一種超導磁滾筒導冷裝置的製作方法

2023-08-08 18:30:51

本實用新型涉及超導磁滾筒領域，具體涉及一種超導磁滾筒導冷裝置。

背景技術：

超導磁滾筒是一種磁選礦設備，多用於粉類、顆粒狀、小塊狀物料的處理，或者是對鐵質的回收利用，進一步減輕下一道工序的負荷，廣泛用於礦山、電力、建材、冶金、化工等行業。

超導磁滾筒的選礦過程是一個長時間連續作業過程，由於漏熱、電子設備放熱等原因，磁體內部會傳入或產生熱量，使溫度上升，若要維持線圈材料的超導態，需要持續傳走熱量，保證穩定的低溫狀態。

傳統的導冷方式為液氦導冷，導磁線圈浸泡在液氦充滿的杜瓦瓶內，但是我國受制於氦氣資源匱乏、提取氦氣成本較高，在需求上一直依賴進口，而且價格昂貴，整個杜瓦瓶內充滿液氦，其使用量大，製造成本高；並且線圈內部微小間隙多，下冷等工藝複雜，耗時長，不穩定係數高；後期維護成本也很高。傳統的產品已有逐漸被取代的趨勢。針對上述問題，我公司技術人員經過大量的設計實驗，設計了一種超導磁滾筒導冷裝置，而目前市場上沒有該類裝置。

技術實現要素：

對於現有技術中所存在的問題，本實用新型提供的一種超導磁滾筒導冷裝置，減小了氦氣的使用量，並且提高了導冷效率，間接降低了製造和維護成本。

為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下：一種超導磁滾筒導冷裝置，包括筒體和熱屏蔽層，所述筒體設置在所述熱屏蔽層內，所述筒體上固定有超導線圈，所述筒體內側設有導冷管，所述導冷管內流動有液氦，所述導冷管的兩端連接有傳導塊，所述傳導塊連接有冷凝頭，所述冷凝頭連接有制冷機。

作為優選的技術方案，所述導冷管選用銅質空心管，所述導冷管按照Z字型管路循環排布。

作為優選的技術方案，所述制冷機設為二級制冷機，制冷機一級冷卻所述熱屏蔽層，制冷機二級將所述導冷管內氦氣冷凝為液氦。

作為優選的技術方案，所述筒體內側設為凹凸臺階型結構，所述導冷管設置在筒體凹槽內，所述超導線圈嵌入所述筒體凸臺中。

作為優選的技術方案，所述導冷管提供的低溫環境控制在4.2K。

該實用新型的有益之處在於：

1.本實用新型氦的液態和氣態均在導冷管內，通過導冷管與筒體的冷傳導，保證超導線圈的溫度，大大減少了液氦的使用量。並且整個系統採用閉式循環，正常工作時對外界無氦氣揮發，運行成本低。

2.超導線圈採用嵌入筒體的方式，保證高效進行冷傳導，導冷管在筒體的位置，以及導冷管的管路布局，保證其與筒體有充分足夠的熱交換接觸面。

3.熱屏蔽層減少了室溫的輻射漏熱，為筒體溫度提供了保障。

附圖說明

圖1為一種超導磁滾筒導冷裝置的立體結構示意圖；

圖中：1-制冷機、2-傳導塊、3-冷凝頭、4-導冷管、5-超導線圈、6-筒體、7-熱屏蔽層。

具體實施方式

為了便於本領域技術人員理解，下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，一種超導磁滾筒導冷裝置，包括筒體6和熱屏蔽層7，筒體6設置在熱屏蔽層7內，熱屏蔽層7減少了室溫的輻射漏熱，為筒體6溫度提供了保障。

筒體6上固定有超導線圈5，為保證高效的進行冷傳導，筒體6內側設為凹凸臺階型結構，超導線圈5嵌入筒體6凸臺中，筒體6內側設有導冷管4，導冷管4設置在筒體6凹槽內，保證其與筒體6有充分足夠的熱交換接觸面，液氦在導冷管4內，與傳統的液氦在杜瓦瓶內相比，大大減少了液氦的使用量。

導冷管4內流動有液氦，導冷管4的兩端連接有傳導塊2，傳導塊2連接有冷凝頭3，冷凝頭3連接有制冷機1，形成一個製冷系統。

為進一步提高冷傳導效率，導冷管4選用銅質空心管，導冷管4按照Z字型管路循環排布。

本實用新型的制冷機1設為二級制冷機，制冷機一級冷卻熱屏蔽層7，減少室溫的輻射漏熱，制冷機二級將導冷管4內氦氣冷凝為液氦，使導冷管4提供的低溫環境控制在4.2K，維持筒體6和超導線圈5低溫狀態，保持超導態和工作的穩定性。

應當理解，這些實施例的用途僅用於說明本實用新型而非意欲限制本實用新型的保護範圍。此外，也應理解，在閱讀了本實用新型的技術內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型做各種改動、修改和/或變型，所有的這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的保護範圍之內。