低導熱高強度超導磁體承重吊杆的製作方法
2024-03-04 13:31:15 1
低導熱高強度超導磁體承重吊杆的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低導熱高強度超導磁體承重吊杆，包括有?6mm玻纖棒和兩個相同的金屬連接頭，所述?6mm玻纖棒兩端插入於所述金屬連接頭的?6mm通孔內，所述金屬連接頭一端帶有外螺紋，另一端為縮徑變形段。它具有較高的強度和很低的導熱，可大幅降低超導磁體的傳導漏熱。
【專利說明】低導熱高強度超導磁體承重吊杆
【技術領域】
[0001]本實用新型是應用於超導磁體設備中，連接超導磁體與室溫部件的承重吊杆。
【背景技術】
[0002]超導磁體運行在低溫環境中，其性能也與溫度緊密相關，一般採用液氦浸泡方式或低溫制冷機進行冷卻並使其維持在所需溫度，為降低超導磁體的製冷負荷或液氦蒸發速度，必須儘可能減少其漏熱。承重吊杆是超導磁體設備不可或缺的部件，它將超導磁體懸吊於杜瓦中以減少與外界的接觸，由於它同時連接著超導磁體和室溫部件且具有較大的橫截面積，其產生的漏熱是超導磁體中固體傳導漏熱的主要形式，因此有必要對其進行合理的設計，在保證強度的同時最大限度地降低其漏熱。
[0003]現行的大多數承重吊杆採用不鏽鋼材料以保證強度需要，為降低漏熱，通常採用以下兩種方法:1)在承重吊杆與超導磁體或杜瓦的連接處增加熱隔斷，如加入環氧墊圈和套管等；2)增加或延長導熱路徑。方法一較為簡單，但由於材料導熱係數較高，只能在一定程度上降低其傳導漏熱；方法二使其自身及杜瓦結構變得複雜，也增加了製造難度。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種低導熱高強度超導磁體承重吊杆，它具有較高的強度和很低的導熱，可大幅降低超導磁體的傳導漏熱。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]—種低導熱高強度超導磁體承重吊杆,包括有06 mm玻纖棒和兩個相同的金屬連接頭，所述06 mm玻纖棒的兩端插入於所述金屬連接頭的06 mm通孔內，所述金屬連接頭是直徑為12 mm的不鏽鋼棒，其一端帶有外螺紋，另一端為縮徑變形段。
[0007]金屬連接頭加熱至200 °C後裝入壓制模具內，再用輾壓機擠壓壓制模具，從而使所述的金屬連接頭受壓變形並與所述玻纖棒端部產生抱緊力。所述壓制模具為兩個相同的40 Cr鋼塊，所述40 Cr鋼塊一側帶有半圓形槽，兩個所述的40 Cr鋼塊合在一起可形成一個圓形槽。
[0008]本實用新型採用以下方法達到低導熱、高強度、製造簡單和方便使用的設計目的:
[0009](I)、在國內，玻纖棒已經成為商業並且價格低廉，該材料具有很低的導熱係數和很高的抗拉強度，室溫下其抗拉強度可達到1000 MPa，低溫下則強度更高，150 K時其導熱率僅約為0.56 ff/m.K (約為不鏽鋼的1/20),因此採用玻纖棒作為承重吊杆的主體材料可大大降低傳導漏熱。
[0010](2)、由於玻纖棒端部不可進行機加工(否則會導致玻璃纖維斷裂，無法保證承力)，在其兩端增加金屬連接頭解決了玻纖棒與超導磁體或杜瓦法蘭的連接問題。
[0011](3)、玻纖棒端部加熱後有少許的軟化，使其在壓制過程中易於變形，同時也可防止因壓制產生裂紋。[0012](4)、當壓制模具被擠壓到位後，金屬連接頭單邊壓縮量最大為0.45 mm，此壓縮量通過實驗測得，大於或小於該值都會使吊杆承力能力下降。
[0013]本實用新型的承拉測試結果:
[0014]測試時，承重吊杆兩端的金屬連接頭固定在拉力測試儀器上，當拉力達到800公斤時，在其一端的容器中注入液氮以模擬承重吊杆在超導磁體杜瓦中的溫度條件，然後繼續增加拉力載荷，直至金屬連接頭與玻纖棒出現滑動破壞。對多根承重吊杆進行測試表明，單根可承受大於1200公斤的拉力載荷。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016]本實用新型結構簡單，使用方便，工藝簡單且可重複性好，在保證強度的前提下，大幅降低了超導磁體的傳導漏熱，減少了超導磁體設備的製冷負荷或液氦蒸發速度，可廣泛應用於各種超導磁體設備中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖2為其中一根吊杆承拉測試的『距離一力』曲線。
【具體實施方式】
[0019]參見圖1、圖2, —種低導熱高強度超導磁體承重吊杆,包括有06 mm玻纖棒I和兩個相同的金屬連接頭2,所述06 mm玻纖棒I兩端插入於所述金屬連接頭2的06 mm通孔內，所述金屬連接頭一端帶有外螺紋3，另一端為縮徑變形段4。
[0020]用加熱帶將金屬連接頭I加熱至200 1:後，依次將這兩個金屬連接頭2裝入壓制模具內，再用輾壓機擠壓壓制模具，拆除壓制模具後即完成了一根承重吊杆的製作。
【權利要求】
1.一種低導熱高強度超導磁體承重吊杆,包括有06 mm玻纖棒和兩個相同的金屬連接頭，其特徵在於:所述06 mm玻纖棒兩端插入於所述金屬連接頭的06 mm通孔內，所述金屬連接頭一端帶有外螺紋，另一端為縮徑變形段。
【文檔編號】H01F6/00GK203560278SQ201320676735
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】朱加伍, 王福堂, 陳文革, 黃鵬程, 匡光力 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院