本實用新型涉及高溫超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高溫超導(dǎo)線圈骨架。

背景技術(shù)：

超導(dǎo)材料，又稱超導(dǎo)體，是指在某一溫度下，電阻為零的導(dǎo)體。超導(dǎo)材料的零電阻特性使其在電力領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，例如利用超導(dǎo)材料制備的超導(dǎo)線圈，在電流傳輸過程中，超導(dǎo)線圈具有低損耗、高效率及傳輸電流密度高等優(yōu)點，因此，可以大幅度降低電網(wǎng)損耗。

超導(dǎo)磁體裝置包括液氮容器、冷卻裝置與超導(dǎo)線圈或帶材(以下簡稱為線圈)，液氮容器用于盛放液氮，同時也起到固定冷卻裝置與線圈的作用；冷卻裝置利用液氮容器內(nèi)的液氮為線圈提供超導(dǎo)所需的低溫。線圈是超導(dǎo)磁體裝置的核心部件，超導(dǎo)線圈的繞制需要設(shè)計匹配的繞制骨架以及合適的繞制工藝，骨架的設(shè)計過程中需要著重解決層繞環(huán)形纏繞過程中內(nèi)應(yīng)力的控制、超導(dǎo)線圈繞制過程中的平行度和螺旋角度的控制。通過可調(diào)張力設(shè)備控制繞制過程中的張力和角度，從而優(yōu)化層間絕緣尺度，滿足高溫超導(dǎo)性能需要。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用單根超導(dǎo)線圈直接繞制在線圈骨架上，若超導(dǎo)線圈的某部分發(fā)生損害，則此超導(dǎo)線圈將不可繼續(xù)使用，造成了超導(dǎo)線圈的浪費，使超導(dǎo)線圈的使用成本較高，影響了超導(dǎo)磁體的廣泛使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例中提供了一種高溫超導(dǎo)線圈骨架，以解決現(xiàn)有技術(shù)中超導(dǎo)線圈的某部分發(fā)生損害，導(dǎo)致此超導(dǎo)線圈不可使用，從而造成超導(dǎo)線圈使用成本較高的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例公開了如下技術(shù)方案：

一種高溫超導(dǎo)線圈骨架，包括一個線圈架組，所述線圈架組包括數(shù)個線圈架，數(shù)個所述線圈架由內(nèi)而外依次排列放置；每個所述線圈架包括一個用于繞制線圈的線圈架本體，所述線圈架本體的兩端分別設(shè)有上法蘭與下法蘭；所述上法蘭上設(shè)有兩個引出槽，所述引出槽用于引出線圈的接口；

所述高溫超導(dǎo)線圈骨架還包括兩個絕緣板，每個所述絕緣板上固定一電極，所述電極用于焊接線圈的接口。

優(yōu)選地，所述線圈架組包括三個線圈架，分別為由內(nèi)而外依次排列放置的第一線圈架、第二線圈架及第三線圈架。

優(yōu)選地，所述線圈本體為跑道型。

優(yōu)選地，所述線圈架為玻璃鋼無磁材料。

優(yōu)選地，所述線圈架上靠近上法蘭的一端設(shè)有數(shù)個上固定件，所述上固定件上設(shè)有三個平行排列的上卡槽，三個所述上卡槽分別用于卡固三個所述線圈架。

優(yōu)選地，所述線圈架上靠近下法蘭的一端設(shè)有數(shù)個下固定件，所述下固定件上設(shè)有三個依次用于卡固三個所述線圈架的下卡槽，所述下固定件上還設(shè)有用于與液氮容器固定連接的腰型孔；

優(yōu)選地，所述上固定件的數(shù)量為4個，4個所述上固定件在所述線圈架上端均勻分布；所述下固定件的數(shù)量為4個，所述下固定件與上固定件對應(yīng)設(shè)置。

優(yōu)選地，所述絕緣板通過凹臺卡件固定在所述第三線圈架的線圈架本體的外側(cè)壁處。

優(yōu)選地，所述電極為銅板電極，所述絕緣板為環(huán)氧樹脂絕緣板。

由以上技術(shù)方案可見，本實用新型實施例提供的一種高溫超導(dǎo)線圈骨架，包括一線圈架組，線圈架組包括數(shù)個相互嵌套設(shè)置的線圈架，每個線圈架包括用于繞制超導(dǎo)線圈的線圈架本體及用于引出線圈接口的引出槽。每個線圈架上各自繞制一根單獨的超導(dǎo)線圈，超導(dǎo)線圈的線圈接口從引出槽內(nèi)伸出，不同線圈架上的線圈接口可以進(jìn)行連接，形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。每個線圈架上的超導(dǎo)線圈相對獨立，若某根線圈發(fā)生損壞或故障，短接此故障線圈，連接非故障線圈形成串聯(lián)回路，則超導(dǎo)線圈可正常運行，避免了超導(dǎo)線圈的浪費，也降低了超導(dǎo)線圈的使用成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種高溫超導(dǎo)線圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的線圈架組結(jié)構(gòu)的放大圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種線圈架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的上固定件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的下固定件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1-5中的標(biāo)號表示為：1-線圈架組，11-第一線圈架，12-第二線圈架，13-第三線圈架，2-線圈架本體，31-上法蘭，32-下法蘭，4-引出槽，5-絕緣板，51-凹臺卡件，6-電極，71-上固定件,711-上卡槽，72-下固定件，721-下卡槽，722-腰型孔。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型保護的范圍。

圖1為本實用新型實施例提供的一種高溫超導(dǎo)線圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，包括一個線圈架組1，線圈架組1包括數(shù)個線圈架。為了節(jié)省空間，數(shù)個線圈架具有不同的內(nèi)徑尺寸，數(shù)個線圈架按照內(nèi)徑尺寸由小到大的順序、由內(nèi)而外依次嵌套設(shè)置。

數(shù)個線圈架上各自纏繞一根線圈，其中，某一線圈架上纏繞的線圈與其他任意一線圈架上的線圈連接。若某個線圈架上的線圈發(fā)生損壞或故障，則可將此線圈架上的線圈進(jìn)行短路，將其線圈架上的線圈進(jìn)行依次連接，則此超導(dǎo)磁體仍可正常工作，從而解決了線圈使用成本較高的問題。

此外，與僅設(shè)有一個線圈架相比，設(shè)置多個線圈架后，每個線圈架上纏繞的線圈的數(shù)量減少，因此，纏繞的層數(shù)較少，有利于內(nèi)層線圈的散熱，避免了因線圈運行中產(chǎn)生的焦耳熱無法及時散出、導(dǎo)致磁體失超現(xiàn)象的發(fā)生。

線圈架組包括數(shù)個線圈架，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際情況設(shè)置線圈架的個數(shù)，例如3個、4個或5個等，其均屬于本領(lǐng)域的保護范圍。圖2為本實用新型實施例提供的線圈架組結(jié)構(gòu)的放大圖，如圖2所示，本實施例中，高溫超導(dǎo)線圈骨架包括三個線圈架，分別為第一線圈架11、第二線圈架12及第三線圈架13，三個線圈架由內(nèi)而外依次嵌套放置。為了便于之后的固定件對線圈架的卡固，第一線圈架11、第二線圈架12及第三線圈架13的內(nèi)徑依次成等差數(shù)列設(shè)置，即三個線圈架內(nèi)而外依次排列放置后，使相鄰線圈架的間距一致。同時，為了方便線圈架與固定件的配合，本實施例中，三個線圈架的厚度保持一致。

本實施例中，線圈架為玻璃鋼無磁材料，與傳統(tǒng)的不銹鋼材料制作的線圈架相比，玻璃鋼無磁材料的線圈架可以消除線圈在通電過程中產(chǎn)生的渦流損耗，避免焦耳熱的產(chǎn)生，從而減少了超導(dǎo)磁體運行中焦耳熱導(dǎo)致磁體失超的可能性。此外，玻璃鋼無磁材料制備的線圈架具有適度的剛度，可在線圈繞制、固化的過程中保持原有形態(tài)不變。

圖3為本實用新型實施例提供的一種線圈架的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，每個線圈架均包括一個線圈架本體2，線圈架本體2用于繞制線圈。線圈架的形狀為類橢圓形，本實施例中，線圈架本體為跑道型，跑道型具體為，兩端為圓弧形，中部為兩條平行的直線。當(dāng)然，線圈架本體還可為兩端具有較尖弧度的橄欖形，其均屬于本實用新型的保護范圍。與現(xiàn)有技術(shù)中的圓形的線圈架本體相比，跑道型的線圈架本體占據(jù)更小的空間，因此，有利于小型化超導(dǎo)磁體裝置的體積。

每個線圈架本體2的兩端分別設(shè)有上法蘭31與下法蘭32；上法蘭31上設(shè)有兩個引出槽4，分別為第一引出槽與第二引出槽，引出槽4用于引出線圈的接口。每個線圈架本體2上分別繞制一線圈，一根線圈具有兩個線圈接口，其中一個線圈接口從第一引出槽伸出，另一個線圈接口從第二引出槽伸出。

從引線槽內(nèi)伸出的線圈接口可以與另兩個中任意一線圈的線圈接口進(jìn)行連接，例如，三個線圈的線圈接口可以依次進(jìn)行首尾連接；當(dāng)然，若其中一個線圈損壞，則可將另外兩個線圈的線圈接口進(jìn)行直接連接，則線圈仍可正常工作，因此，延長了線圈的使用壽命，降低了線圈的使用成本。應(yīng)當(dāng)說明，線圈接口之間的連接方式有多種，例如焊接，其均屬于本實用新型的保護范圍。

高溫超導(dǎo)線圈骨架還包括兩個絕緣板5，絕緣板5與線圈架的連接方式有多種，在本實施例中，絕緣板5通過凹臺卡件51固定在第三線圈架13的線圈架本體2的外側(cè)壁處，從而將第三線圈架13上繞制的線圈與電極6進(jìn)行絕緣隔離。凹臺卡件51為L型板材，L型板材包括相互垂直的第一平板與第二平板，第一平板上設(shè)有三個相互平行的凹臺卡槽，三個凹臺卡槽分別用于卡固三個線圈架；第二平板上設(shè)有螺孔，絕緣板5與其對應(yīng)位置處設(shè)有設(shè)有相匹配的螺釘，通過螺釘與螺孔的配合，將絕緣板5固定在第二平板上，從而實現(xiàn)將絕緣板5在線圈架上的固定。本實施例中，絕緣板5為環(huán)氧樹脂絕緣板，環(huán)氧樹脂絕緣板具有無磁與低溫絕緣性，因此，適合應(yīng)用在超導(dǎo)磁體應(yīng)用中。

每個絕緣板5上固定一個電極6，電極6用于焊接線圈的接口，絕緣板5用于將線圈與電極6之間的絕緣。電極與絕緣板的固定連接方式有多種，本實施例中，通過螺釘與螺孔的方式，將電極與絕緣板固定連接。

電極6用于連接外電路與線圈，其具體為，從引出槽4內(nèi)伸出的線圈焊接在電極6上，同時，電極6通過銅編織帶(一種柔性導(dǎo)線)與電流引線(一種與外電路相連接的硬質(zhì)導(dǎo)線)電連接，即電極6連接了外電路與線圈，形成了電流串聯(lián)通路。本實施例中，電極6為銅板電極，銅板電極具有良好的導(dǎo)電與導(dǎo)熱性能。

線圈架上設(shè)有上法蘭31的一端為線圈架上端，另一端為線圈架下端，線圈架上端設(shè)有數(shù)個上固定件71。圖4為本實用新型實施例提供的上固定件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，上固定件71上設(shè)有三個平行排列的上卡槽711，三個上卡槽711分別用于卡固三個線圈架。應(yīng)當(dāng)說明，每個上卡槽711的寬度應(yīng)當(dāng)與線圈架的厚度相匹配，相鄰上卡槽711間的間距應(yīng)當(dāng)與相鄰線圈架的間距保持一致。

線圈架下端設(shè)有數(shù)個下固定件72，圖5為本實用新型實施例提供的下固定件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，下固定件72上設(shè)有三個依次用于卡固三個線圈架的下卡槽721。應(yīng)當(dāng)說明，下卡槽721的寬度與間距與上卡槽711相同，再此不做贅余。下固定件72上還設(shè)有腰型孔722，腰型孔722用于與液氮容器固定連接。本實施例中，腰型孔722通過定位螺釘固定于液氮容器底部。下固定件72的下卡槽721與線圈架固定連接，下固定件72的腰型孔722通過定位螺釘液氮容器底部固定連接，從而實現(xiàn)了將高溫超導(dǎo)線圈骨架固定在液氮容器上。

應(yīng)當(dāng)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需要設(shè)定上固定件與下固定件的數(shù)量，其均屬于本實用新型的保護范圍。本實施例中，所述上固定件的數(shù)量為4個，4個所述上固定件在所述線圈架上端均勻分布；所述下固定件的數(shù)量為4個，所述下固定件與上固定件對應(yīng)設(shè)置。

需要說明的是，在本文中，諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅是本實用新型的具體實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

以上所述僅是本實用新型的具體實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。