水冷磁体的线圈总成

本发明涉及一种混合磁体，尤其涉及的是一种混合磁体内水冷磁体。

背景技术：

1、稳态混合磁体实验装置包括外超导磁体和内水冷磁体两部分。内水冷磁体是由多个水冷磁体线圈，通过去离子水冷却的一种产生超强磁场的装置,其在运行过程中，磁体线圈及连接部件会产生超大功率热量、超高旋转力，因此必须及时降低磁体线圈温度、磁体内部结构件提供安全的支撑、防旋转，才能保障磁体的正常运转。

2、目前的磁体线圈个数通常为单个或数量较少的，如cn110170945a一种水冷磁体并联线圈组装工夹具及并联线圈组装工艺，仅公开单个磁体线圈；随着对磁力更高的要求，磁体线圈个数的增加，然而随着线圈的增加，电极筒及线圈间的电连接难度增大，主要是因为：线圈的增加是为了提升磁场强度，进而导致线圈电极筒的旋转力增大、流水通道要求更高，目前多个磁体线圈的电磁力可以达80万牛。

3、因此如何对磁体线圈数量较多时，如何进行有效防止旋转，保持较好的稳定性成为亟待解决的问题。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何解决目前多个磁体线圈情况下，磁体总成稳定性不好的问题。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、水冷磁体的线圈总成，包括多个径向套接的磁体线圈、电连接件、绝缘止动件、端板、筒体、内支撑主架，所述端板连接所述筒体顶端，所述内支撑主架连接所述筒体内部，所述筒体的底部与地基连接，所述筒体内具有冷却水通道；所述磁体线圈依次通过电连接件串联；所述电连接件与固定设置的所述绝缘止动件的一端连接；多个所述磁体线圈的顶端和底端分别通过绝缘止动件与端板和内支撑主架连接。

4、本发明中线圈数量较多，通过电连接件件相邻的磁体线圈连接后，通过绝缘止动件与端板和内支撑主架连接，筒体与地基连接，将磁体线圈运行过程中产生的旋转力转移至端板和内支撑主架，后转移至地基，提高整个磁体线圈的稳定性。

5、优选的，所述绝缘止动件与所述电连接件均具有冷却水通孔。

6、优选的，所述磁体线圈为六个，六个磁体线圈由内至外依次为a磁体线圈、b磁体线圈、c磁体线圈、d磁体线圈、e磁体线圈、f磁体线圈，相邻磁体线圈之间具有绝缘筒，所述绝缘筒的内壁和外壁均具有沿绝缘筒长度方向设置的凸楞，相邻凸楞之间为冷却水流道。

7、冷却水由容器总成进入磁体线圈的顶端，通过绝缘止动件、电连接件后进入各个磁体线圈，保证旋转力的同时，能够尽可能的不影响冷却效果，同时绝缘筒的内侧和外侧形成冷却水通道，可以用于对磁体线圈之间的散热，避免散热死角，提高散热效果。

8、优选的，所述电连接件包括ab电连接板、bc电连接板、cd电连接板、de电连接板、ef电连接柱、以及ef电连接棒；a磁体线圈的顶端与b磁体线圈的顶端通过ab电连接板电连接，b磁体线圈的底端与c磁体线圈的底端通过bc电连接板电连接，c磁体线圈的顶端与d磁体线圈的顶端通过cd电连接板电连接，d磁体线圈的底端与e磁体线圈的顶端通过de电连接板电连接，e磁体线圈的顶端与f磁体线圈的顶端通过ef电连接柱以及ef电连接棒电连接。

9、优选的，所述ab电连接板、bc电连接板、cd电连接板、de电连接板均为圆环型结构，所述ab电连接板、bc电连接板、cd电连接板、de电连接板的外径依次增大，圆环型板靠近内圈与外圈具有环形分布的多个螺栓孔，圆环型板还设有多个沿圆周阵列的腰型冷却水通孔。

10、优选的，所述f磁体线圈的顶端连接多个所述ef电连接柱，每个所述ef电连接棒的两端分别连接e磁体线圈和ef电连接柱。

11、优选的，所述绝缘止动件包括ab绝缘止动筒、bc绝缘止动筒、cd绝缘止动筒、de绝缘止动筒、e防旋转螺柱、f绝缘止动筒、ef绝缘止动板、f下绝缘支撑筒；ab电连接板的顶部固定连接ab绝缘止动筒；bc电连接板的底部与bc绝缘止动筒连接；cd电连接板的顶端连接cd绝缘止动筒的底部；de电连接板的底端与de绝缘止动筒的顶端连接；e磁体线圈的顶端通过e防旋转螺柱与ef绝缘止动板固定连接，f磁体线圈的顶端通过f绝缘止动筒的底端固定连接，f绝缘止动筒的顶端与ef绝缘止动板固定连接，f磁体线圈的底端连接f下绝缘支撑筒。

12、优选的，所述ab绝缘止动筒、bc绝缘止动筒、cd绝缘止动筒、de绝缘止动筒、f绝缘止动筒均为圆筒形结构，圆筒形结构的侧壁具有腰型冷却水通孔；所述ef绝缘止动板为环形板结构，所述f下绝缘支撑筒圆筒形结构。

13、优选的，所述磁体线圈包括线圈主体、端板、固定杆、调节垫、绝缘垫、螺母、绝缘帽；多个所述固定杆圆周阵列，所述固定杆贯穿所述线圈主体并伸出，所述固定杆的两端分别穿过端板、调节垫、绝缘垫后与螺母螺纹连接，后绝缘帽连接固定杆的端部。

14、优选的，所述筒体包括由上向下依次连接的第一容器筒组件、第二容器筒组件、第三容器筒组件；所述第一容器筒组件为双层结构，其内层的顶端具有冷却水通孔，所述第二容器筒组件的上部为双层结构、下部为单层结构，所述第一容器筒组件的双层结构与所述第二容器筒组件的双层结构对接，所述第二容器筒组件的上部的外层设有高压水入口、下部设有低压水出口，所述第二容器筒组件与所述第三容器筒组件的连接端为盲端。

15、本发明的优点在于：

16、(1)本发明中线圈数量较多，通过电连接件件相邻的磁体线圈连接后，通过绝缘止动件与端板和内支撑主架连接，容器总成与地基连接，将磁体线圈运行过程中产生的旋转力转移至端板和内支撑主架，后转移至地基，提高整个磁体线圈的稳定性；

17、(2)冷却水由容器总成进入磁体线圈的顶端，通过绝缘止动件、电连接件后进入各个磁体线圈，保证旋转力的同时，能够尽可能的不影响冷却效果，同时绝缘筒的内侧和外侧形成冷却水通道，可以用于对磁体线圈之间的散热，避免散热死角，提高散热效果；

18、(3)位于最外侧的两个磁体线圈采用ef电连接柱、以及ef电连接棒进行电连接，并采用e防旋转螺柱、f绝缘止动筒、ef绝缘止动板的方式保证止动效果，可以降低采用电连接板的方式对冷却水的流速的影响；

19、(4)调节垫根据线圈的压缩量需要，增加或减少调节垫的数量，以达到有效固紧的目的。

技术特征：

1.水冷磁体的线圈总成，其特征在于，包括多个径向套接的磁体线圈、电连接件、绝缘止动件、端板、筒体、内支撑主架，所述端板连接所述筒体顶端，所述内支撑主架连接所述筒体内部，所述筒体的底部与地基连接，所述筒体内具有冷却水通道；所述磁体线圈依次通过电连接件串联；所述电连接件与固定设置的所述绝缘止动件的一端连接；多个所述磁体线圈的顶端和底端分别通过绝缘止动件与端板和内支撑主架连接。

2.根据权利要求1所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述绝缘止动件与所述电连接件均具有冷却水通孔。

3.根据权利要求1所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述磁体线圈为六个，六个磁体线圈由内至外依次为a磁体线圈、b磁体线圈、c磁体线圈、d磁体线圈、e磁体线圈、f磁体线圈，相邻磁体线圈之间具有绝缘筒，所述绝缘筒的内壁和外壁均具有沿绝缘筒长度方向设置的凸楞，相邻凸楞之间为冷却水流道。

4.根据权利要求2所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述电连接件包括ab电连接板、bc电连接板、cd电连接板、de电连接板、ef电连接柱、以及ef电连接棒；a磁体线圈的顶端与b磁体线圈的顶端通过ab电连接板电连接，b磁体线圈的底端与c磁体线圈的底端通过bc电连接板电连接，c磁体线圈的顶端与d磁体线圈的顶端通过cd电连接板电连接，d磁体线圈的底端与e磁体线圈的顶端通过de电连接板电连接，e磁体线圈的顶端与f磁体线圈的顶端通过ef电连接柱以及ef电连接棒电连接。

5.根据权利要求4所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述ab电连接板、bc电连接板、cd电连接板、de电连接板均为圆环型结构，所述ab电连接板、bc电连接板、cd电连接板、de电连接板的外径依次增大，圆环型板靠近内圈与外圈具有环形分布的多个螺栓孔，圆环型板还设有多个沿圆周阵列的腰型冷却水通孔。

6.根据权利要求4所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述f磁体线圈的顶端连接多个所述ef电连接柱，每个所述ef电连接棒的两端分别连接e磁体线圈和ef电连接柱。

7.根据权利要求4所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述绝缘止动件包括ab绝缘止动筒、bc绝缘止动筒、cd绝缘止动筒、de绝缘止动筒、e防旋转螺柱、f绝缘止动筒、ef绝缘止动板、f下绝缘支撑筒；ab电连接板的顶部固定连接ab绝缘止动筒；bc电连接板的底部与bc绝缘止动筒连接；cd电连接板的顶端连接cd绝缘止动筒的底部；de电连接板的底端与de绝缘止动筒的顶端连接；e磁体线圈的顶端通过e防旋转螺柱与ef绝缘止动板固定连接，f磁体线圈的顶端通过f绝缘止动筒的底端固定连接，f绝缘止动筒的顶端与ef绝缘止动板固定连接，f磁体线圈的底端连接f下绝缘支撑筒。

8.根据权利要求7所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述ab绝缘止动筒、bc绝缘止动筒、cd绝缘止动筒、de绝缘止动筒、f绝缘止动筒均为圆筒形结构，圆筒形结构的侧壁具有腰型冷却水通孔；所述ef绝缘止动板为环形板结构，所述f下绝缘支撑筒圆筒形结构。

9.根据权利要求1所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述磁体线圈包括线圈主体、端板、固定杆、调节垫、绝缘垫、螺母、绝缘帽；多个所述固定杆圆周阵列，所述固定杆贯穿所述线圈主体并伸出，所述固定杆的两端分别穿过端板、调节垫、绝缘垫后与螺母螺纹连接，后绝缘帽连接固定杆的端部。

10.根据权利要求1所述的水冷磁体的线圈总成，其特征在于，所述筒体包括由上向下依次连接的第一容器筒组件、第二容器筒组件、第三容器筒组件；所述第一容器筒组件为双层结构，其内层的顶端具有冷却水通孔，所述第二容器筒组件的上部为双层结构、下部为单层结构，所述第一容器筒组件的双层结构与所述第二容器筒组件的双层结构对接，所述第二容器筒组件的上部的外层设有高压水入口、下部设有低压水出口，所述第二容器筒组件与所述第三容器筒组件的连接端为盲端。

技术总结
本发明公开水冷磁体的线圈总成，包括容器总成、多个径向套接的磁体线圈、绝缘止动件；所述容器总成包括端板、筒体、内支撑主架，所述端板连接所述筒体顶端，所述内支撑主架连接所述筒体内部，所述筒体内具有冷却水通道；所述磁体线圈依次通过电连接件串联；所述电连接件与固定设置的所述绝缘止动件的一端连接；多个所述磁体线圈的顶端和底端分别通过绝缘止动件与端板和内支撑主架连接。本发明的有益效果：保证多个磁体线圈情况下能够实现有效的防旋转。

技术研发人员：李见,高秉钧,房震,张勇,王忠建,苏剑,周游,钱新星
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15