專利名稱：核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超導(dǎo)線材絞纜領(lǐng)域，具體地說(shuō)是ー種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
超導(dǎo)電纜(CICC)管裝電纜導(dǎo)體是ー種多級(jí)電纜，導(dǎo)體的第一級(jí)子纜由若干根銅線和若干根超導(dǎo)線材按照一定的絞合節(jié)距絞合構(gòu)成，然后將若干根子纜單元再按照一定的絞合節(jié)距絞合構(gòu)成ニ級(jí)子纜，同理再構(gòu)成三級(jí)、四級(jí)子纜，最終絞制成五級(jí)極纜。超導(dǎo)電纜絞合后的超導(dǎo)股線達(dá)1154根，每根超導(dǎo)股線直徑為0. 73±0. 003mm，又有許多根極細(xì)的超導(dǎo)絲組成。由于各級(jí)纜外徑、電纜的空隙系數(shù)對(duì)于導(dǎo)體的電磁性能影響較大，因此，CICC管裝電纜導(dǎo)體絞纜過(guò)程對(duì)于電纜的外徑、電纜的空隙率的控制要求是非常嚴(yán)格的。由于CICC管狀超導(dǎo)電纜的設(shè)計(jì)外徑遠(yuǎn)小于電纜絞合的自然外徑，在電纜的絞合中必須采取外徑縮徑措施，超導(dǎo)絲的材質(zhì)比較硬，幾乎沒有伸率，如按常規(guī)電纜導(dǎo)體縮徑的辦法對(duì)超導(dǎo)電纜的外徑進(jìn)行控制，在縮徑中超導(dǎo)股線表面的鈮鍍層極易被刮掉，位于超導(dǎo)電纜表層的超導(dǎo)股線極易變形，股線的超導(dǎo)絲極易斷裂，位于表層股線的空隙率比里層股線的空隙率小，造成電纜空隙率不均衡，又因超導(dǎo)絲的弾性比較大，縮徑后，超導(dǎo)股線反弾， 造成超導(dǎo)電纜外徑不恒定，這樣絞合出的超導(dǎo)電纜根本達(dá)不到超導(dǎo)電纜技術(shù)規(guī)范的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供一種超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制控制方法，以解決超導(dǎo)電纜在絞合緊壓外徑控制中存在的超導(dǎo)股線鍍層脫落、超導(dǎo)絲斷裂、空隙率不均勻的問題。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
ー種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置，它包括并線模具、輥壓輪組、整形定徑模具，并線模具后設(shè)置有輥壓輪，輥壓輪后設(shè)置有整形定徑模具，所述輥壓輪組至少為 6組；所述輥壓輪組包括上輥壓軸、下輥壓軸、上滾壓輪、下滾壓輪和軸承，所述上滾壓輪與下滾壓輪之間為輥壓孔，所述輥壓輪組的輥壓孔在一條中心線上，各組輥壓輪組的輥壓孔的孔徑從并線模具端至整形定徑模具端依次漸小；相鄰輥壓輪組中的輥壓軸相互垂直布置。每?jī)蓪?duì)輥壓輪相互垂直放置，電纜在水平、垂直兩個(gè)方向反復(fù)受力，內(nèi)外層的股線自動(dòng)找位、受壓，使得電纜各方向的空隙率一致。通過(guò)輥壓輪，使得絞合的超導(dǎo)電纜有ー個(gè)向電纜中心的徑向壓力，各道輥壓輪孔徑遞減，使得電纜經(jīng)過(guò)每道輥壓輪時(shí)，均勻受力，電纜的外徑呈階梯逐步減小，受壓的徑向力逐步向內(nèi)層傳遞，避免了常規(guī)電纜緊壓時(shí)，電纜表面受壓變形、內(nèi)部受カ很小、電纜內(nèi)外空隙率不一致的問題。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述輥壓孔的孔型為橢圓型。橢圓型的孔型能夠保證電纜能夠充分受力而不損傷股線。作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述輥壓孔長(zhǎng)短軸之比為I. 3-1. 6。本發(fā)明所述并線模具優(yōu)選為兩個(gè)，兩道并線鎢鋼模具的作用在于超導(dǎo)纜絞合中將絞合股線進(jìn)行有規(guī)則的的合攏，第一道比電纜絞合的計(jì)算外徑大2-3_，第二道鎢鋼模具孔徑等于電纜絞合的計(jì)算外徑。第一道鎢鋼模具的作用是對(duì)絞合的電纜股線進(jìn)行合攏，本道模孔徑不能小于計(jì)算外徑加2mm，否則，會(huì)造成股線表面受損，也不能大于計(jì)算外徑加3 mm, 否則造成股線不能規(guī)則絞合，嚴(yán)重時(shí)股線發(fā)生跳浜；第二道鎢鋼模具作用是對(duì)絞合股線進(jìn)行進(jìn)一步合攏，使得絞合股線在不受到損傷的條件下最大限度的緊密、規(guī)則排列。本發(fā)明一種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制方法，它為下列步驟
A、首先各股線先經(jīng)過(guò)并線模具合攏；
B、合攏的股線經(jīng)過(guò)至少六道輥壓輪進(jìn)行輥壓；
C、經(jīng)過(guò)輥壓的電纜進(jìn)入整形定徑模具，整形定徑模具(10)的孔徑比超導(dǎo)電纜的外徑小
O.2-0. 5mm ;
所述并線模具和整形定徑模具分為入口區(qū)、變形區(qū)、定徑區(qū)和出口區(qū)，入口區(qū)的角度為 40-50°角，入口區(qū)長(zhǎng)度為6-8mm，變形區(qū)的角度為30-40°角，變形區(qū)長(zhǎng)度為8_10mm，定徑區(qū)長(zhǎng)度為2_3mm，出口區(qū)長(zhǎng)度為1_1. 5mm ；
所述整形定徑模具入口區(qū)的角度為40-50°角，入口區(qū)的長(zhǎng)度為3-5 _，變形區(qū)角度為 20-30°，變形區(qū)的長(zhǎng)度5-8mm，定徑區(qū)長(zhǎng)度為3-5 mm，出口區(qū)長(zhǎng)度為1-1. 5mm。主要因?yàn)槌瑢?dǎo)絲有反彈現(xiàn)象，作用是進(jìn)一步提高輥壓后超導(dǎo)電纜的圓整度，使得超導(dǎo)電纜的外徑均勻一致，符合外徑公差要求。本發(fā)明超導(dǎo)電纜外徑恒定，絞合出的超導(dǎo)電纜能夠達(dá)到超導(dǎo)電纜技術(shù)規(guī)范的要求。


圖I為超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2本發(fā)明并線模具和整形定徑模具的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明輥壓輪的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置絞纜狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置，包括并線模具9、輥壓輪組、整形定徑模具10，并線模具9后設(shè)置有輥壓輪，輥壓輪后設(shè)置有整形定徑模具10，輥壓輪組至少為6組；輥壓輪組包括上輥壓軸23、下輥壓軸24、上滾壓輪21、下滾壓輪22和軸承3，上滾壓輪21與下滾壓輪22之間為輥壓孔4，輥壓輪組的輥壓孔4在一條中心線上， 各組輥壓輪組的輥壓孔4的孔徑從并線模具端至整形定徑模具端依次漸??；相鄰輥壓輪組中的輥壓軸相互垂直布置。本發(fā)明實(shí)施方式中輥壓孔4的孔型為橢圓型，輥壓孔4長(zhǎng)短軸之比為I. 3-1. 6?？诪楣饣^(guò)度，不應(yīng)出現(xiàn)棱角。本發(fā)明實(shí)施方式中并線模具9為兩個(gè)。
本發(fā)明ー種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制方法，為下列步驟
A、首先各股線先經(jīng)過(guò)并線模具9合攏，并線模具優(yōu)選為兩個(gè)，第一道并線模具的孔徑比電纜絞合的計(jì)算外徑大2-3_，第二道并線模具的孔徑等于電纜絞合的計(jì)算外徑。B、合攏的股線經(jīng)過(guò)至少六道輥壓輪進(jìn)行輥壓；
C、經(jīng)過(guò)輥壓的電纜進(jìn)入整形定徑模具10，整形定徑模具10為鎢鋼模具，整形定徑模具 10的孔徑比超導(dǎo)電纜的外徑小0. 2-0. 5mm ；
并線模具9和整形定徑模具10分為光滑過(guò)度的入ロ區(qū)5、變形區(qū)6、定徑區(qū)7和出口區(qū) 8，各區(qū)不應(yīng)出現(xiàn)棱角；入口區(qū)5的角度為40-50°角，入口區(qū)長(zhǎng)度a為6_8mm，變形區(qū)6的角度為30-40°角，變形區(qū)長(zhǎng)度b為8-10mm，定徑區(qū)長(zhǎng)度c為2-3mm，出口區(qū)長(zhǎng)度d為1-1. 5mm ;
整形定徑模具入口區(qū)5的角度為40-50°角，入口區(qū)的長(zhǎng)度為3-5 mm，變形區(qū)角度為 20-30° ,變形區(qū)的長(zhǎng)度5_8mm,定徑區(qū)長(zhǎng)度為3-5 mm,出口區(qū)長(zhǎng)度為1_1. 5mm。實(shí)施例I 以PF5超導(dǎo)纜為例，
超導(dǎo)電纜絞纜時(shí)，首先各股線先由絞輪17到達(dá)孔徑為38. 5mm的第一道并線模具91，再經(jīng)過(guò)孔徑為37. 5 mm的第二道并線模具92合攏，絞合后超導(dǎo)纜進(jìn)入第一輥壓輪11孔徑為 36.5 mm，第二棍壓輪12孔徑為36.3 mm，第三棍壓輪13孔徑為36.0 mm，第四棍壓輪14孔徑為35. 8 mm、第五棍壓輪15孔徑為35. 6 mm,第六棍壓輪16孔徑為35. 4 mm進(jìn)行棍壓,使超導(dǎo)纜的外徑達(dá)到35. 4±0. 4 mm。經(jīng)過(guò)六道輥壓輪進(jìn)行輥壓，輥壓輪的表面經(jīng)過(guò)硬化、打磨處理，使得輥壓時(shí)不因輥壓輪表面不光滑致使電纜股線表面鍍層脫落、受損。之后電纜進(jìn)入孔徑為35. 4 mm的鎢鋼整形定徑模具10，使得電纜的外徑達(dá)到35. 4+0. 2-0.3 mm,經(jīng)電纜牽引架18至收線架19收卷。實(shí)踐證明上述模具的組合緊壓能夠有效地實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電纜絞纜的外徑控制。
權(quán)利要求
1.一種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置，其特征在于它包括并線模具(9)、輥壓輪組、整形定徑模具(10)，并線模具(9)后設(shè)置有輥壓輪，輥壓輪后設(shè)置有整形定徑模具(10)，所述輥壓輪組至少為6組；所述輥壓輪組包括上輥壓軸(23)、下輥壓軸(24)、 上滾壓輪(21)、下滾壓輪(22)和軸承(3)，所述上滾壓輪(21)與下滾壓輪(22)之間為輥壓孔(4)，所述輥壓輪組的輥壓孔(4)在一條中心線上，各組輥壓輪組的輥壓孔(4)的孔徑從并線模具端至整形定徑模具端依次漸??；相鄰輥壓輪組中的輥壓軸相互垂直布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置，其特征在于所述輥壓孔(4)的孔型為橢圓型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置，其特征在于所述輥壓孔(4)長(zhǎng)短軸之比為I. 3-1. 6。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置，其特征在于所述并線模具(9)為兩個(gè)。
5.一種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制方法，其特征在于它為下列步驟A、首先各股線先經(jīng)過(guò)并線模具(9)合攏；B、合攏的股線經(jīng)過(guò)至少六道輥壓輪進(jìn)行輥壓；C、經(jīng)過(guò)輥壓的電纜進(jìn)入整形定徑模具(10)，整形定徑模具(10)的孔徑比超導(dǎo)電纜的外徑小 O. 2-0. 5mm ；所述并線模具(9)和整形定徑模具(10)分為入口區(qū)(5)、變形區(qū)(6)、定徑區(qū)(7)和出口區(qū)(8)，入口區(qū)(5)的角度為40-50°角，入口區(qū)長(zhǎng)度a為6-8mm，變形區(qū)(6)的角度為 30-40°角，變形區(qū)長(zhǎng)度b為8-10mm，定徑區(qū)長(zhǎng)度c為2-3mm，出口區(qū)長(zhǎng)度d為1-1. 5mm ;所述整形定徑模具入口區(qū)(5)的角度為40-50°角，入口區(qū)的長(zhǎng)度為3-5 mm，變形區(qū)角度為20-30°，變形區(qū)的長(zhǎng)度5-8mm，定徑區(qū)長(zhǎng)度為3-5 mm，出口區(qū)長(zhǎng)度為1-1. 5mm。
6.一種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制方法，其特征在于所述步驟A中股線先經(jīng)過(guò)第一道并線模具(91 )，再經(jīng)過(guò)第二道并線模具(92)合攏，第一道并線模具(91)的孔徑比電纜絞合的計(jì)算外徑大2-3mm，第二道并線模具(92)的孔徑等于電纜絞合的計(jì)算外徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核聚變裝置用超導(dǎo)電纜導(dǎo)體絞纜外徑控制裝置及控制方法，以解決超導(dǎo)電纜在絞合緊壓外徑控制中存在的超導(dǎo)股線鍍層脫落、超導(dǎo)絲斷裂、空隙率不均勻的問題。絞纜外徑控制裝置包括并線模具、輥壓輪組、整形定徑模具，并線模具后設(shè)置有輥壓輪，輥壓輪后設(shè)置有整形定徑模具，所述輥壓輪組至少為6組；所述輥壓輪組包括上輥壓軸、下輥壓軸、上滾壓輪、下滾壓輪和軸承，所述上滾壓輪與下滾壓輪之間為輥壓孔，所述輥壓輪組的輥壓孔在一條中心線上，各組輥壓輪組的輥壓孔的孔徑從并線模具端至整形定徑模具端依次漸?。幌噜忀亯狠喗M中的輥壓軸相互垂直布置。本發(fā)明超導(dǎo)電纜外徑恒定，絞合出的超導(dǎo)電纜能夠達(dá)到超導(dǎo)電纜技術(shù)規(guī)范的要求。
文檔編號(hào)H01B13/02GK102610334SQ20121011557
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者張應(yīng)俊, 薛天軍, 高炳祥, 魏周榮 申請(qǐng)人:白銀有色集團(tuán)股份有限公司