Электромагнит

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТ, преимущественно гиперпроводящий, содержащий обмотку, выполненную не менее чем из двух кольцевых спирально-циливдрических секций с витками, размещенную в криостате, выполненном в виде кольцевого корпуса с патрубками для подвода и отвода хладагента, о т л и ч ающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем улучшения охлаждения, электромагнит содержит кольцевую пepeгopo кy, а витки соседних .секций обмотки смещены друг относительно друга в радиальном направлении таким образом, что торцы витков одной секции примыкают к наружной стенке корпуса криостата, при этом торцы витков другой секции примыкают к внутренней стенке корпуса криостата, а другие торцы витков секций и, соответственно, наружная |и внутренняя стенки корпуса криостата образуют каналы для циркуляции хладагента пространственно-витой . формы, повторяющие форму витков секций , причем верхний и нижний торцы обмотки и корпус криостата образуют коллекторы дпя прохода хладагента, верхний коллектор разделен на две (Л части кольцевой перегородкой, один край которой примыкает к корпусу криостата, другой - к торцу обмотки, патрубки присоединены соответственно к одной и другой частям верхнего коллектора, а концы секций обмотки соединены параллельно друг с другом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (g1)tt Н 01 F 7, 06, 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3663929/24-07 (22) 15.11.83 (46) 30 ° 10.90. Бюл. 11t 40 (72) В.Н.Хазов (53) 538.2441621.565.4(088.8) (56) Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы. N.: Мир, 1976, с.590.

Хазов В.Н. Проект мощного гиперпроводящего соленоида. — Вопросы атомIt ной науки и техники, серия Термоядерный синтез". — М.ИАЭ им. И.В.Курчатова, 1982, 2 (10), с.52. (54) (57) ЭЛЕКГРОИАГНИТ, преимущественно гиперпроводящий, содержащий обмотку, выполненную не менее чем издвух кольцевых спирально-цилиндрических секций с витками, размещенную в криостате, выполненном в ниде кольцевого корпуса с патрубками для подвода и отвода хладагеита, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем улучшения охлаждения, электромагнит содержит кольцевую перегородочку, а

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании обмоток электромагнитов, преимущественно гиперпроводящих.

Известна конструкция сверхпроводящей магнитной системы, содержащей обмотку, выполненную из сверхпроводящего материала из дисковых секций, которые размещены друг относительно друга с зазорами для циркуляции хладагента.

2 витки соседних .секций обмотки смещены друг относительно друга в радиальном направлении таким образом, что торцы витков одной секции примыкают к наружной стенке корпуса криостата, при этом торцы витков другой секции примыкают к внутренней стенке корпуса криостата, а другие торцы витков секций и, соответственно, наружная ! и внутренняя стенки корпуса криостата образуют каналы для циркуляции хладагента пространственно-витой . формы, повторяющие форму витков секций, причем верхний и нижний торцы обмотки и корпус криостата образуют коллекторы дпя прохода хладагента, верхний коллектор разделен на две части кольцевой перегородкой, один край которой примыкает к корпусу криостата, другой — к торцу обмотки, патрубки присоединены соответсгвенно к одной и другой частям верхнего коллектора, а концы секций обмотки соединены параллельно друг с другом.

Недостатком этой конструкции является повышенный расход хладагента, обусловленный большим сечением зазоров крупных магнитных систем.

Известна также конструкция элек.тромагнита, преимущественно гиперпроводящего, содержащего обмотку, выполненную не менее чем из двух кольцевых спирально-цилиндрических секций с витками, размещенную в криостате, выполненном ввиде кольце1149801 вого корпуса с патрубками для подвода и отвода хладагента.

Данная конструкция по своей технической сути и достигаемому резуль тату является наиболее близкой к изобретению.

Недостатками ее являются пониженная надежность работы, обусловленная необходимостью использования в зазорах между корпусом криостата и обмоткой спиральных направляющих с элементами их крепления, а также неудовлетворительная эффективность охлаждения, обусловленная тем, что теплосъем происходит только с боковых поверхностей обмотки и последняя не имеет развитой поверхности охлаждения.

Цель изобретения — повышение надежности работы путем улучшения охлаждения.

Дя этого электромагнит, преимущественно гиперпроводящий, имеющий обмотку,,выполненную не менее чем из двух кольцевых спирально-цилнндрн- 25 ческих секций с витками, размещенную в криостате, выполненном в виде коль- . цевого корпуса с патрубками для подвода и отвода хладагента, содержит кольцевую перегородку, а витки сосед- 30 них секций обмотки смещены друг относительно друга в радиальном направлении таким образом, что торцы витков одной секции примыкают к наружной стенке корпуса криостата, при этом торцы витков другой секции примыкают к внутренней стенке корпуса криостата, а другие торцы витков секций и соответственно наружная и внутренняя стенки корпуса криостата образуют ка- 4 калы для циркуляции хладагента пространственно-витой формы, повторяющие форму витков секций, причем верхний и нижний торцы обмотки и корпус криостата образуют коллекторы для 45 прохода хладагента, верхний коллектор разделен на две части кольцевой перегородкой, один край которой примыкает к корпусу криостата, другой— к торцу обмотки, патрубки присоединены соответственно к одной и другой частям верхнего коллектора, а концы секций обмотки соединены параллельно друг с другом.

На фиг.1,схематически изображен электромагнит, поперечный разрез; на фиг.2 — секции обмотки электромаг нита.

Электромагнит, преимущественно гиперпроводящий, содержит обмотку, выполненную не менее чем из двух кольцевых спирально-цилиндрических секций 1 и 2 с витками, размещенную в криостате, выполненном в виде кольцевого корпуса 3 с патрубками

4 и 5 для подвода и отвода хладагента соответственно1 кольцевую перегородку 6, Витки соседних секций

1 и 2 обмотки смещены друг относи" тельно друга в радиальном направлении таким образом, что торцы витков одной секции, например секции 1, примыкают к наружной стенке корпуса 3 криостата, при этом торцы витков другой секции, например секции 2, примыкают к внутренней стенке корпуса 3 криостата, а другие торцы витков секций н, соответственно, наружная и внутренняя стенки корпуса криостата образуют каналы для циркуляции хладагента пространственновинтовой формы, повторяющие форму витков секций 1 и 2. Причем верхний и нижний торцы обмотки и корпус 3 криостата.образуют коллекторы для прохода хладагента, верхний коллектор разделен на две части кольцевой перегородкой 6, один край которой примыкает к корпусу криостата, другой — к торцу обмотки, патрубки 4 и

5 присоединены соответственно к одной и другой частям верхнего коллектора, а концы секций обмотки соединены параллельно друг с другом.

Электрическое соединение секций обмотки может быть выполнено любым образом — как вне криостата, на блоке питания, так и прямо в рабочей зоне.

Если для простоты рассматривать двухсекционную обмотку, то поочередное смещение витков может быть выполнено при ввинчивании секций, радиусы намотки которых несколько, на заданную величину радиальной ширины канала охлаждения, различны. Последним замоноличиванием обмотки обеспечивается фиксация ее структуры в таком виде.

В описываемом устройстве не требуется прокладки и фиксации спиральных направляюще-дистанцирующих элементов, что повышает надежность выполнения электромагнита, поскольку каналы. охлаждения в обмотке выполняются совершенно жестко и не могут в

Техред М.Дидык Корректор Т.Палий

Редактор С.Титова

Заказ 4353 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 l1 процессе работы смещаться. Электрический же контакт между токонесущими ,, элементами обмотки, шиной и корпусом криостата не опасен, поскольку для гиперпроводящих обмоток отношение проводимости соответствующих металлов не ниже !00000-50000, т.е. для гиперпроводника даже обычный металл является достаточно хорошим изолятором °

Выполнение электромагнита с обмоткой такого типа весьма несложно, 4980! 6 причем практически возможно варьирование ширины зазора канала от

1 до 3-.5 мм, что достаточно для большинства ситуаций. Достоинством решения является и развитая поверхность теплосъема по сравнению с прототипом, Тепловой поток при этом можно понизить ие менее чем в 2-3 раза, а перепад температуры между шиной и охладителем на 2 К, т.е. на 207. относительно принятого диапаэона в 10 К.