[发明专利]一种结构紧凑的颈管组合结构

说明书

一种结构紧凑的颈管组合结构，涉及一种颈管组合结构。解决了现有的颈管组合结构外径大和热负荷大的问题。本发明中两个供电电极均固定在室温法兰的顶端面上，且每个供电电极通过连接机构与相对应的高温超导电流引线的一端电极电连接，所述连接机构贯穿于上波纹管的侧壁；高温超导电流引线设置在上波纹管与下波纹管连通的空腔内，且高温超导电流引线的另一端电极用于与氦容器内的超导线圈进行电连接。本发明具体应用在使用单台小型氦制冷机制冷、使用高温超导二元电流引线供电、使用液氦浸泡方式冷却的超导磁体领域。

技术领域

本发明涉及一种颈管组合结构，具体应用在使用单台小型氦制冷机制冷、使用高温超导二元电流引线供电、使用液氦浸泡方式冷却的超导磁体领域。

背景技术

颈管组合结构作为内部固定超导线圈的液氦容器内部与外界间的连接件，其中，液氦容器一般被称为氦容器，颈管组合结构可以使用一个或多个波纹管组件作为氦容器内部空间与外界间连接的通道，波纹管组件的内部空间用于安装制冷机、容纳高温超导二元电流引线、插入液体制冷剂导管、引出氦容器内部探头的信号线和安装气体泄压装置，由于波纹管组件内部安装的部件多，及在与波纹管组件内部圆形空间相对应的室温法兰区域上需要布置其内部各部件与外界的接口，因此波纹管组件的直径应足够大。

颈管组合结构有两个关键技术指标：一个是室温法兰的直径，它决定了真空容器外筒上与之相对应的开孔直径，越小越有利于改善真空容器外筒的机械强度；另一个是通过波纹管组件进入氦容器低温环境的热负载，热负载越小越有利于超导磁体的长期稳定运行，越有利于增加超导磁体的尺寸。波纹管的长度、壁厚和周长决定了室温环境通过室温法兰和波纹管组件给氦容器带来的热负载的大小。由于受到制冷机和高温超导电流引线长度的限制，为了降低热负载波纹管组件的长度一般被增加到最大限度，因此，为了实现上述两个技术指标均需降低颈管组合结构的直径，从而改善与其连接的真空容器外筒的机械强度，及降低氦容器散热(热负荷)。

已有的颈管组合结构仅使用一套波纹管组件，由于其内部所含各部件最终都需要与室温法兰上对应的接口相连，所以导致波纹管组件的直径较大(周长较长)，同时为保证承压能力波纹管还必须满足一定的壁厚条件。传导和对流所导致的热负载均偏高。较大的室温法兰直径也削弱了真空容器外筒的机械强度，导致不得不增加壁厚以补偿机械强度上的损失。故，以上技术问题亟需解决。

发明内容

本发明是为了解决现有的颈管组合结构外径大和热负荷大的问题，本发明提供了一种结构紧凑的颈管组合结构。

一种结构紧凑的颈管组合结构，包括室温法兰、一级法兰、二级法兰、上波纹管、下波纹管、注液波纹管、信号线波纹管、气盒、1号电馈通插座、真空抽口、两个供电电极和两个高温超导电流引线；

上波纹管通过一级法兰与下波纹管连通，上波纹管的顶端面固定有室温法兰，下波纹管的底端面通过二级法兰与内部固定超导线圈的氦容器连通；

室温法兰和一级法兰通过螺杆固定连接；

气盒固定在室温法兰的顶端面上，气盒上设有多个功能接口；

注液波纹管和信号线波纹管固定在室温法兰与二级法兰之间，且注液波纹管和信号线波纹管均与气盒连通，二级法兰上设有两个通孔，且两个通孔分别与注液波纹管和信号线波纹管连通；

室温法兰上设有真空抽口，真空抽口用于对上波纹管的外壁、下波纹管的外壁与真空容器内壁间合围成的空间进行抽真空；

1号电馈通插座固定在室温法兰的顶端面上，1号电馈通插座用于与真空夹层中的测量元件进行电连接，所述的真空夹层为真空容器与氦容器之间形成的真空夹层，氦容器位于真空容器内部；

两个供电电极均固定在室温法兰的顶端面上，且每个供电电极通过连接机构与相对应的高温超导电流引线的一端电极电连接，所述连接机构贯穿于上波纹管的侧壁；