專利名稱：連接制冷機一級冷頭的柔性導(dǎo)冷裝置及其焊接工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中制冷機的一級冷頭與冷屏之間的導(dǎo)冷裝置及其制作時所需的輔助エ裝。
背景技術(shù)：
20世紀90年代后期，傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)磁體技術(shù)發(fā)展迅速，逐漸有取代液氦浸泡超導(dǎo)磁體之勢。與傳統(tǒng)的液氦浸泡超導(dǎo)磁體系統(tǒng)比較，傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)磁體不使用液氦來冷卻，而是使用ニ級G-M制冷機作為冷源對超導(dǎo)磁體進行冷卻。制冷機的ニ級冷頭與超導(dǎo)磁體連接，將超導(dǎo)磁體冷卻到4. 2K左右；制冷機的一級冷頭與冷屏連接，將冷屏冷卻到50-70K之間。超導(dǎo)磁體處于冷屏的包裹之中，以減小外界向超導(dǎo)磁體的輻射傳熱。在傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中，冷屏至關(guān)重要，它為超導(dǎo)磁體提供ー個低溫的外圍環(huán)境。冷屏溫度越低，外界向超導(dǎo)磁體的傳熱就越小。因此，冷屏與制冷機的一級冷頭之間必須有良好的熱連接。·通常做法是將制冷機的一級冷頭直接固定在冷屏上或通過ー個剛性的銅板連接到冷屏上。傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中，制冷機的上端剛性固定在真空杜瓦上，而冷屏通過拉桿懸吊在真空杜瓦上。在冷卻的過程中，冷屏?xí)l(fā)生冷縮變形，其相對于ー級冷頭的位置將要發(fā)生變化，而制冷機是剛性固定在真空杜瓦上，位置固定不變，這樣冷縮變形的冷屏可能會與一級冷頭之間產(chǎn)生很大的作用力。在運輸過程中產(chǎn)生的震動也會使冷屏與ー級冷頭之間產(chǎn)生作用力。冷屏與ー級冷頭之間的作用力會拽開冷屏與ー級冷頭的連接從而降低ー級冷頭向冷屏的導(dǎo)冷效率，作用カ大時會拽壞ー級冷頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有連接方法的缺陷，提出一種連接一級冷頭與冷屏的柔性導(dǎo)冷裝置以及制作這種柔性導(dǎo)冷裝置需要的焊接エ裝。本發(fā)明的柔性導(dǎo)冷裝置由兩個端部法蘭和多根銅絞線組成。所述的端部法蘭為ー環(huán)形結(jié)構(gòu)，采用熱導(dǎo)率大于或等于鋁的金屬材料制作。端部法蘭的一面加工有一個環(huán)形焊接槽，所述焊接槽的寬度略大于銅絞線的直徑。多根銅絞線的長度相同且略大于制冷機一級冷頭與冷屏的距離。多根銅絞線的上端均勻排列并插入到其中一個端部法蘭上的焊接槽內(nèi)，多根銅絞線的下端同樣均勻排列并插入到另外ー個端部法蘭上的焊接槽內(nèi)。最后向兩個端部法蘭的焊接槽內(nèi)填入焊錫，將多根銅絞線的上端和下端分別與兩個端部法蘭焊接固定成ー個整體。兩個端部法蘭上加工有多個固定孔，其中一個端部法蘭通過所述的固定孔與制冷機的一級冷頭固定在一起，另外ー個端部法蘭通過所述的固定孔與冷屏固定在一起。由于銅絞線是柔軟可彎曲的，當(dāng)冷屏與ー級冷頭的位置發(fā)生相對變化時，銅絞線會隨之發(fā)生相應(yīng)伸縮變化。本發(fā)明提出了ー套焊接エ裝，將多根銅絞線按圓周方向均勻整齊地固定在一起，使多根銅絞線的兩端與上下兩個端部法蘭之間的焊接變得簡單。本發(fā)明的焊接エ裝包括左右兩個完全相同的半エ裝。半エ裝由上下平行放置的兩個結(jié)構(gòu)完全相同的固定半環(huán)組成，兩個固定半環(huán)的間距小于銅絞線的長度，兩個固定半環(huán)之間通過兩根支撐桿固定在一起；固定半環(huán)的內(nèi)徑與端部法蘭上的焊接槽的外徑相同，固定半環(huán)上等間距地加工有多個圓弧槽和圓孔，圓弧槽的直徑與銅絞線的直徑一祥，用來安放銅絞線。半エ裝內(nèi)的兩個固定半環(huán)分別用來固定銅絞線的上部分和下部分。銅絞線的圓弧面貼在固定半環(huán)上的圓弧槽的弧面上，采用金屬絲通過固定半環(huán)上的圓孔將銅絞線勒緊固定在固定半環(huán)上。將固定好銅絞線的兩個半エ裝拼接在一起組成ー個圓形焊接エ裝。這樣多根銅絞線就被按圓周方向固定，多根銅絞線的上下兩個端面自然按圓周方向整齊排列。如此多根銅絞線的上端和下端就很容易同時插入到兩個端部法蘭上的焊接槽內(nèi)。等焊接完成后，撤去焊接エ裝，柔性導(dǎo)冷裝置制作完成。


圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的柔性導(dǎo)冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中3、3’端部法蘭、4銅絞線；
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圖2是端部法蘭結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1、1’焊接槽、2、2’固定孔；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的半エ裝結(jié)構(gòu)示意圖，圖中6、6’固定半環(huán)、7、7’支撐桿、8、8’圓弧槽；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的焊接エ裝固定好銅絞線后的示意圖，5、5 ’半エ裝；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用焊接エ裝進行固定的柔性導(dǎo)冷裝置示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進ー步說明本發(fā)明。如圖I和圖2所示，本發(fā)明的柔性導(dǎo)冷裝置由兩個端部法蘭3、3’和多根銅絞線4組成。所述的端部法蘭3、3’為ー環(huán)形結(jié)構(gòu)，采用熱導(dǎo)率大于或等于鋁的金屬材料制作。端部法蘭3、3’的一面加工有一個環(huán)形焊接槽1、1’，焊接槽1、1’的寬度略大于銅絞線4的直徑。多根銅絞線4的長度相同且略大于制冷機一級冷頭與冷屏的距離。多根銅絞線4的上端均勻排列并插入到其中ー個端部法蘭3上的焊接槽I內(nèi)，多根銅絞線4的下端同樣均勻排列并插入到另外ー個端部法蘭3’上的焊接槽I’內(nèi)。最后向兩個端部法蘭3、3’的焊接槽1、1’內(nèi)填入焊錫，將多根銅絞線4的上端和下端分別與兩個端部法蘭3、3’焊接固定成ー個整體。兩個端部法蘭3、3’上均加工有多個固定孔2、2’，其中ー個端部法蘭3通過所述的固定孔2與制冷機的一級冷頭固定在一起，另外ー個端部法蘭3’通過所述的固定孔2’與冷屏固定在一起。由于銅絞線4是柔軟可彎曲的，當(dāng)冷屏與ー級冷頭的位置發(fā)生相對變化吋，銅絞線4會隨之發(fā)生相應(yīng)伸縮變化。如圖3所示，本發(fā)明的焊接エ裝將多根銅絞線4按圓周方向均勻整齊地固定在一起，使多根銅絞線4的兩端與上下兩個端部法蘭3、3’之間的焊接變得簡単。本發(fā)明的焊接エ裝包括左右兩個完全相同的半エ裝5、5’。半エ裝5由上下平行放置的兩個結(jié)構(gòu)完全相同的固定半環(huán)6、6’組成，兩個固定半環(huán)6、6’之間的間距小于銅絞線4的長度，兩個固定半環(huán)6、6’之間通過兩根支撐桿7、7’連接固定；另ー個半エ裝5’的結(jié)構(gòu)和半エ裝5相同。固定半環(huán)6、6’的內(nèi)徑與端部法蘭3、3’上的焊接槽1、1’的外徑相同。固定半環(huán)6、6’上等間距地加工有多個圓弧槽8、8’和圓孔，圓弧槽8、8’的直徑與銅絞線4的直徑相同，圓弧槽8、8’用來安放銅絞線4。如圖4和圖5所示，半エ裝5、5’內(nèi)的兩個固定半環(huán)6、6’分別用來固定銅絞線4的上部分和下部分。銅絞線4的圓弧面貼在兩個固定半環(huán)6、6’上的圓弧槽8、8’的弧面上，采用金屬絲通過固定半環(huán)6、6’上的圓孔將銅絞線4勒緊固定在固定半環(huán)6、6’上。將固定好銅絞線的兩個半エ裝5、5’拼接在一起組成ー個圓形焊接エ裝。這樣多根銅絞線4就被按圓周方向固定，多根銅絞線4的上下兩個端面自然按圓周方向整齊排列，如此多根銅絞線4的上端和下端就很容易同時插入到兩個端部法蘭3、3’上的焊接槽1、1’內(nèi)。焊接完成后，撤除兩個半エ裝5、5’?！?br> 權(quán)利要求
1.一種連接制冷機一級冷頭的柔性導(dǎo)冷裝置，其特征在于，所述的柔性導(dǎo)冷裝置由兩個端部法蘭(3、3’)和多根銅絞線(4)組成；所述的端部法蘭(3、3’)為一環(huán)形結(jié)構(gòu)，采用熱導(dǎo)率大于或等于鋁的金屬材料制作；端部法蘭(3、3’)一面加工有一個環(huán)形焊接槽(1、1’)，焊接槽的寬度略大于銅絞線(4)的直徑；多根銅絞線(4)的長度相同且略大于制冷機一級冷頭與冷屏的距離；多根銅絞線(4)的上端均勻排列并插入到其中一個端部法蘭(3)上的焊接槽(I)內(nèi)，多根銅絞線(4)的下端同樣均勻排列并插入到另外一個端部法蘭(3’)上的焊接槽(Γ)內(nèi)；兩個端部法蘭(3、3’)的焊接槽(1、1’)內(nèi)填有焊錫，將多根銅絞線(4)的上端和下端分別與兩個端部法蘭(3、3’)焊接固定成一個整體；兩個端部法蘭(3、3’)上加工有多個固定孔(2、2’)，其中一個端部法蘭(3)通過所述的固定孔(2)與制冷機的一級冷頭固定在一起，另外一個端部法蘭(3’)通過所述的固定孔(2’)與冷屏固定在一起。
2.按照權(quán)利要求I所述的柔性導(dǎo)冷裝置的焊接工裝，其特征在于，所述的焊接工裝包括左右兩個完全相同的半工裝(5、5’)；半工裝(5、5’)由上下平行放置的兩個結(jié)構(gòu)完全相同的固定半環(huán)(6、6’)組成，兩個固定半環(huán)(6、6’)的間距小于銅絞線(4)的長度，兩個固定半環(huán)(6、6’)之間通過兩根支撐桿(7、7’)固定在一起；固定半環(huán)(6、6’)的內(nèi)徑與端部法蘭(3、3’)上的焊接槽(1、1’)的外徑相同，固定半環(huán)(6、6’)上等間距地加工有多個圓弧槽(8、8’ )和圓孔，圓弧槽(8、8’ )的直徑與銅絞線(4)的直徑相同，圓弧槽(8、8’ )用于安放銅絞線⑷。
3.按照權(quán)利要求2所述的焊接工裝，其特征在于，半工裝(5、5’)內(nèi)的兩個固定半環(huán)(6、6’)分別用來固定銅絞線(4)的上部分和下部分；銅絞線(4)的圓弧面貼在固定半環(huán)(6、6’)上的圓弧槽(8、8’)的弧面上，采用金屬絲通過固定半環(huán)(6、6’)上的圓孔將銅絞線(4)勒緊固定在固定半環(huán)(6、6’ )上；固定好銅絞線的兩個半工裝(5、5’ )拼接在一起組成一個圓形焊接工裝。
全文摘要
一種連接制冷機一級冷頭的柔性導(dǎo)冷裝置及其焊接工裝，其特征在于，在所述的柔性導(dǎo)冷裝置由兩個端部法蘭(3、3’)和多根銅絞線(4)組成。多根銅絞線(4)的兩端分別插入端部法蘭(3、3’)上的環(huán)形焊接槽(1、1’)內(nèi)，采用焊錫將其焊接固定成一個整體。本發(fā)明的焊接工裝用來固定多根銅絞線(4)，使其整齊有序地按圓周排列。焊接工裝包括左右兩個完全相同的半工裝(5、5’)。半工裝(5、5’)由平行放置的兩個完全相同的固定半環(huán)(6、6’)組成，兩個固定半環(huán)(6、6’)分別用來固定銅絞線(4)的上部分和下部分。
文檔編號F25B21/00GK102789866SQ201210265110
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者王暉, 王秋良, 趙保志, 陳順中 申請人:中國科學(xué)院電工研究所