專利名稱：一種能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及超導(dǎo)磁體低溫系統(tǒng)，特別是一種適用于小室溫孔徑零揮發(fā)超導(dǎo)磁體的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，低溫超導(dǎo)磁體一般運(yùn)行在4K的低溫環(huán)境，為超導(dǎo)線圈建立和保持超導(dǎo)環(huán)境，磁體采用多層真空絕熱結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)支撐、熱輻射和薄壁頸管漏熱等多種因素，不可能完全阻止熱傳遞，所以液氦會以蒸發(fā)的形式帶出導(dǎo)入的熱量，以維持4. 2K的溫度。為減少液氦的蒸發(fā)，超導(dǎo)磁體一般都配有低溫系統(tǒng)以提供冷量，減少液氦蒸發(fā)。低溫系統(tǒng)包括冷頭、壓縮機(jī)、水冷機(jī)組等部分。冷頭是制冷部件，為超導(dǎo)磁體提供 4K和50K兩級低溫。零揮發(fā)超導(dǎo)磁體杜瓦容器主要由4.1，50K和300K三個雙壁筒式容器以及頸管，冷頭容器及其它配套的零部件組成。其中50K容器為冷屏，50K冷屏由冷屏外筒、冷屏內(nèi)筒和兩端冷屏端蓋組成，用以減小液氦溫度與室溫之間的輻射傳熱。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的通用的零揮發(fā)超導(dǎo)磁體杜瓦容器。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，使在不改變電磁設(shè)計的基礎(chǔ)上實現(xiàn)超導(dǎo)磁體更大室溫孔徑，為測試樣品提供更大的空間。本實用新型的技術(shù)方案是一種能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，包括4K磁體容器、300K磁體容器外筒、冷屏外筒、冷屏端蓋、300K磁體容器端蓋和300K磁體容器內(nèi)筒，所述4K磁體容器外設(shè)有冷屏端蓋，冷屏端蓋的上下兩端設(shè)有冷屏外筒，冷屏端蓋的外側(cè)設(shè)有300K磁體容器端蓋，冷屏外筒外側(cè)設(shè)有300K磁體容器外筒。所述4K磁體容器上設(shè)有冷頭容器和頸管容器。所述冷屏外筒內(nèi)設(shè)有制冷機(jī)的二級冷頭，冷屏外筒外壁設(shè)有制冷機(jī)的一級冷頭。所述冷屏外筒內(nèi)設(shè)有室溫孔徑。所述冷屏外筒設(shè)置在真空容器內(nèi)。本實用新型的有益效果是本實用新型提出一種能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)充分考慮超導(dǎo)磁體低溫容器的熱平衡，通過取消冷屏內(nèi)筒，只保留冷屏外筒和冷屏端蓋，適當(dāng)增加了 4K容器的熱負(fù)荷，使容器結(jié)構(gòu)更加緊湊，從而在不改變電磁設(shè)計的基礎(chǔ)上實現(xiàn)超導(dǎo)磁體更大室溫孔徑，為測試樣品提供更大的空間。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的通用的零揮發(fā)超導(dǎo)磁體杜瓦容器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的無冷屏內(nèi)筒的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)示
3意圖。圖3制冷機(jī)直接冷卻超導(dǎo)磁體杜瓦容器應(yīng)用本實用新型的無冷屏內(nèi)筒的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)的示意圖。圖中1為冷頭容器、2為頸管容器、3為4K磁體容器、4為300K磁體容器外筒、5為冷屏外筒、6為冷屏端蓋、7為300K磁體容器端蓋、8為冷屏內(nèi)筒、9為300K磁體容器內(nèi)筒、 10為一級冷頭、11為二級冷頭、12為室溫孔徑、13為真空容器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述如圖1，4K磁體容器3和300Κ磁體容器內(nèi)筒9之間設(shè)有冷屏內(nèi)筒8。如圖2，一種能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，包括4Κ磁體容器3、300Κ 磁體容器外筒4、冷屏外筒5、冷屏端蓋6、300Κ磁體容器端蓋7和300Κ磁體容器內(nèi)筒9，所述4Κ磁體容器3外設(shè)有冷屏端蓋6，冷屏端蓋6的上下兩端設(shè)有冷屏外筒5，冷屏端蓋6的外側(cè)設(shè)有300Κ磁體容器端蓋7，冷屏外筒5外側(cè)設(shè)有300Κ磁體容器外筒4。4Κ磁體容器3上設(shè)有冷頭容器1和頸管容器2。冷屏外筒5內(nèi)設(shè)有制冷機(jī)的二級冷頭11，冷屏外筒5外壁設(shè)有制冷機(jī)的一級冷頭10。 冷屏外筒5內(nèi)設(shè)有室溫孔徑12。 冷屏外筒5設(shè)置在真空容器13內(nèi)。本實用新型提出的冷屏結(jié)構(gòu)是取消零揮發(fā)超導(dǎo)磁體杜瓦容器的冷屏內(nèi)筒8，只保留冷屏外筒5和冷屏端蓋6。此時液氦容器內(nèi)筒受到的輻射漏熱300Κ內(nèi)筒9對4Κ內(nèi)筒的輻射熱負(fù)荷，而不是通用設(shè)計中的50Κ冷屏對4Κ內(nèi)筒的輻射熱負(fù)荷。這樣整個液氦容器熱負(fù)荷有所增加，但4Κ內(nèi)筒的截面積相對于4Κ外筒和端蓋的截面積較小，其增加的熱負(fù)荷不大。而零揮發(fā)磁體的4Κ制冷機(jī)有一定的冷量余量，增加的熱負(fù)荷導(dǎo)致多余的揮發(fā)氦氣也可以重新被液化。特別是對液氦容器內(nèi)徑很小，而外徑很大的磁體，其增加的熱負(fù)荷更可以忽略不計。取消冷屏內(nèi)筒8后，其多余的空間就可以給300Κ內(nèi)筒，300Κ內(nèi)筒直徑變大即室溫孔徑就可變大。見圖2。如圖3所示，本實用新型用在液氦零揮發(fā)磁體低溫系統(tǒng)，但制冷機(jī)直接冷卻的低溫超導(dǎo)磁體或高溫超導(dǎo)磁體的低溫系統(tǒng)也同樣適用本實用新型的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)。上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型的保護(hù)范圍，本實用新型請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，其特征是包括4K磁體容器(3)、 300K磁體容器外筒(4)、冷屏外筒(5)、冷屏端蓋(6)、300K磁體容器端蓋(7)和300Κ磁體容器內(nèi)筒(9)，所述4Κ磁體容器(3)外設(shè)有冷屏端蓋(6)，冷屏端蓋(6)的上下兩端設(shè)有冷屏外筒(5)，冷屏端蓋(6)的外側(cè)設(shè)有300Κ磁體容器端蓋(7)，冷屏外筒(5)外側(cè)設(shè)有300Κ磁體容器外筒(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 4Κ磁體容器(3 )上設(shè)有冷頭容器(1)和頸管容器(2 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，其特征在于所述冷屏外筒(5)內(nèi)設(shè)有制冷機(jī)的二級冷頭(11)，冷屏外筒(5)外壁設(shè)有制冷機(jī)的一級冷頭 (10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，其特征在于所述冷屏外筒(5)內(nèi)設(shè)有室溫孔徑(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，其特征在于所述冷屏外筒(5)設(shè)置在真空容器(13)內(nèi)。
專利摘要一種能實現(xiàn)更大室溫孔徑的超導(dǎo)磁體冷屏結(jié)構(gòu)，其特征是包括4K磁體容器(3)、300K磁體容器外筒(4)、冷屏外筒(5)、冷屏端蓋(6)、300K磁體容器端蓋(7)和300K磁體容器內(nèi)筒(9)，所述4K磁體容器(3)外設(shè)有冷屏端蓋(6)，冷屏端蓋(6)的上下兩端設(shè)有冷屏外筒(5)，冷屏端蓋(6)的外側(cè)設(shè)有300K磁體容器端蓋(7)，冷屏外筒(5)外側(cè)設(shè)有300K磁體容器外筒(4)。本實用新型充分考慮超導(dǎo)磁體低溫容器的熱平衡，通過取消冷屏內(nèi)筒，只保留冷屏外筒和冷屏端蓋，適當(dāng)增加了4K容器的熱負(fù)荷，使容器結(jié)構(gòu)更加緊湊，從而在不改變電磁設(shè)計的基礎(chǔ)上實現(xiàn)超導(dǎo)磁體更大室溫孔徑，為測試樣品提供更大的空間。
文檔編號H01F6/04GK202217563SQ201120296429
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者成渝, 湯洪明 申請人:南京豐盛超導(dǎo)技術(shù)有限公司