專利名稱：一種杜瓦瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)應(yīng)用所使用的杜瓦瓶。
背景技術(shù)：
為使超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)狀態(tài)，需要將超導(dǎo)材料保持在低溫狀態(tài)下。常用的作法是 將超導(dǎo)材料浸沒在冷卻液中(如液氮或液氦)，冷卻液盛在杜瓦瓶中，以保持低溫，避免冷 卻液的沸騰蒸發(fā)。超導(dǎo)所要求的溫度低于90K，要保持這樣的低溫，對杜瓦瓶提出了很高的要求。同 時，為使放置在杜瓦瓶中的超導(dǎo)材料充分發(fā)揮其作用，還要求超導(dǎo)體和外部處在室溫條件 下的磁體(電磁線圈或永磁體)之間的距離越近越好，以使超導(dǎo)和磁體之間的作用增強，從 而能夠提高整個系統(tǒng)的性能。例如超導(dǎo)直線電機中，超導(dǎo)勵磁線圈保持在液氮溫度，而電 樞處在室溫狀態(tài)下。超導(dǎo)勵磁線圈離電樞越近，產(chǎn)生的驅(qū)動力越大，距離增加會使驅(qū)動力減 小。因此，為提高電機性能，裝液氮和超導(dǎo)線圈的杜瓦瓶的底厚要求盡可能的薄。這就對杜 瓦瓶的結(jié)構(gòu)做出了限制，其壁厚是越薄越好。另外，由于杜瓦瓶處于變化的外磁場中時，杜瓦瓶中的金屬部件，會在變化磁場中 會感應(yīng)出渦流，渦流引起渦流損耗而導(dǎo)致金屬部件溫度瞬間上升，如果金屬部件與超導(dǎo)塊 材或者液氮相接觸，則會導(dǎo)致超導(dǎo)塊材溫度升高，影響杜瓦瓶的保溫性能，從而影響系統(tǒng)性 能，甚至可能造成懸浮系統(tǒng)崩潰，這也是對杜瓦瓶結(jié)構(gòu)的一種限制。專利號200810219415. 2的中國專利公開了另外一種杜瓦瓶，包括基體，基體包括 內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁表面有一層反光材料，基體由塑料制備而成。此杜瓦的材質(zhì)雖為非金屬材 質(zhì)，避免了渦流的產(chǎn)生，但是由于超導(dǎo)體與底部外表面相隔有真空夾層，使超導(dǎo)體與杜瓦外 的磁場源的距離較大，限制了二者之間的相互作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種杜瓦瓶，該杜瓦瓶能有效減小超導(dǎo)體與杜瓦瓶外的磁體 之間的距離，又能有效地減弱外磁場在杜瓦瓶中引起的渦流，杜瓦瓶及超導(dǎo)體的保溫效果 好。本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋，罐體 由內(nèi)壁和外壁組成，內(nèi)壁和外壁之間形成真空的夾層，其結(jié)構(gòu)特點是內(nèi)壁底部中間由藍(lán)寶 石片構(gòu)成，超導(dǎo)體粘接固定在藍(lán)寶石片的下表面，超導(dǎo)體的下表面與外壁內(nèi)表面間的距離 為 0. 8-lmm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是將超導(dǎo)體置于真空夾層其上表面與藍(lán)寶石的下表面緊密貼合，由于藍(lán)寶石在液氮 溫區(qū)內(nèi)具有極佳的導(dǎo)熱性，在77K其導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于銅，因此液氮區(qū)的低溫能很好地通過 藍(lán)寶石片為媒質(zhì)傳導(dǎo)給超導(dǎo)體，超導(dǎo)體的冷卻效果好。與超導(dǎo)體貼合的藍(lán)寶石片為絕緣材 料，在時變的外磁場中時，藍(lán)寶石片不會產(chǎn)生渦流溫升，也進(jìn)一步保證了超導(dǎo)體的致冷保溫效果。同時，超導(dǎo)體除上表面外，其它各表面均處于真空層中，液氮與外界之間也被真空層 隔離，使超導(dǎo)體及液氮的保溫、隔熱效果好，超導(dǎo)體能很好地保持冷卻狀態(tài)。現(xiàn)有技術(shù)中，超導(dǎo)體浸沒在內(nèi)壁以內(nèi)的液氮區(qū)中，超導(dǎo)體與外磁體的距離大于內(nèi)、 外壁及真空夾層的厚度之和；而本實用新型由于超導(dǎo)體處在內(nèi)、外壁之間的真空夾層內(nèi)，其 下表面與外壁內(nèi)表面間的距離為0. 8-lmm，超導(dǎo)體與杜瓦瓶外的磁體距離大大縮小，距離可 縮小到2. 5mm，加強了超導(dǎo)體與磁體之間的相互作用力，提高了整個磁懸浮系統(tǒng)的性能。上述的內(nèi)壁除底部藍(lán)寶石片以外的部分和頂蓋，由環(huán)氧玻纖板制成。這樣，與液氮直接接觸的部分均為絕熱且絕緣的環(huán)氧玻纖板構(gòu)成，它既能有良好 地保溫效果；同時，當(dāng)杜瓦瓶處于變化的外磁場中時，不會感應(yīng)出渦流產(chǎn)生溫升，進(jìn)一步確 保了液氮及超導(dǎo)體的致冷、保溫效果。上的內(nèi)壁底部的藍(lán)寶石片嵌合在內(nèi)壁上，且嵌合部位用低溫膠密封。這樣，既使藍(lán)寶石片能夠較好地固定在內(nèi)壁上，又能確保內(nèi)壁的密封性。上述的內(nèi)壁底部和外壁的底部之間設(shè)有支撐。這樣可在不增加杜瓦瓶內(nèi)、外壁厚度時，增加杜瓦瓶的機械強度。上述的外壁底部的壁厚為1-1. 5mm。這樣超導(dǎo)體的下表面距離杜瓦瓶外壁外表面的厚度2. 5mm內(nèi)，可以最大限度地減 少超導(dǎo)體與杜瓦瓶外相互作用的磁體之間的作用距離。上述的頂蓋螺栓緊固定在罐體的頂部蓋住罐口處，頂蓋上設(shè)有注入口和帶止逆閥 的排氣口，外壁側(cè)面設(shè)有抽氣嘴。頂蓋上的注入口能方便地向內(nèi)壁腔中注入液氮，液氮沸騰產(chǎn)生的氣體通過由帶止 逆閥的排氣口排出，可以避免溫度較高的氣體回流到杜瓦內(nèi)。通過外壁側(cè)面設(shè)的抽氣嘴可 方便地對內(nèi)壁和外壁間的夾層進(jìn)行抽真空。上述的外壁為不銹鋼材料制成。這樣能保證整個杜瓦瓶的機械強度。同時，由于 其與內(nèi)壁之間以真空阻隔，它也不會影響液氮的保溫隔熱效果。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明


圖1為本發(fā)明實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中17為液氮或液氦。
具體實施例方式實施例圖1示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
為一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋12，罐體 由內(nèi)壁4和外壁2組成，內(nèi)壁和外壁之間形成真空的夾層，其特征在于內(nèi)壁4底部中間由 藍(lán)寶石片15構(gòu)成，超導(dǎo)體16粘接固定在藍(lán)寶石片15的下表面，超導(dǎo)體16的下表面與外壁 2內(nèi)表面間的距離為0. 8-lmm。內(nèi)壁4除底部藍(lán)寶石片15以外的部分和頂蓋12，由環(huán)氧玻纖板制成。內(nèi)壁4底部 的藍(lán)寶石片15嵌合在內(nèi)壁4上，且嵌合部位用低溫膠密封。內(nèi)壁4底部和外壁2的底部之間設(shè)有支撐9。外壁2底部的壁厚為1_1. 5mm。頂蓋12螺栓緊固定在罐體的頂部蓋住罐口處，頂蓋12上設(shè)有注入口 11和帶止逆閥的排氣口 13，外壁2側(cè)面設(shè)有抽氣嘴14。外壁2為不銹鋼材料制成。本例中，內(nèi)壁4底部嵌接的藍(lán)寶石片15的形狀由需冷卻的超導(dǎo)體形狀決定。藍(lán)寶 石片15可以是單晶或多晶，藍(lán)寶石片15與內(nèi)壁4底部的嵌合部位使用低溫膠密封。實施時，除了杜瓦瓶外壁2底部外，為了獲得更好的機械強度，杜瓦瓶內(nèi)壁4、外壁 2的其他部分可根據(jù)需要加厚。
權(quán)利要求
一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋(12)，罐體由內(nèi)壁(4)和外壁(2)組成，內(nèi)壁和外壁之間形成真空的夾層，其特征在于內(nèi)壁(4)底部中間由藍(lán)寶石片(15)構(gòu)成，超導(dǎo)體(16)粘接固定在藍(lán)寶石片(15)的下表面，超導(dǎo)體(16)的下表面與外壁(2)內(nèi)表面間的距離為0.8-1mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的內(nèi)壁(4)除底部藍(lán)寶石片 (15)以外的部分和頂蓋(12)，由環(huán)氧玻纖板制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的內(nèi)壁(4)底部的藍(lán)寶石片 (15)嵌合在內(nèi)壁(4)上，且嵌合部位用低溫膠密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的內(nèi)壁⑷底部和外壁(2)的 底部之間設(shè)有支撐(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的外壁(2)底部的壁厚為 1-1. 5mm0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的頂蓋(12)螺栓緊固定在罐 體的頂部蓋住罐口處，頂蓋(12)上設(shè)有注入口(11)和帶止逆閥的排氣口(13)，外壁(2)側(cè) 面設(shè)有抽氣嘴(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的外壁(2)為不銹鋼材料制成。
全文摘要
一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋(12)，罐體由內(nèi)壁(4)和外壁(2)組成，內(nèi)壁和外壁之間形成真空的夾層，其特征在于內(nèi)壁(4)底部中間由藍(lán)寶石片(15)構(gòu)成，超導(dǎo)體(16)粘接固定在藍(lán)寶石片(15)的下表面，超導(dǎo)體(16)的下表面與外壁(2)內(nèi)表面間的距離為0.8-1mm。該杜瓦瓶能有效減小超導(dǎo)體與杜瓦瓶外的磁體之間的距離，又能有效地減弱外磁場在杜瓦瓶中引起的渦流，杜瓦瓶及超導(dǎo)體的保溫效果好。
文檔編號F17C1/12GK101881370SQ20101022704
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者劉偉, 劉璐, 晏飛翔, 李婧, 王家素, 王素玉, 蔣冬輝, 鄭石鈞, 鄭郡, 馬光同 申請人:西南交通大學(xué)