[发明专利]一种大电流平板铜导体的可拆卸接头

说明书

技术领域

本发明属于一种大电流平板铜导体的可拆卸接头，具体涉及一种在聚变反应实验装置中的平板铜导体纵场线圈的可拆卸接头。

背景技术

在核聚变装置中工作的纵场线圈，其电流大至100～200kA，磁场强度达到2～3T，本身就会产生很大的面内电磁力，又因与其它线圈电流和等离子体电流相互感应产生面外电磁力，在这样的条件下线圈还要做成可拆卸式结构，普通的电接头是不能满足需要的，加上接头位置的空间限制，不能在垂直于线圈导体大面积的方向夹紧，因此迫切需要开发一种能同时满足电阻小和机械强度高且不占空间的接头。

发明内容

本发明的目的是提供一种在大电流、强磁场环境工作的，能同时满足电阻小和机械强度高且不占空间的可拆卸式铜导体接头。

本发明是这样实现的，一种大电流平板铜导体的可拆卸接头，它包括两端的铜板，两端的铜板上开槽成手指形状，每个槽里插有插入棒，插入棒中间开圆孔打入定位销，两端的铜板上还分别开有2个长孔，插入棒也相应的开了4个相同的孔，其中靠近接缝的孔用来安装拉紧螺栓组件，外侧的孔用来安装膨胀螺栓组件。

所述的定位销与插入棒的孔是过盈配合。

所述的拉紧螺栓组件包括高强度的双头螺杆、12角自锁螺母、垫圈、嵌键螺套，嵌键螺套安装在下垫板相应的螺孔中，用于增加螺纹连接强度、增大螺纹受力面、增加螺纹连接的承载力和抗疲劳强度、抗震防松。

所述的膨胀螺栓组件由螺杆、若干阴阳膨胀套管、开口长外套管、垫圈、12角自锁螺母组成。

此接头还包括上垫板、下垫板，上垫板设置在两端铜板的上端，下垫板设置在两端铜板的下端，膨胀螺栓组件、拉紧螺栓组件和定位销分别穿过上垫板、下垫板，下垫板与膨胀螺栓组件对应的位置加入一个限位螺钉，用于安装膨胀螺栓时调节膨胀螺栓的长外套管和螺栓插入孔中的深度。

本发明的优点是，大电流平板铜导体的可拆卸接头结构中，插入棒起到了导通两端铜板电流的作用，同时插入棒的材料选择也提高了铜板因为开槽而减小的本体强度；拉紧螺栓在预紧后能保证插入棒与铜板槽面的紧密贴合从而保证良好的导电性能，同时也提高了整个接头的机械强度；膨胀螺栓在预紧力的作用下充分膨胀后能提高接头的抗剪切强度。整个接头的结构满足了电阻小、机械强度高且不占空间的设计要求。

附图说明

图1为本发明所提供的一种大电流平板铜导体的可拆卸接头剖视图。

图中，1铜板、2铜板、3插入棒、4膨胀螺栓、5拉紧螺栓组件、6定位销、7上垫板、8下垫板、9嵌键螺套、10限位螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：

如图1所示，一种大电流平板铜导体的可拆卸接头采用指形结构，主要包括铜板1、铜板2、插入棒3、膨胀螺栓4、拉紧螺栓5、定位销6、上垫板7、下垫板8、嵌键螺套9、限位螺钉10，其中，两端的铜板1和2同时按照一定的间距开槽成手指形状，每个槽里插入一根强度比铜板高的铍钴铜合金棒，每根插入棒3中间开圆孔打入定位销6，定位销6与插入棒3的孔是过盈配合，定位销6与接头两端铜板手指端面的半圆孔相配合。插入棒3的作用是相当于桥梁的作用，使两端铜板的电流通过插入棒3连通，所以选择导电性能和机械强度都较高的铜合金材料。两端铜板还分别开有2个长孔，插入棒也相应的开了4个相同的孔，其中靠近接缝的孔用来安装拉紧螺栓5，外侧的孔用来安装膨胀螺栓4。

如上所述的指形结构接头中，拉紧螺栓组件5的作用是靠螺栓的预紧力使铜板手指与插入棒的接触面紧密贴合，以保证导电性能并提高机械强度。由于此拉紧螺栓需要很大的预紧力，工作中还会受到因线圈面内、侧向电磁力产生的拉力和剪切力，而铜板尺寸的限制又使其直径小、长度大，所以此拉紧螺栓必须使用高强度的特制螺栓。拉紧螺栓组件5包括高强度的双头螺杆、12角自锁螺母、垫圈、嵌键螺套9。嵌键螺套9安装在下垫板8相应的螺孔中，用于增加螺纹连接强度、增大螺纹受力面、增加螺纹连接的承载力和抗疲劳强度、抗震防松。

如上所述的指形结构接头中，膨胀螺栓组件4的作用主要是提高接头的抗剪切强度。膨胀螺栓同样是高强度的特制膨胀螺栓。膨胀螺栓组件4由螺杆、若干阴阳膨胀套管、开口长外套管、垫圈、12角自锁螺母组成。膨胀螺栓的工作原理是：当旋紧螺母时，轴向载荷使阴阳膨胀套管相互作用，阳套管径向压缩抱紧螺杆；阴套管径向膨胀均匀撑开长外套管，使长外套管与铜板手指和插入棒的孔紧密贴合。此膨胀螺栓结构能减小甚至消除接头结构间的震动，提高接头的抗剪切强度。

如上所述的指形结构接头中，上、下垫板采用不锈钢材料，起到保护铜板的作用。上垫板7可以保护铜板不被施加较大预紧力螺栓组中的垫圈压坏；下垫板还相当于螺母板，这样就不用在铜板本体上加工螺纹，保证了螺纹连接的强度；下垫板8与膨胀螺栓组件4对应的位置加入一个限位螺钉10，用于安装膨胀螺栓时调节膨胀螺栓的长外套管和螺栓插入孔中的深度。