[发明专利]小型传导冷却超导磁体的悬吊式支撑机构

说明书

本发明涉及一种小型传导冷却超导磁体的悬吊式支撑机构，包括冷质量支撑座、第一低导热拉杆、关节支撑座、第二低导热拉杆、及常温支撑座；冷质量的外侧均布设有冷质量支撑座，其内设有第一低导热拉杆球面连接；真空容器的上下法兰内侧固定有常温支撑座，其内设有第二低导热拉杆球面连接；第二低导热拉杆穿过冷屏的上下端板上的通孔；第一低导热拉杆与第二低导热拉杆通过关节支撑座连接在一起；关节支撑座上连接有导热支撑带；导热支撑带的一端连接固定在关节支撑座上；导热支撑带的另一端连接固定在冷屏的上端板或下端板上。本发明降低了拉杆支撑组件的使用数量，在充分实现支撑功能的同时，简化了超导磁体内部结构，降低了冷却系统漏热。

技术领域

本发明涉及一种小型传导冷却超导磁体的支撑安装结构，属于超导磁体技术领域。

背景技术

传导冷却超导磁体采用制冷机直接冷却超导线圈所在的冷质量，稳态运行无需液氦等制冷剂参与，使超导设备不再受到氦资源短缺的制约，已成为超导磁体的一支重要发展方向。由于没有存储液氦的容器，大大降低了超导线圈所在冷质量的总质量和总体积。受到冷质量温度均匀性的限制，单纯的传导冷却超导磁体都是小型的。相对于大中型超导磁体，允许其内部的悬吊式支撑结构做适当简化。

在实验室研究阶段，绝大部分传导冷却超导磁体都采用室温孔径竖直放置的形式。悬吊式支撑以承受冷质量自身重力为主要目的，所以悬吊式支撑系统通常被简化为以垂直拉吊为主的形式。《低温工程》2015年第5期(总第207期)刊发的《传导冷却型低温超导磁体系统的设计与实验》介绍了传导冷却型低温超导磁体系统的结构设计，即采用了悬吊式支撑系统。

但是随着传导冷却超导磁体在医疗领域和工业领域应用范围的日益增加，长途运输、地震，以及磁性介质在室温孔内沿轴线的周期性运动等因素需要在悬吊式支撑系统中考虑多自由度的受力安全问题。因此参照大中型超导磁体，在产品级超导磁体的解决方案中大多采用了以轴向约束为主的、具有六自由度约束能力的悬吊式支撑结构，且冷屏和冷质量被分别支撑。所以此类传导冷却超导磁体中存在两套独立的六自由度悬吊式支撑结构。但是，可靠性被提高的同时磁体内部结构的复杂性也被增加了，增加支撑结构件的同时冷却系统的漏热也被增加了。

与液氦浸泡冷却超导磁体相比，小型传导冷却超导磁体的冷质量和冷屏均较轻，如果采用与前者相同的支撑形式，显然是被“过度”约束了。

故，有必要针对小型传导冷却超导磁体的内部悬吊式支撑结构进行适当设计，以期在降低支撑漏热、增加支撑约束自由度提高磁体系统性能，同时通过降低支撑复杂性简化制造流程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型传导冷却超导磁体的悬吊式支撑机构，以期在降低支撑漏热、增加支撑约束自由度提高磁体系统性能，同时通过降低支撑复杂性简化制造流程。

为达到上述发明目的，本发明提供了一种小型传导冷却超导磁体的悬吊式支撑机构，包括冷质量支撑座、第一低导热拉杆、关节支撑座、第二低导热拉杆、及常温支撑座；

冷质量的外侧设有外骨架，外骨架的两端设有不锈钢环，在两端的不锈钢环上均布设有3个以上的冷质量支撑座；

所述冷质量支撑座内设有通孔，其内穿设有所述第一低导热拉杆；

所述第一低导热拉杆沿所述冷质量的轴线方向向冷质量的另一端设置，同时所述第一低导热拉杆沿所述冷质量的直径方向向外设置；

在真空容器的上下法兰内侧固定有与所述冷质量支撑座数量及分布方位相匹配的所述常温支撑座；

所述常温支撑座上设有通孔，其内穿设有第二低导热拉杆；

在冷屏的上下端板上设有通孔；所述第二低导热拉杆无阻碍的穿过所述通孔，向所述冷质量所在方向设置；

所述第一低导热拉杆与所述第二低导热拉杆通过所述关节支撑座连接在一起；