[发明专利]超导磁体系统

说明书

技术领域

本发明涉及超导技术，尤其涉及一种制冷机直接传导冷却的低温超导磁体系统。

背景技术

现有技术中，低温超导磁体系统大多往往需要使用液氦作为冷却介质，把超导线圈浸泡在液氦杜瓦中，使超导线圈温度均匀稳定。但是，使用液氦作为冷却介质的超导磁体系统如果采用直接灌注液氦冷却超导线圈，液氦的消耗比较大，费用比较高，会增加低温超导磁体系统的成本；如果采用制冷机液化氦气收集液氦，时间花费较长。这给小型低温超导磁体系统使用带来不便。

除上述的通过冷却介质来保持超导线圈的低温环境的方式外，低温超导磁体系统还可以通过传导冷却的方式来保持超导线圈的低温环境。

从目前国内外低温超导磁体的制造技术发展情况来看，传导冷却磁体要么需要配备供冷却材料流动的配管、要么需要在真空容器中配备蓄冷系统，这都增加了整个超导磁体系统的制造难度。配备供冷却材料流动的配管这一方式对配管要求很高，一是配管材料的热传导性能要好，二是对配管的密封性能要求高，同时在外部还需要配备冷却材料制备系统；在真空容器中配备蓄冷系统这种方式，则是要求蓄冷系统密封性好，蓄冷能力强。

因此，需要提供一种使用方便、结构简洁、性能稳定且维护方便的超导磁体系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制冷机直接传导冷却的超导磁体系统，以解决现有技术的超导磁体系统不能同时做到使用方便、结构简洁、性能稳定且维护方便的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种超导磁体系统，包括低温系统、超导线圈、电流引线、监控装置和励磁电源，低温系统，包括制冷机、导冷桥和由内而外设置的且其间填充有多层绝热材料的4K辐射屏、40K辐射屏和真空容器；超导线圈设置于4K辐射屏内，超导线圈及4K辐射屏通过导冷桥直接与制冷机的冷头二级相连；40K辐射屏直接与制冷机的冷头一级相连；电流引线包括铜引线、HTS引线以及换热件，铜引线高温端连接所述励磁电源，铜引线的低温端和HTS引线的高温端连接到换热件，HTS引线低温端通过引线座连接超导线圈的进出线；所述监控系统，具有多个监测点，以监测低温系统的温度及真空容器的真空度。

本发明的有益效果在于，本发明的超导磁体系统，是一种制冷机直接传导冷却的低温超导磁体系统，由于不需要液氦作冷却介质，因此克服了现有技术中的冷却介质冷却方式存在的成本高及使用不便的问题；同时，也不需要配备配管和蓄冷系统，因此结构简洁，使用便利且维护方便，因此，本发明的超导磁体系统能够同时具有使用方便、结构简洁、性能稳定且维护方便的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的超导磁体系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的超导磁体系统的真空容器的结构示意图；

图3为本发明实施例的超导磁体系统的超导线圈结构示意图；

图4为本发明实施例的超导磁体系统的导冷桥结构示意图；

图5为本发明实施例的超导磁体系统的电流引线结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当指出，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书中所讲的内外，靠近超导线圈2的方向为内侧，远离超导线圈2的方向为外侧。

如图1所示，本发明实施例的超导磁体系统，是一种不需要液氦做冷却介质、制冷机直接传导冷却的小型低温超导磁体系统。本发明的超导磁体系统包括低温系统1、超导线圈2、电流引线3、监控装置和励磁电源五大部分，其中，励磁电源可以使用与现有技术相同的励磁电源，对于其余四大部分，以下依次介绍：。

一、低温系统

如图1所示，本发明实施例的低温系统1包括制冷机10、真空容器11、4K辐射屏12、40K辐射屏13以及导冷桥14等部件。真空容器11可为300K真空容器，其材质可为不锈钢。4K辐射屏12的材质例如可为1mm厚的紫铜，而40K辐射屏13的材质例如可为4.5mm厚的紫铜板。4K辐射屏12与40K辐射屏13也可称为4K热辐射屏12与40K热辐射屏13，均也可采用高纯铝材质。