。
8.如權(quán)利要求1或6所述的管束型電流引線，其特征在于所述凸臺層(4)包括焊接于銅芯體(1)外圓周上的圓環(huán)(14)和均勻焊接于圓環(huán)外側(cè)的各凸臺(15)，每兩個相鄰的凸臺之間留有供冷卻氣體通過的間隙111(9)，各凸臺上開設(shè)有用于安裝溫度探頭(12)的沉孔(10)。
9.如權(quán)利要求1或6所述的管束型電流引線，其特征在于所述凸臺層(4)包括焊接于銅芯體(1)外圓周上的中空扁圓柱形凸臺(15)，該凸臺(15)上開設(shè)有用于安裝溫度探頭 (12)的沉孔(10)和供冷卻氣體通過的開孔(11)。
10.如權(quán)利要求1所述的管束型電流引線，其特征在于所述轉(zhuǎn)換接頭(6)包括呈圓柱體的接頭主體(16)和設(shè)在接頭主體上端的扁凸臺(17)，所述接頭主體(16)的下端設(shè)有用于連接轉(zhuǎn)換焊接座O)的內(nèi)凹槽，內(nèi)凹槽的表面設(shè)有內(nèi)螺紋，接頭主體(16)的外圓周上設(shè)有用于連接低溫杜瓦的法蘭盤(18)；所述扁凸臺(17)上設(shè)有用于連接電源線的徑向連接孔(19)，所述接頭主體(16)及扁凸臺(17)上均開設(shè)有供冷卻氣體通過的軸向通孔00)。
專利摘要本實用新型提供了一種管束型電流引線，其包括銅芯體、轉(zhuǎn)換焊接座、翅片層、凸臺層、套管和轉(zhuǎn)換接頭，所述轉(zhuǎn)換焊接座的下部套設(shè)于銅芯體上、且兩者相互焊接，所述銅芯體同軸設(shè)置于套管的內(nèi)部且兩者之間留有間隙I，所述銅芯體的外圓周上焊接有翅片層和凸臺層，所述轉(zhuǎn)換焊接座的上、下部均設(shè)有外螺紋，其中上部外螺紋與轉(zhuǎn)換接頭的內(nèi)螺紋嚙合裝配、下部外螺紋與套管的內(nèi)螺紋嚙合裝配。該管束型電流引線強(qiáng)化了迫流冷卻換熱效果，削弱了從室溫端到低溫端的漏熱量，增加了電負(fù)荷靈活適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，經(jīng)濟(jì)實惠。
文檔編號H01B7/42GK202093917SQ20112014981
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者丘明, 張宏杰, 李振明 申請人:中國電力科學(xué)研究院