[发明专利]一种具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置

说明书

本发明属于超导磁体应用技术领域，涉及一种具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置。本发明的超导磁体装置，包括线圈环形腔室、超导线圈和外壳腔室等部件。超导线圈设于所述线圈环形腔室所形成的容纳腔体内，线圈环形腔室设于外壳腔室内部。线圈环形腔室内部流经冷却介质冷却超导线圈，线圈环形腔室与外壳腔室之间的真空层起隔热作用。线圈中心能够提供一个室温磁场空间。本发明的超导磁体装置，线圈环形腔室延长伸出外壳，仅在线圈环形腔室与环境之间存在一次密封馈穿，且密封面处在磁体外部，密封实现简单，可修复性好。

技术领域

本发明属于超导磁体应用技术领域，具体而言，涉及一种具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置。

背景技术

在磁场环境的作用下，物质的状态、结构和性质往往会出现显著的变化。由于超导材料具有较高的通流能力，因此能够提供比常导体磁体更高的背景磁场强度，将非常有助于推动在高场环境下，物理、化学、生物等学科的探索和研究。

在现有技术中，因为超导材料仅在临界温度以下才具有超导性能，超导磁体所产生的磁场空间均处于低温环境下，无法提供一个室温磁场环境。

在现有技术中需要将超导磁体的强弱电连接及冷却通道引至室温环境中，同时需要在磁体外包真空层以实现降低漏热。需要实现超导磁体与真空层，真空层与环境的两次密封馈穿，增加馈穿实现的复杂程度。同时当磁体与真空层之间的馈穿出现故障之后，由于其处于整个磁体装置的内部，难以修复，运行可靠性差。例如公开号为CN109300646A、名称为“用于超导磁体的线圈结构以及超导磁体”的中国专利申请，采用传热管导热的方式进行冷却，并且将该装置置于低温保持器中，其产生的中心磁场均处于低温环境下，无法获得室温磁场空间。

发明内容

本发明的目的是提出一种具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置，除了用于超导磁体的线圈结构，还设有与所述线圈热耦合的传热管，以提供一个室温磁场空间，以供其他需要在室温磁场下的实验需要。同时，该磁体仅在超导磁体与环境之间存在一次密封馈穿，且密封面处在磁体外部，密封实现简单，可修复性好。

本发明提出的具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置，包括具有真空腔室的外壳和超导线圈；所述的超导线圈置于具有真空腔室的外壳内的线圈腔室中，具有真空腔室的外壳的外壁上设有真空法兰端口，真空腔室通过真空法兰口与真空泵密封连接，外壳的真空腔室中设有绝缘垫块；所述的线圈腔室与液氮管道相连通，通过液氮管道的液氮流经线圈腔室以冷却超导线圈，使超导线圈具有超导性能；所述的超导线圈的线圈之间设有线圈间端子，超导线圈通过超导线圈端子和电连接件与电真空馈穿件相连接，通过电馈穿件和电连接件向超导线圈通电，超导线圈在通电状态下激发磁场，磁场空间位于超导线圈中心的空腔内。

上述超导磁体装置中，所述的线圈腔室延长伸出具有真空腔室的外壳，其中线圈腔室与延长段腔体相连通。

上述超导磁体装置中，所述的液氮管道全部或部分采用波纹管，以缓解超导磁体装置在工作过程中的热应力。

上述超导磁体装置中，所述的电连接件全部或部分采用铜编织带，以缓解超导磁体装置在工作过程中的热应力。

本发明出的具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置，其优点是：

本发明具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置，相较于其他超导磁体装置，本发明所提供的磁场空间处于室温下，同时线圈环形腔室延长伸出外壳，仅在线圈环形腔室与环境之间存在一次密封馈穿，且密封面处在磁体外部，密封实现简单，可修复性好。

附图说明

图1为本发明提出的具有室温磁场腔体的紧凑型超导磁体装置的结构示意图。

图2为本发明超导磁体装置的外形示意图。