一種超導接頭冷卻裝置制造方法
【專利摘要】一種超導接頭冷卻裝置，包括超導接頭(1)、電絕緣套(2)、熱沉座(3)、氮化鋁粉導熱膠(4)和熱沉蓋(5)。電絕緣套纏繞在超導接頭(1)外部。熱沉座(3)上表面中間開有凹槽(3a)，纏繞有電絕緣套(2)的超導接頭(1)放入熱沉座(3)的凹槽(3a)內，凹槽(3a)內填充有足量氮化鋁粉導熱膠(4)。熱沉蓋(5)通過螺釘壓在熱沉座(3)上表面，使得多余的氮化鋁粉導熱膠(4)從熱沉蓋(5)與熱沉座(3)之間的縫隙溢出，并將超導接頭(1)與熱沉座(3)之間的間隙填滿。待氮化鋁粉導熱膠(4)完全干透后通過螺釘將熱沉蓋(5)與熱沉座(3)直接或間接與制冷機冷頭固定為一體。
【專利說明】一種超導接頭冷卻裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超導接頭冷卻裝置，特別涉及一種制冷機冷卻超導磁體的接頭冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]目前廣泛采用NbTi/Cu(鈮鈦/銅)超導線來繞制超導磁體，由于超導線長度有限及磁體繞制工藝等因素，往往需要通過超導接頭來連接超導線以滿足超導磁體繞制長度要求。NbTi/Cu超導線接頭的一種通常做法是將待連接的超導線插入配套的NbTi/Cu管內，然后在室溫下采用冷壓焊成形工藝使待連接的超導線焊接在一起形成超導接頭。
[0003]高質量的超導接頭是實現(xiàn)高穩(wěn)定磁場的內在要求，超導接頭正常工作時需要保持在低溫狀態(tài)，同時為減小超導磁體工作過程中超導接頭發(fā)熱影響，需要提供充足冷量來滿足超導接頭的工作要求。
[0004]對制冷機冷卻的超導磁體，超導接頭和超導磁體一起由制冷機通過傳導方式冷卻。因超導磁體通電需保證與外界有良好電絕緣，以及安裝時的防護需要，通常在超導接頭外包裹足夠厚的電絕緣層，因電絕緣材料的熱導率非常低，對超導接頭的傳導冷卻產生了較大熱阻，容易使得超導接頭冷卻不充分，特別是在勵磁過程中，容易使熱量積聚溫度升聞，造成超導磁體失超隱患。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的上述不足，提出一種超導接頭冷卻裝置。
[0006]本發(fā)明通過下述技術方案予以實現(xiàn)。
[0007]本發(fā)明超導接頭冷卻裝置包括超導接頭，其特征在于還包括電絕緣套、熱沉座、氮化鋁粉導熱膠和熱沉蓋。
[0008]所述的超導接頭為扁平狀，包括超導絲和NbTi/Cu管。超導絲插入NbTi/Cu管內，采用冷壓焊成形工藝制作，使得NbTi/Cu管成為扁平狀。
[0009]所述的電絕緣套由緊密纏繞在超導接頭的NbTi/Cu管外部的電絕緣膜制成。電絕緣套所用電絕緣膜寬度為3mm-4mm，電絕緣套纏繞厚度為0.5mm-1mm0電絕緣套個數(shù)為2個，2個電絕緣套分別布置在超導接頭的NbTi/Cu管兩端。
[0010]所述的熱沉座為矩形塊狀結構，熱沉座的上表面中間開有凹槽，該凹槽兩邊布置有螺釘孔。所述凹槽用于接納纏繞有電絕緣套的超導接頭，凹槽深度應足夠，以使纏繞有電絕緣套的超導接頭放入凹槽后，超導接頭的電絕緣套上表面與熱沉座上表面的距離保持2mm-3mm。所述的熱沉座的材質為純銅或純招。
[0011]所述的熱沉蓋為矩形塊狀結構,材質為純銅或純招。所述的熱沉蓋上開有螺釘孔，螺釘孔的數(shù)量與所述的熱沉座上螺釘孔的數(shù)量相等，螺釘孔的位置與所述的熱沉座上螺釘孔的位置相對應。
[0012]所述的氮化鋁粉導熱膠是導熱不導電的材料，由低溫環(huán)氧膠與氮化粉混合而成，適用的低溫環(huán)氧膠是商品名為“DW-3”的環(huán)氧膠。氮化鋁粉的最大體積含量取大值。
[0013]本發(fā)明超導接頭冷卻裝置安裝方法如下:將已纏繞電絕緣套的超導接頭放入所述熱沉座凹槽內，然后在熱沉座凹槽內填充足量氮化鋁粉導熱膠，通過螺釘將熱沉蓋壓在熱沉座上，使得多余的氮化鋁粉導熱膠從熱沉蓋與熱沉座之間的縫隙溢出，并將超導接頭與熱沉座之間的間隙填滿，待氮化鋁粉導熱膠完全干透后通過螺釘將熱沉蓋與熱沉座直接或間接與制冷機冷頭固定為一體，至此，超導接頭冷卻裝置安裝完成。
[0014]由于超導接頭電絕緣套厚度值小，且包覆超導接頭的面積小，可有效減小超導接頭與熱沉座之間的傳熱熱阻。此外，氮化鋁粉導熱膠使得超導接頭與熱沉座、熱沉蓋形成一體，而氮化鋁粉導熱膠的熱導率大大超過通用的電絕緣材料，因此超導接頭更易被冷卻，即使勵磁條件下產生的熱量也可以迅速被制冷機帶走。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1超導接頭結構示意圖，圖中:1超導接頭、Ia超導絲、Ib NbTi/Cu管；
[0016]圖2電絕緣套分布位置示意圖，圖中:2電絕緣套；
[0017]圖3熱沉座結構示意圖，圖中:3熱沉座、3a凹槽；
[0018]圖4超導接頭與熱沉座安裝示意圖，圖中:4氮化鋁粉導熱膠；
[0019]圖5超導接頭冷卻裝置結構示意圖，圖中:5熱沉蓋。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖和【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明超導接頭冷卻裝置包括超導接頭1，電絕緣套2、熱沉座3、氮化鋁粉導熱膠4和熱沉蓋5。所述的超導接頭I包括超導絲Ia和NbTi/Cu管lb。
[0022]如圖1所示,超導接頭I為扁平狀,包括超導絲Ia和NbTi/Cu管lb。超導絲Ia插入NbTi/Cu管lb，采用冷壓焊成形工藝制作，成形后的NbTi/Cu管Ib為扁平狀。
[0023]如圖2所示，電絕緣套2由通用的電絕緣膜緊密纏繞在超導接頭I的扁平狀NbTi/Cu管Ib外部制作而成。電絕緣套2所用電絕緣膜寬度為3mm-4mm，電絕緣套2纏繞厚度為0.電絕緣套2個數(shù)為2個，2個電絕緣套分別布置在超導接頭的扁平狀NbTi/Cu管Ib的兩端。
[0024]如圖3所示，熱沉座3為矩形塊狀結構，熱沉座3的上表面中間開有凹槽3a，凹槽3a兩邊布置有螺釘孔。所述凹槽3a用于接納纏繞有電絕緣套2的超導接頭1，凹槽3a深度應足夠，以使纏繞電絕緣套2的超導接頭I放入凹槽3a后，電絕緣套2的上表面與熱沉座3的上表面之間的距離保持2mm-3mm。所述的熱沉座3的材質為純銅或純鋁。
[0025]如圖4所示，纏繞有電絕緣套2的超導接頭I放入所述熱沉座3的凹槽3a內，凹槽3a內填充有足量氮化鋁粉導熱膠4。所述的氮化鋁粉導熱膠4是導熱不導電的材料，由低溫環(huán)氧膠與氮化粉混合而成，所述的低溫環(huán)氧膠可以是商品名為“DW-3”的環(huán)氧膠。氮化鋁粉的最大體積含量取大值。
[0026]如圖5所示,熱沉蓋5為矩形塊狀結構,其材質為純銅或純招。熱沉蓋5上開有螺釘孔，螺釘孔的數(shù)量與所述的熱沉座3上的螺釘孔的數(shù)量相同，螺釘孔的位置與所述的熱沉座3上的螺釘孔的位置相對應。
[0027]通過螺釘將熱沉蓋5壓在熱沉座3上，使得多余的氮化鋁粉導熱膠4從熱沉蓋5與熱沉座3之間的縫隙溢出，并填滿超導接頭I與熱沉座3之間的間隙。待氮化鋁粉導熱膠4完全干透后，通過螺釘將熱沉蓋5與熱沉座3直接或間接與制冷機冷頭固定為一體，至此，超導接頭冷卻裝置安裝完成。
【權利要求】
1.一種超導接頭冷卻裝置，包括超導接頭(I)，其特征在于:還包括電絕緣套(2)、熱沉座(3)、氮化鋁粉導熱膠⑷和熱沉蓋(5);所述的超導接頭⑴包括超導絲(Ia)和NbTi/Cu管(Ib)，超導絲(Ia)插入NbTi/Cu管內(Ib);所述的電絕緣套(2)由纏繞在NbTi/Cu管(Ib)外部的電絕緣膜制成；所述的熱沉座(3)為矩形塊狀結構，熱沉座(3)的上表面中間開有凹槽(3a)，凹槽(3a)的兩邊布置有螺釘孔；纏繞有電絕緣套(2)的超導接頭(I)放入熱沉座(3)的凹槽(3a)內，在凹槽(3a)內填充有氮化鋁粉導熱膠(4);所述的熱沉蓋(5)為矩形塊狀結構，通過螺釘壓在熱沉座(3)上表面，使得多余的氮化鋁粉導熱膠(4)從熱沉蓋(5)與熱沉座(3)之間的縫隙溢出，并填滿超導接頭⑴與熱沉座(3)之間的間隙；通過螺釘將熱沉蓋(5)與熱沉座(3)與制冷機冷頭固定為一體。
2.按照權利要求1所述的超導接頭冷卻裝置，其特征在于:所述的超導接頭(I)采用冷壓焊成形工藝制作，成形后的NbTi/Cu管(Ib)為扁平狀。
3.按照權利要求1所述的超導接頭冷卻裝置，其特征在于:所述的電絕緣套(2)所用電絕緣膜寬度為3_-4_，電絕緣套(2)纏繞厚度為0.
4.按照權利要求1或3所述的超導接頭冷卻裝置，其特征在于:2個所述的電絕緣套(2)分別布置在NbTi/Cu管(Ib)的兩端。
5.按照權利要求1所述的超導接頭冷卻裝置，其特征在于:所述熱沉座(3)和熱沉蓋(5)的材質為純銅或純招。
6.按照權利要求1所述的超導接頭冷卻裝置，其特征在于:所述的凹槽(3a)的深度應足以使纏繞有電絕緣套(2)的超導接頭(I)放入凹槽(3a)后，電絕緣套(2)的上表面與熱沉座(3)的上表面之間的距離為2mm-3mm。
7.按照權利要求1所述的超導接頭冷卻裝置，其特征在于:所述的氮化鋁粉導熱膠(4)由低溫環(huán)氧膠與氮化鋁粉混合而成，氮化鋁粉的最大體積含量取大值，所述的低溫環(huán)氧膠為DW-3環(huán)氧膠。
8.按照權利要求1所述的超導接頭冷卻裝置，其特征在于:所述熱沉蓋(5)上開有螺釘孔，該螺釘孔的數(shù)量與所述的熱沉座(3)上的螺釘孔的數(shù)量相等，螺釘孔的位置與所述的熱沉座(3)上的螺釘孔的位置相對應。
【文檔編號】H01F6/06GK104319058SQ201410654248
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權日:2014年11月17日
【發(fā)明者】昌錕, 程軍勝, 陳順中, 趙保志, 王秋良 申請人:中國科學院電工研究所