[发明专利]一种高导冷低失超铌三锡超导线圈及其制作方法

权利要求书

1.一种高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：包括骨架芯桶(1)、第一端板(2)、第二端板(3)、绝缘层(4)、铌三锡超导线圈(5)和绑扎层(6)；所述骨架芯桶(1)穿过两个第二端板(3)，所述第二端板(3)与骨架芯桶(1)之间为滑动配合；所述第一端板(2)在第二端板(3)穿过所述骨架芯桶(1)之后焊接在骨架芯桶(1)两侧，焊接位置保证所述铌三锡超导线圈(5)的尺寸要求；所述绝缘层(4)在所述骨架芯桶(1)和第二端板(3)内侧，作为所述铌三锡超导线圈(5)和所述第二端板(3)的绝缘层；所述铌三锡超导线圈(5)绕制在做好绝缘后的所述骨架芯桶(1)上；所述绑扎层(6)绕制在所述铌三锡超导线圈(5)外侧，用于对所述铌三锡超导线圈(5)施加径向约束力，同时所述绑扎层(6)作为外层导冷，连接到所述铌三锡超导线圈(5)两侧的第二端板(3)上，从所述铌三锡超导线圈(5)的外表面对所述铌三锡超导线圈(5)冷却。

2.根据权利要求1所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：所述骨架芯桶(1)为圆柱形结构，采用不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：所述第二端板(3)为高纯铜材料制作，低温下具有高热导率。

4.根据权利要求1所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：所述骨架芯桶(1)与第二端板(3)之间的配合间隙为0.02mm到0.1mm。

5.根据权利要求1所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：所述第一端板(2)为不锈钢材料，方便焊接在所述骨架芯桶(1)上；所述第一端板(2)为扇形结构，所述第一端板(2)与所述骨架芯桶(1)焊接后形成齿轮结构，与所述第二端板(3)形成齿轮配合。

6.根据权利要求5所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：所述第二端板(3)为台阶结构，台阶底面为圆平面，作为所述铌三锡超导线圈(5)的端面，台阶顶面为多个扇形自由面，扇形自由面形成齿轮结构，与所述第一端板(2)形成齿轮配合；所述扇形自由面上开有螺纹孔，用于连接导冷结构。

7.根据权利要求1所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：所述第一端板(2)和第二端板(3)形成的齿轮配合为间隙配合，配合的间隙为0.1mm到1mm。

8.根据权利要求1所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈，其特征在于：所述绑扎层(6)为黄铜材料，对所述铌三锡超导线圈(5)导冷的同时，在600℃以上高温和-269℃的低温下仍然具有足够的强度。

9.根据权利要求1-7之一所述的高导冷低失超铌三锡超导线圈的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将所述骨架芯桶(1)穿过两个所述第二端板(3)，所述第二端板(3)与所述骨架芯桶(1)之间为滑动配合，配合间隙为0.02mm到0.1mm；

(2)将所述骨架芯桶(1)从两侧分别穿过两个所述第二端板(3)，从两侧分别固定所述第一端板(2)和第二端板(3)，使所述第一端板(2)和第二端板(3)形成齿轮配合，齿间的配合间隙为0.1mm到1mm；

(3)所述骨架芯桶(1)两侧的两个第二端板(3)间的距离为所述铌三锡超导线圈(5)的长度和所述铌三锡超导线圈(5)两侧的绝缘层(4)的厚度之和；固定位置后分别将两个所述第一端板(2)与所述骨架芯桶(1)进行焊接，焊接位置为所述骨架芯桶(1)的顶面和底面，焊接方式为点焊，焊点数量为3到6个，防止焊点过多对所述骨架芯桶(1)带来变形；

(4)在两个所述第二端板(3)内侧和所述骨架芯桶(1)上安装所述绝缘层(4)，保证所述铌三锡超导线圈(5)对所述骨架芯桶(1)和第二端板(3)的绝缘；

(5)将铌锡导线精密绕制在所述骨架芯桶(1)上，两个第二端板(3)为所述铌三锡超导线圈(5)的两侧约束面；

(6)铌锡导线绕制完成后，在最外层做绝缘处理；

(7)用黄铜导线对所述铌三锡超导线圈(5)进行绑扎，所述绑扎层(6)两侧分别绕制到两个所述第二端板(3)上，在所述铌三锡超导线圈(5)热处理后将所述绑扎层(6)用锡焊焊接到两个第二端板(3)上，从而将所述绑扎层(6)连接到两个第二端板(3)上，通过所述第二端板(3)和导冷结构从所述铌三锡超导线圈(5)的外层对所述铌三锡超导线圈(5)进行冷却；

(8)用胶带分别将两个所述第二端板(3)与两个所述第一端板(2)进行保护，防止所述铌三锡超导线(5)在真空的过程中使树脂进入到所述第一端板(2)和第二端板(3)间，保证所述第一端板(2)和第二端板(3)无固定连接；所述第一端板(2)起到防止所述第二端板(3)连同所述铌三锡超导线圈(5)沿轴向向两侧运动，对所述第二端板(3)连同所述铌三锡超导线圈(5)进行限位，当所述第二端板(3)连同铌三锡超导线圈(5)沿轴向向中间运动时，所述第一端板(2)脱离所述第二端板(3)，减少所述铌三锡超导线圈(5)内部的摩擦生热，减小所述铌三锡超导线圈(5)失超的几率，提高所述铌三锡超导线圈(5)的安全裕度。