一种超导磁体低温容器用气体密封结构的制作方法

1.本实用新型涉及超导设备领域，更进一步涉及一种超导磁体低温容器用气体密封结构。


背景技术：

2.目前，超导磁体领域广泛采用将线圈浸没于液氦环境中的方法，以达到线圈温度低于超导临界温度，从而实现线圈超导的目的。但是，当线圈因断电等原因失去超导状态时，线圈中存储的能量会快速转换成热能，并将热能传递给液氦，液氦汽化成低温氦气后会经安全泄放装置排放到超导磁体外部。
3.在此泄放过程中，泄放路径周围的物体通过与低温氦气发生的对流传热而快速降温至20k左右，普通的橡胶密封圈在低温环境下被冻结，从而使周围的橡胶类密封装置失效，造成超导磁体内的氦气泄漏，使得超导磁体不能实现零挥发。密封装置失效时，需要及时更换，增加了维护成本。
4.对于本领域的技术人员来说，如何更好地在低温环境下保持密封效果，是目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种超导磁体低温容器用气体密封结构，通过金属弹性件的弹力将密封本体与密封槽法兰和密封板相互紧密压接，在低温环境下仍能保持密封效果，具体方案如下：
6.一种超导磁体低温容器用气体密封结构，包括密封槽法兰和密封板，所述密封槽法兰或所述密封板上设置环形凹槽，所述环形凹槽内安装密封圈；
7.所述密封圈包括密封本体和金属弹性件，所述金属弹性件安装在所述密封本体上开设的定位槽中，当所述密封槽法兰和密封板相对接触挤压时所述金属弹性件对所述密封本体提供弹性力。
8.可选地，所述密封本体的内圈沿周向设置弧形的所述定位槽，所述定位槽的开口水平设置、并朝向所述密封本体的圆心。
9.可选地，所述定位槽为完整的圆环状。
10.可选地，所述金属弹性件为螺旋状设置的弹簧。
11.可选地，所述金属弹性件为金属铟制成的金属环。
12.可选地，所述密封本体为聚四氟乙烯环。
13.可选地，所述密封槽法兰和所述密封板通过周向设置的多个紧固螺栓固定压接。
14.本实用新型提供一种超导磁体低温容器用气体密封结构，包括密封槽法兰和密封板，密封槽法兰或密封板上设置环形凹槽，环形凹槽内安装密封圈，当密封槽法兰和密封板相对压接时对密封圈施加压力，使密封圈被挤压变形实现密封；密封圈包括密封本体和金属弹性件，金属弹性件安装在密封本体上开设的定位槽中，金属弹性件对密封本体提供弹
性力，当密封槽法兰和密封板相互接触时对密封圈施加压力，密封圈的压力一部分由金属弹性件承受，金属材料在低温下仍能保持弹性，通过金属弹性件的弹力将密封本体与密封槽法兰和密封板相互紧密压接，在低温环境下仍能保持密封效果。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型提供的超导磁体低温容器用气体密封结构的剖面图；
17.图2为密封圈的一种具体实施例的结构图；
18.图3为密封本体的剖面结构图。
19.图中包括：
20.密封槽法兰1、密封圈2、密封本体21、金属弹性件22、定位槽23、密封板3、紧固螺栓4。
具体实施方式
21.本实用新型的核心在于提供一种超导磁体低温容器用气体密封结构，通过金属弹性件的弹力将密封本体与密封槽法兰和密封板相互紧密压接，在低温环境下仍能保持密封效果。
22.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术效果，下面将结合附图及具体实施方式，对本实用新型的超导磁体低温容器用气体密封结构进行详细的介绍说明。
23.如图1所示，为本实用新型提供的超导磁体低温容器用气体密封结构的剖面图，本实用新型的超导磁体低温容器用气体密封结构包括密封槽法兰1、密封圈2和密封板3等结构，密封槽法兰1或密封板3上设置环形凹槽，凹槽设置在密封槽法兰1或密封板3相互接触的表面，环形凹槽内安装密封圈2，当密封槽法兰1或密封板3相互接触固定后，通过密封圈2将两者的接缝保持密封。
24.如图2所示，为密封圈2的一种具体实施例的结构图；本实用新型所提供的密封圈2包括密封本体21和金属弹性件22，金属弹性件22安装在密封本体21上开设的定位槽23中，当密封槽法兰1和密封板3相对接触挤压时，金属弹性件22和密封本体21均被压缩，金属弹性件22对密封本体21提供弹性力。
25.本实用新型的密封圈2所承受的压力一部分由金属弹性件22承受，金属材料在低温下仍能保持弹性，通过金属弹性件22的弹力将密封本体21与密封槽法兰1和密封板3相互紧密压接，在低温环境下仍能保持密封效果。
26.在上述方案的基础上，本实用新型中密封本体21的内圈沿周向设置弧形的定位槽23，定位槽23可为一个整体，也可设置为多段小弧形结构，均匀地沿密封本体21的周向分布。如图3所示，为密封本体21的剖面结构图；定位槽23的开口水平设置、并朝向密封本体21的圆心，也即定位槽23的开口朝向内圈，定位槽23的内腔形状与金属弹性件22的外形相同，能够将金属弹性件22恰好卡在定位槽23内。如图2所示，定位槽23的开口尺寸略小于定位槽
23的内腔尺寸，因此当金属弹性件22卡入定位槽23后，无法轻易地从定位槽23中脱离，保证密封本体21和金属弹性件22卡接的稳定性。
27.优选地，本实用新型中的定位槽23为完整的圆环状，也就是说在密封本体21上仅设置一个定位槽23，定位槽23为首尾相连的圆环形结构，同样地金属弹性件22也仅设置一个，金属弹性件22为一个完整的环形结构。这种方案作为一种优等形式，能够使各处受力均匀一致，除了采用此结构之外，正如上文所述，也可在密封本体21上均匀地设置多段独立的圆弧形定位槽23，也能够达到相同的技术效果。
28.本实用新型在此提供两种金属弹性件22的设置形式：
29.第一种，金属弹性件22为螺旋状设置的弹簧，也即图2中所示的形式，螺旋弹簧的轴线呈环状设置，螺旋弹簧以轴承为中心螺旋设置，填充在定位槽23内部；当螺旋弹簧受到挤压力时螺旋弹簧被压扁产生形变。
30.第二种，金属弹性件22为金属铟制成的金属环，金属铟(in)自身具有弹簧，因此可设置为圆环的实体或者圆环状的空心筒状，金属铟自身产生弹性变形，也能够使密封本体21回弹保持密封。
31.在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本实用新型密封本体21为聚四氟乙烯环，聚四氟乙烯(ptfe)也称为特氟龙，具备良好的耐低温性能，在低温环境下仍能保持弹性。
32.如图1所示，本实用新型的密封槽法兰1和密封板3通过周向设置的多个紧固螺栓4固定压接，在密封槽法兰1上设置螺纹孔，紧固螺栓4沿周向均匀布置，保证受力均匀，采用螺栓固定连接能够方便地安装和拆卸。
33.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。