一種液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置制造方法
【專利摘要】一種液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置，其制冷機泄放組件(4)包括制冷機定位頸管(a)、制冷機(b)、泄壓密封法蘭(c)、導向桿(d)、彈簧(e)和調節(jié)螺母(f)。制冷機定位頸管(a)將液氦容器與大氣環(huán)境連通。泄壓密封法蘭(c)包括有上密封槽(c1)和側密封槽(c2)。泄壓密封法蘭(c)固定在制冷機上并連同制冷機一起插入制冷機定位頸管(a)的內腔，上密封槽(c1)和側密封槽(c2)內的密封圈實現制冷機定位頸管(a)的密封。導向桿(d)穿過制冷機(b)的定位孔并固定在制冷機定位頸管(a)上。彈簧(e)套在導向桿(d)的外部，調節(jié)螺母(f)壓在彈簧(e)的上端。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置，特別涉及一種液氦零揮發(fā)超導磁體 系統(tǒng)安全泄放裝置。 一種液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置

【背景技術】
[0002] 對于一般的液氦浸泡式超導磁體系統(tǒng)，為了減小或消除液氦的揮發(fā)，可在液氦容 器上部增加制冷機來實現，通常在液氦容器上方開孔引出揮發(fā)的氦氣，然后由制冷機來冷 凝揮發(fā)出的氦氣，實現液氦零揮發(fā)，此即液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)。因制冷機僅作為提供冷 源的裝置使用，因而均是采用固定結構而成為液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)的組成部分。
[0003] 超導磁體不可避免的存在失超過程，失超時產生的大量熱量引起液氦急劇揮發(fā)， 使得液氦容器內部壓強急劇升高而造成安全隱患。因此，對于液氦浸泡式超導磁體系統(tǒng)，均 設置有液氦安全泄放通道使得液氦容器與大氣環(huán)境相通，當液氦容器壓強達到設定值時， 安全泄放通道上的泄放裝置自動起動泄放出揮發(fā)的液氦，從而保護整個超導磁體系統(tǒng)。
[0004] 超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置一般包括氦氣導流管、安全閥和爆破片。對于一般的 超導磁體系統(tǒng)，為了減小外界向液氦容器的傳熱量及降低超導磁體系統(tǒng)復雜程度，氦氣導 流管共用超導磁體電流引線承插管及輸液管的通道，不再增加專用的泄壓通道，因此安全 泄放通道余量較小。在超導磁體系統(tǒng)操作過程中，電流引線承插管及輸液管的通道不可避 免與大氣環(huán)境相通，因此很容易造成空氣漏入而形成冰堵，使得氦氣流出通道局部變窄或 堵塞，進而造成安全閥和爆破片泄壓能力下降。此外，安全閥和爆破片若得不到及時檢修也 存在無法正常工作的安全隱患。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現有技術的上述不足，提供一種超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝 置。
[0006] 本發(fā)明通過下述技術方案予以實現。
[0007] 本發(fā)明超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置包括氦氣導流管、安全閥和爆破片，其特征在 于還包括制冷機泄放組件，所述制冷機泄放組件包括制冷機定位頸管、制冷機、泄壓密封法 蘭、導向桿、彈簧和調節(jié)螺母。
[0008] 所述的制冷機定位頸管包括上頸管、定位平臺和下頸管，上頸管、定位平臺和下頸 管三者上下布置、首尾相連焊接成為整體。上頸管的上端與真空容器焊接固定，下頸管的下 端插入液氦容器上方預留孔內并焊接固定，使得制冷機定位頸管將液氦容器與大氣環(huán)境連 通。所述制冷機定位頸管的定位平臺用于接納制冷機的一級導冷板。
[0009] 所述的制冷機為通用的二級低溫制冷機，包括外接法蘭、一級導冷板和二級冷頭。 制冷機通過自重使得一級導冷板壓在制冷機定位頸管的定位平臺上，制冷機的二級冷頭懸 空于液氦容器上方，用于冷凝揮發(fā)出的氦氣，實現液氦的零揮發(fā)。
[0010] 所述的泄壓密封法蘭包括上密封槽和側密封槽，上密封槽和側密封槽內均裝有密 封圈。泄壓密封法蘭固定在制冷機自身的外接法蘭上。泄壓密封法蘭連同制冷機一起插入 所述制冷機定位頸管的內腔，通過上密封槽和側密封槽內的密封圈實現制冷機定位頸管的 密封。
[0011] 所述的導向桿至少為2個，導向桿在圓周方向均勻分布。
[0012] 所述的彈簧內徑大于導向桿的外徑，彈簧的最大可調壓縮量取大值，彈簧套在導 向桿外部，彈簧的初始壓縮量由調節(jié)螺母調節(jié)。
[0013] 本發(fā)明制冷機泄放組件的安裝方法如下：將帶有泄壓密封法蘭的制冷機插入制冷 機定位頸管的內腔，使得制冷機的一級導冷板壓在制冷機定位頸管的定位平臺上，然后將 所述導向桿穿過制冷機外接法蘭上的定位孔，并固定在制冷機定位頸管上，將彈簧套在導 向桿的外部，再將所述導向桿的調節(jié)螺母壓在彈簧上端后固定，至此制冷機泄放組件安裝 完成。
[0014] 本發(fā)明超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置工作過程是：當液氦容器內部的氦氣壓強超過 設定值時，制冷機連同泄壓密封法蘭一起被頂起，同時彈簧被壓縮，使得泄壓密封法蘭的側 密封槽處于大氣環(huán)境中，這樣液氦容器內部的氦氣通過制冷機定位頸管迅速泄放至大氣環(huán) 境中，避免液氦容器的超壓危險。當液氦容器內部氦氣泄放完成后，在彈簧回彈力及制冷機 連同泄壓密封法蘭的自重作用下，制冷機連同泄壓密封法蘭一起被壓回原來位置，同時再 次實現液氦容器的密封。
[0015] 本發(fā)明所述制冷機泄放組件將制冷和安全泄放功能集成一體，增加了安全泄放通 道，且增加的安全泄放通道在超導磁體系統(tǒng)正常操作時避免與大氣環(huán)境相通，消除了原有 安全泄放通道冰堵危險，同時也能有效防止安全閥和爆破片失效所產生的安全隱患。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1制冷機定位頸管結構示意圖，圖中：a制冷機定位頸管、al上頸管、a2定位平 臺、a3下頸管；
[0017] 圖2a泄壓密封法蘭示意圖，圖中：c泄壓密封法蘭、cl上密封槽、c2側密封槽；
[0018] 圖2b泄壓密封法與制冷機裝配示意圖，圖中：b制冷機、bl外接法蘭、b2 -級導冷 板、b3二級冷頭；
[0019] 圖3a制冷機泄放組件結構示意圖，圖中：4制冷機泄放組件、d導向桿、e彈簧、f 調節(jié)螺母。
[0020] 圖3b超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置示意圖，圖中：1氦氣導流管、2安全閥、3爆破 片。

【具體實施方式】
[0021] 以下結合附圖和【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明。
[0022] 本發(fā)明超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置包括氦氣導流管1、安全閥2、爆破片3和制冷 機泄放組件4。所述制冷機泄放組件4包括制冷機定位頸管a、制冷機b、泄壓密封法蘭c、 導向桿d、彈簧e和調節(jié)螺母f。
[0023] 如圖1所示，制冷機定位頸管a包括上頸管al、定位平臺a2和下頸管a3,上頸管 al、定位平臺a2和下頸管a3三者上下布置、首尾相連焊接成為整體。上頸管al的上端與 真空容器焊接固定，下頸管a3下端插入液氦容器上方預留孔內并焊接固定，使得制冷機定 位頸管a將液氦容器與大氣環(huán)境連通。
[0024] 如圖2a和圖2b所示,泄壓密封法蘭c包括有上密封槽cl和側密封槽c2,上密封 槽cl和側密封槽c2內均安裝有密封圈。制冷機b為通用的二級低溫制冷機，包括外接法 蘭bl、一級導冷板b2和二級冷頭b3。
[0025] 泄壓密封法蘭c固定在制冷機的外接法蘭bl上成為整體。泄壓密封法蘭c連同 制冷機b -起插入所述制冷機定位頸管a的內腔，通過上密封槽cl和側密封槽c2內的密 封圈實現制冷機定位頸管a的密封。
[0026] 制冷機b連同泄壓密封法蘭c 一起插入制冷機定位頸管a的內腔，通過重力作用 使得制冷機b的一級導冷板b2壓在制冷機定位頸管a的定位平臺a2上，制冷機b的二級 冷頭b3懸空于液氦容器上方用于冷凝揮發(fā)出的氦氣，實現液氦的零揮發(fā)。
[0027] 如圖3a和圖3b所示，導向桿d至少為2個，導向桿d在圓周方向均勻分布。彈簧 e的內徑大于導向桿d的外徑，彈簧e的最大可調壓縮量取大值，彈簧e套在導向桿d外部， 彈簧e的初始壓縮量由調節(jié)螺母f調節(jié)。
[0028] 本發(fā)明制冷機泄放組件4安裝方法如下：帶有泄壓密封法蘭c的制冷機b插入制 冷機定位頸管a的內腔，使得制冷機b的一級導冷板b2壓在制冷機定位頸管a的定位平臺 a2上，所述導向桿d穿過制冷機的外接法蘭bl上的定位孔并固定在制冷機定位頸管a上， 然后將彈簧e套在導向桿d的外部，再將調節(jié)螺母f壓在彈簧e的上端后固定，至此制冷機 定位頸管a、制冷機b、泄壓密封法蘭c、導向桿d、彈簧e和調節(jié)螺母f 一起組成制冷機泄放 組件4。
[0029] 本發(fā)明超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置工作過程是：當液氦容器內部的氦氣壓強超過 設定值時，制冷機b連同泄壓密封法蘭c 一起被頂起，同時彈簧e被壓縮，使得泄壓密封法 蘭c的側密封槽cl處于大氣環(huán)境中，這樣液氦容器內部的氦氣通過制冷機定位頸管a迅速 泄放至大氣環(huán)境中，避免液氦容器的超壓危險。當液氦容器內部氦氣泄放完成后，在彈簧e 的回彈力及制冷機b連同泄壓密封法蘭c的自重作用下，制冷機b連同泄壓密封法蘭c 一 起被壓回原來位置，同時再次實現液氦容器的密封。
【權利要求】
1. 一種液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置，包括氦氣導流管（1)、安全閥（2)和爆 破片（3)，其特征在于還包括制冷機泄放組件（4)，所述制冷機泄放組件（4)包括制冷機定 位頸管（a)、制冷機（b)、泄壓密封法蘭（c)、導向桿（d)、彈簧（e)和調節(jié)螺母（f);所述的制 冷機定位頸管（a)包括上頸管（al)、定位平臺（a2)和下頸管（a3)，上頸管（al)的上端與 真空容器焊接固定，下頸管（ a3)下端插入液氦容器上方預留孔內并焊接固定，使得制冷機 定位頸管（a)將液氦容器與大氣環(huán)境連通；所述的泄壓密封法蘭（c)包括有上密封槽（cl) 和側密封槽（c2)，泄壓密封法蘭（c)固定在制冷機的外接法蘭（bl)上，泄壓密封法蘭（c) 連同制冷機（b) -起插入制冷機定位頸管（a)的內腔，使得制冷機（b)的一級導冷板（b2) 壓在制冷機定位頸管（a)的定位平臺（a2)上；上密封槽（cl)和側密封槽（c2)內的密封圈 實現制冷機定位頸管（a)的密封；導向桿（d)穿過制冷機（b)的定位孔并固定在制冷機定 位頸管（a)上；彈簧（e)套在導向桿（d)的外部；調節(jié)螺母（f)壓在彈簧（e)的上端。
2. 按照權利要求1所述的液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置，其特征在于所述的 導向桿⑷至少為2個，導向桿（d)在圓周方向均勻分布。
3. 按照權利要求1所述的液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置，其特征在于所述的 彈簧（e)的內徑大于導向桿（d)的外徑。
4. 按照權利要求1或3所述的液氦零揮發(fā)超導磁體系統(tǒng)安全泄放裝置，其特征在于所 述的彈簧（e)的最大可調壓縮量取大值。
【文檔編號】H01F6/04GK104064316SQ201410262379
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權日:2014年6月12日
【發(fā)明者】昌錕, 陳順中, 趙保志, 王暉, 王秋良 申請人:中國科學院電工研究所