本申請涉及超導磁體，尤其涉及一種輕量化超導磁懸浮磁體裝置。

背景技術：

1、隨著超導磁體技術的不斷發(fā)展，超導磁懸浮磁體因其獨特的零電阻和高磁場特性，在磁懸浮軌道列車、電磁推進等領域展現(xiàn)出了巨大的應用潛力。然而，傳統(tǒng)的超導磁懸浮磁體在結構設計上存在著明顯的不足，尤其是其過重的質量，成為制約其應用于超高速試驗的關鍵因素。

2、盡管目前已經(jīng)有一些關于超導磁懸浮磁體結構優(yōu)化的研究，但這些方法往往側重于提高磁體的性能，而忽視了對其質量的控制。這導致了在實際應用中，超導磁懸浮磁體仍然面臨著質量過大、無法滿足超高速試驗需求的問題?，F(xiàn)有的超導磁懸浮磁體在結構強度設計上也存在一定的缺陷。在高速運行過程中，磁體需要承受極大的載荷和加速度，而傳統(tǒng)的結構設計往往難以保證磁體的穩(wěn)定性和可靠性。這不僅增加了磁懸浮系統(tǒng)的安全風險，也限制了其在更高速度下的應用。

3、因此，如何在保持超導磁懸浮磁體性能的同時，通過優(yōu)化其結構設計來降低質量、提高結構強度，成為了當前待解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請實施例通過提供一種輕量化超導磁懸浮磁體裝置，解決了如何在保持超導磁懸浮磁體性能的同時，通過優(yōu)化其結構設計來降低質量、提高結構強度的問題。

2、本申請實施例提供了一種輕量化超導磁懸浮磁體裝置，包括超導磁懸浮磁體、連接橋架、滑動滾輪、破風罩和絕熱支撐；兩個所述超導磁懸浮磁體分別設置在所述連接橋架的兩側，被配置為產生磁場并進行磁懸浮和推進；所述滑動滾輪設置在所述連接橋架的底部，被配置為在所述超導磁懸浮磁體運行初始階段提供支撐和滑動；所述破風罩設置在所述超導磁懸浮磁體的頭部，被配置為在超導磁懸浮磁體運行過程中降低空氣流阻；所述超導磁懸浮磁體包括內部組件、外杜瓦、液氦進液口、氦氣出氣口、通電端子、信號線端子和抽空口；所述外杜瓦為密封結構，內部呈中空環(huán)境，所述內部組件設置于外杜瓦的內部；所述內部組件包括超導線圈、超導線圈骨架、氦槽、冷屏和超導開關；所述超導線圈骨架被配置為支撐所述超導線圈，所述超導線圈骨架的受力點處設置有加強筋；所述氦槽設置在所述超導線圈骨架的外圍，所述氦槽為一體式結構；所述冷屏設置在所述超導線圈的外側，緊貼氦槽；所述超導開關并聯(lián)于所述超導線圈的兩端，被配置為當所述超導線圈中的電流達到穩(wěn)定狀態(tài)時自動閉合，形成電流環(huán)路；所述液氦進液口和所述氦氣出氣口均設置于超導磁懸浮磁體的上端；所述通電端子、所述信號線端子和所述抽空口設置在超導磁懸浮磁體的尾部；所述絕熱支撐設置在所述氦槽的外圍。

3、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述液氦進液口被配置為將液氦輸入所述氦槽冷卻所述超導線圈，并將揮發(fā)出的氦氣從所述氦氣出氣口排出。

4、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述通電端子被配置為給超導磁懸浮磁體提供通電的通電接口；所述信號線端子被配置為檢測超導磁懸浮磁體內部信號的檢測接口；所述抽空口被配置為超導磁懸浮磁體內部抽真空的真空抽離接口。

5、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述超導線圈骨架的材質為鋁合金。

6、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述氦槽的材質為不銹鋼。

7、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述外杜瓦的材質為鋁合金。

8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述絕熱支撐由絕熱材料制成。

9、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述冷屏的材質為鋁板。

10、本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：

11、本申請實施例提供的一種輕量化超導磁懸浮磁體裝置，裝置中的超導磁懸浮磁體能夠高效產生磁場，實現(xiàn)磁懸浮和推進功能。超導線圈骨架的加強筋設計，顯著提升了結構穩(wěn)定性，確保超導線圈在運行時能夠保持穩(wěn)定的磁場輸出，進而提高了磁懸浮和推進的效率。連接橋架底部的滑動滾輪在超導磁懸浮磁體運行初始階段起到了關鍵的支撐和滑動作用。這不僅降低了啟動階段的摩擦阻力，還有助于超導磁懸浮磁體平穩(wěn)過渡到磁懸浮狀態(tài)，提高了整個裝置的可靠性和穩(wěn)定性。破風罩的設置有效降低了超導磁懸浮磁體在運行過程中受到的空氣流阻。這不僅能夠減少能量損耗，提高運行效率，還有助于降低噪音和振動。外杜瓦的密封結構和內部組件的精心布局，確保了超導磁懸浮磁體內部環(huán)境的穩(wěn)定。液氦進液口和氦氣出氣口的合理設置，使得冷卻劑能夠順利循環(huán)，保證了超導線圈處于低溫狀態(tài)，進而維持了高效的磁場輸出。超導開關的并聯(lián)設計使得當超導線圈中的電流達到穩(wěn)定狀態(tài)時能夠自動閉合，形成電流環(huán)路。這不僅簡化了操作過程，還有助于提高電流的穩(wěn)定性，進一步增強了超導磁懸浮磁體的性能。絕熱支撐能夠有效地隔離外部環(huán)境與氦槽之間的熱交換。解決了如何在保持超導磁懸浮磁體性能的同時，通過優(yōu)化其結構設計來降低質量、提高結構強度的問題。

技術特征：

1.一種輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，包括超導磁懸浮磁體（1）、連接橋架（2）、滑動滾輪（3）、破風罩（4）和絕熱支撐（5）；

2.根據(jù)權利要求1所述的輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，所述液氦進液口（13）被配置為將液氦輸入所述氦槽（113）冷卻所述超導線圈（111），并將揮發(fā)出的氦氣從所述氦氣出氣口（14）排出。

3.根據(jù)權利要求1所述的輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，所述通電端子（15）被配置為給超導磁懸浮磁體（1）提供通電的通電接口；

4.根據(jù)權利要求1所述的輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，所述超導線圈骨架（112）的材質為鋁合金。

5.根據(jù)權利要求1所述的輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，所述氦槽（113）的材質為不銹鋼。

6.根據(jù)權利要求1所述的輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，所述外杜瓦（12）的材質為鋁合金。

7.根據(jù)權利要求1所述的輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，所述絕熱支撐（5）由絕熱材料制成。

8.根據(jù)權利要求1所述的輕量化超導磁懸浮磁體裝置，其特征在于，所述冷屏（114）的材質為鋁板。

技術總結
本申請公開了一種輕量化超導磁懸浮磁體裝置，包括超導磁懸浮磁體、連接橋架、滑動滾輪、破風罩和絕熱支撐；兩個超導磁懸浮磁體分別設置在連接橋架的兩側；滑動滾輪設置在連接橋架的底部；破風罩設置在超導磁懸浮磁體的頭部；超導磁懸浮磁體包括內部組件、外杜瓦、液氦進液口、氦氣出氣口、通電端子、信號線端子和抽空口；外杜瓦為密封結構，內部呈中空環(huán)境，內部組件設置于外杜瓦的內部；液氦進液口和氦氣出氣口均設置于超導磁懸浮磁體的上端；通電端子、信號線端子和抽空口設置在超導磁懸浮磁體的尾部；絕熱支撐設置在氦槽的外圍。解決了如何在保持超導磁懸浮磁體性能的同時，通過優(yōu)化其結構設計來降低質量、提高結構強度的問題。

技術研發(fā)人員：李勇,李超,劉偉,史玉龍,孔德耀,范士友,張文濤,韓志晨,崔宏偉,閆琛,焦小明,劉晨陽,蘭賢輝,馬鵬
受保護的技術使用者：西安聚能超導磁體科技有限公司
技術研發(fā)日：20240521
技術公布日：2025/1/2