[发明专利]基于带状材料的超导电缆立式绕制装置

说明书

本发明公开了一种基于带状材料的超导电缆立式绕制装置。包括导体输入输出装置，以及若干缠绕装置，所述输入输出装置分别对应于该若干缠绕装置呈竖向或者垂直方向设置，所述缠绕装置包括对应于相应的竖向导体、呈横向或者水平方式设置的旋转架，以及设置于所述旋转架的若干进给缠绕器。该基于带状材料的超导电缆立式绕制装置组结构简单、合理，解决了现有所有绕制装置及其缠绕方式在绕制过程中必定存在的重力非线性、非对称性变形变位，导致超导带材与导体缠绕包绕的不均匀、不吻合、出现局部间隙等问题，运行稳定，操作简单，超导带材绕包制作质量好，效率高。

技术领域

本发明涉及一种超导导体加工制作装置。尤其涉及一种基于带状材料的超导电缆立式绕制装置。

背景技术

近年来，随着我国基础科学的前沿发展、国家能源的战略布局、高端医疗装备制造的不断推进，对超导高场技术的发展提出了迫切的需求。如下一代高能量粒子加速器、超导可控核聚变装置以及高场磁共振成像系统等，这些对国际民生有着影响深远的大科学工程均必须依赖于高性能的高场超导磁体技术。

高温超导材料，具有高临界温度、高临界磁场及高载流能力等独特优势，在高场磁体应用中具有不可替代的作用。ReBCO高温超导带材由于机械强度较高、不需要热处理，具有广阔的应用前景。但是，由于高温超导带材各向异性及带状的形状，很难直接应用于大型高场超导磁体。例如，目前国内外设计的下一代聚变堆均要求中心螺管磁体及纵场磁体的最高场高于12T（中国聚变实验反应堆CFETR 中心螺管线圈要求最高场约17T，载流要求约60kA）。同样，对于下一代粒子加速器，其要求磁场高于16T，甚至会达到18-20T。由于高磁场、大电流的运行环境，还要求磁体具有优异的机械性能，以克服运行过程中的电磁负载。单根超导带材无法做成满足要求的磁体。因此，各国科学家发明了一种将超导带材绕在中心金属线（一般用铜或铝）的导体结构。

然而，对于导体的超导带材绕制制作的缠绕制作装置，一方面其缠绕制作装置的结构在实践中尚存在一定的不足，如超导带材缠绕的均匀性和松紧度等质量有待改善，特别是由于其导体与超导带材输送方式和缠绕方式及其输送缠绕装置的设置结构的不尽合理，其超导带材和导体在输送缠绕过程中极易发生晃动、抖动、变形等，导体与带材两者缠绕配合不稳定、不可靠，其导体与超导带材运动配合缠绕过程中存在不可控因素比较多，相对控制难度大，一定程度上影响超导带材绕制的质量、效果、以及绕制生产效率。而且，导体在输送缠绕过程中，导体会发生扭曲变形，这都严重影响了缠绕质量效果。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于带状材料的超导电缆立式绕制装置。该基于带状材料的超导电缆立式绕制装置组结构简单、合理，解决了现有所有绕制装置及其缠绕方式在绕制过程中必定存在的重力非线性、非对称性变形变位，导致超导带材与导体缠绕包绕的不均匀、不吻合、出现局部间隙等问题，运行稳定，操作简单，超导带材绕包制作质量好，效率高。

本发明基于带状材料的超导电缆立式绕制装置的技术方案包括导体输入输出装置，以及若干缠绕装置，所述输入输出装置分别对应于该若干缠绕装置呈竖向或者垂直方向设置，所述缠绕装置包括对应于相应的竖向导体、呈横向或者水平方式设置的旋转架，以及设置于所述旋转架的若干进给缠绕器。

所述缠绕装置对应于相应竖向导体沿竖向或者垂直方向分布设置有多个，多个所述缠绕装置以其缠绕方向同向和/或相向设置。

所述缠绕装置的进给缠绕器包括进给稳定装置，以及相应的带盘，该进给稳定装置包括设于旋转架或调节座的进给稳定架，以及设置于该进给稳定架的稳态护送腔道和/或输导轮。

所述缠绕装置的进给缠绕器设有缠绕适配调节装置，该缠绕适配调节装置包括设置于进给缠绕器的进给稳定装置与旋转架之间的角度、轴向、和/或相应的径向位置调节装置。

所述角度调节装置包括旋转式连接于旋转架或相应的调节座与进给稳定装置或其进给稳定架之间的角度调节座，以及设置于该角度调节座的弧形导向槽孔及其限位锁定螺钉杆。