的環(huán)形凸起11相配合的環(huán)形凹槽；上環(huán)形襯板2、上環(huán)形內(nèi)側(cè) 連接板3與下環(huán)形襯板7、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板8分別通過螺栓4、抗剪定位銷5卡設(shè)在環(huán)氧 支撐筒6的上、下端；環(huán)氧支撐筒6中部設(shè)有液氮冷卻管路10。
[0025] 其具體實施是：本發(fā)明的超導磁體支撐裝置最大外直徑為1567mm，高度為630 mm，重量為1040kg，是以一種高強玻纖為增強基體的復合材料制成的環(huán)氧支撐筒6作為支 撐裝置的主體部分，利用其高強度和低導熱的特點達到設(shè)計要求。為了讓環(huán)氧支撐筒6與 上下端金屬結(jié)構(gòu)可以有良好的力傳遞特性，環(huán)氧筒上下端設(shè)計為圓弧形結(jié)構(gòu)，即設(shè)有環(huán)形 凸起11，并設(shè)置有臺階，其圓弧形中心放置02〇_的316LN不銹鋼圓，12以承擔抗拉能力。 以上、下端板1和9、上、下環(huán)形襯板2和7和上、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板3和8為組件的上下端 金屬件，與環(huán)氧支撐筒6的圓弧形結(jié)構(gòu)及其頸部緊密地配合，并通過兩組共48個M24mm六 角頭鉸制孔用螺栓4和兩組共24個020mm抗剪定位銷5進行鎖緊，從而保證整個結(jié)構(gòu)的完 整性。上、下環(huán)形襯板2和7和上、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板3和8從環(huán)氧支撐筒6內(nèi)部安裝，這些 金屬件需要在圓周向分成六個金屬弧段進行分段安裝，安裝完畢后對金屬弧段之間易于焊 接的位置采用斷續(xù)加強焊焊接，從而進一步保證整體強度。液氮冷卻管路10由兩個矩形截 面的半圓形管路組成，并設(shè)置有兩進兩出管口用于與外超導磁體80K冷屏的主氮路連接。 液氮冷卻管路10位置放置靠近支撐筒的室溫端，即離支撐裝置室溫端距離為240mm處，并 采用螺栓夾緊和常溫固化環(huán)氧膠粘接固定在環(huán)氧支撐筒6外側(cè)。上、下端板1和9上各設(shè) 置24個033mm螺栓通孔和2個024mm定位銷孔，可與外超導磁體下端板及外超導磁體杜瓦 底座進行連接與固定。
[0026] 實施例2:圖4所示為一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置中環(huán)氧支撐筒部件 不意圖。該環(huán)氧支撐筒內(nèi)直徑為1237 mm，外直徑為1297 mm，即30 mm厚，高度為460mm， 重量為125 kg。在超導磁體支撐裝置中環(huán)氧支撐筒主要來承受并傳遞各種復雜載荷，同時 具有低漏熱的特性。為了減低環(huán)氧支撐筒在承受并傳遞各種復雜載荷時所產(chǎn)生較大的應(yīng) 力水平，以保證具有足夠的安全性，環(huán)氧支撐筒中兩個尺寸得以優(yōu)化確定，其具體實施是： (1)環(huán)氧支撐筒中30 mm厚的筒體的高度尺寸設(shè)置為340 (+0.0/-1.0)mm，目的使上、下端 板1、9底面和上、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板38底面與環(huán)氧支撐筒6兩個5mm寬的凸臺之間保證存 在最大為〇. 5 mm的縫隙，這樣在承受巨大的壓力時，環(huán)氧支撐筒圓弧形結(jié)構(gòu)與金屬部件接 觸區(qū)域成為承載壓力的主要區(qū)域，避免環(huán)氧支撐凸臺部分承受過大的載荷而受損；（2)為 減輕在承受巨大的拉力時支撐筒圓弧形結(jié)構(gòu)頸部過渡圓弧處出現(xiàn)應(yīng)力集中，同時保證與金 屬部件有效的接觸和力的傳遞，該過渡圓弧半徑最終設(shè)置為8 mm。
[0027] 實施例3:圖5~圖6所示分別為一種超導磁體支撐裝置中環(huán)氧支撐筒制造工藝示 意圖。其具體實施是：（1)如圖3所示，首先對所述的環(huán)氧支撐筒制造時成型模具結(jié)構(gòu)進行 部分組裝，即在筒體結(jié)構(gòu)1上用若干個不同規(guī)格的內(nèi)六角螺釘和可拔的定位銷連接和定位 內(nèi)側(cè)定位塊2、3、5、7和8(其中每個定位塊由沿圓周分成8個分瓣段組成)，所有連接處采用 加橡膠墊或涂膠等辦法進行密封處理。（2)在部分組裝好成型模具上鋪設(shè)玻璃纖維布。環(huán)氧 支撐筒的主體9是一種特制的復合材料，其增強的纖維采用無堿無捻縫單向玻璃纖維布和 編氈。如圖6所示，所述的玻璃纖維布鋪層工藝步驟為鋪設(shè)5_厚的內(nèi)側(cè)臺補厚部分： 用長X寬為41mX380mm且厚度為6mm的0° /90°雙軸玻纖布沿成型模具中內(nèi)側(cè)定位塊 5的外側(cè)圓周方向進行整體鋪設(shè)，共繞10層，每鋪層之間用高強紗縫緊以增加層間強度 鋪設(shè)20mm厚的拼接部分：分別用不同長度且1050mm定寬的厚0. 4mm脫錯玻纖布、厚2. 5mm 0° /90°雙軸玻纖布和厚2. 5mm單向玻纖布對間距為420mm的兩個020mm的316LN不銹鋼 圓環(huán)(其外表面需進行噴砂處理）之間往回翻布進行整體鋪設(shè)并縫合，鋪層方向為多方向交 叉的，鋪層中圓角處和每鋪層之間用高強紗縫緊以增加強度，鋪層時接縫錯開并進行拼接。 _鋪設(shè)5mm厚的外側(cè)臺補厚部分：用長X寬為53mX380mm且厚度為8mm的0° / 90° 雙軸玻纖布沿拼接部分中間外側(cè)圓周方向進行整體鋪設(shè)，共繞13層，每鋪層之間用高強紗 縫緊以增加層間強度。（3)完成整個成型模具(含待澆注的工件）的安裝。即用若干個內(nèi)六 角螺釘在內(nèi)側(cè)定位塊2和8上連接外側(cè)定位塊4和6,壓好玻璃纖維布鋪層結(jié)構(gòu)，所有連接 處采用加橡膠墊或涂膠等辦法進行密封處理。（4)采用常規(guī)的真空輔助成型工藝對玻璃纖 維布鋪層結(jié)構(gòu)進行整體環(huán)氧澆注。所述的環(huán)氧支撐筒成型工藝為：在玻璃纖維布鋪層結(jié)構(gòu) 外表面上包裹真空成型袋并進行密封處理；利用成型模具中內(nèi)側(cè)定位塊8端部設(shè)置的若干 真空抽口進行抽真空，同時利用成型模具中內(nèi)側(cè)定位塊2端部設(shè)置的若干注澆口進行環(huán)氧 灌注，其中環(huán)氧樹脂采用超低溫用雙酚F環(huán)氧樹脂/胺類固化體系；注澆完成后整體送入具 有溫控功能的加熱爐內(nèi)進行固化，固化工藝為140°C /2h+150°C /4h。（5)對整個成型模具 (含工件）的進行脫模。脫模順序為將螺釘加銷釘取掉之后再將筒體結(jié)構(gòu)抽掉，其余部件均 可依次將其敲打下來完成脫模。
【主權(quán)項】
1. 一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置，其特征在于：包括有上端板、環(huán)氧支撐筒、 下端板、液氮冷卻管路，上端板的下端面上垂直設(shè)有上環(huán)形襯板、上環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板，上環(huán) 形襯板的內(nèi)徑大于上環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板的內(nèi)徑，上環(huán)形襯板與上環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板之間留有縫 隙；下端板的上端面上垂直設(shè)有下環(huán)形襯板、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板，下環(huán)形襯板的內(nèi)徑大于下 環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板的內(nèi)徑，下環(huán)形襯板與上環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板之間留有縫隙；環(huán)氧支撐筒的上、 下端內(nèi)側(cè)分別設(shè)有環(huán)形凸起，兩個環(huán)形凸起中分別設(shè)有不銹鋼圓環(huán)，上、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板 的外側(cè)壁上分別設(shè)有與環(huán)氧支撐筒上的環(huán)形凸起相配合的環(huán)形凹槽；上環(huán)形襯板、上環(huán)形 內(nèi)側(cè)連接板與下環(huán)形襯板、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板分別通過螺栓、抗剪定位銷卡設(shè)在環(huán)氧支撐 筒的上、下端；環(huán)氧支撐筒中部設(shè)有液氮冷卻管路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置，其特征在于：所述 的螺栓采用兩組共48個M24mm六角頭鉸制孔用螺栓，抗剪定位銷采用兩組共24個020mm 抗剪定位銷。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置，其特征在于：所述 的上、下環(huán)形襯板和上、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板從環(huán)氧支撐筒內(nèi)部安裝，并在圓周向分成六個金 屬弧段進行分段安裝，安裝完畢后對金屬弧段之間易于焊接的位置采用斷續(xù)加強焊焊接成 一體。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置，其特征在于：所述 的液氮冷卻管路由兩個矩形截面的半圓形管路組成，并設(shè)置有兩進兩出管口用于與外超導 磁體80K冷屏的主氮路連接；液氮冷卻管路放置在靠近環(huán)氧支撐筒的室溫端的一端，即放 置在離環(huán)氧支撐筒的室溫端距離為240mm處，并采用螺栓夾緊和常溫固化環(huán)氧膠粘接固定 在環(huán)氧支撐筒外側(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置，其特征在于：所述 的上、下端板上各設(shè)置24個033mm螺栓通孔和2個024mm定位銷孔，可與外超導磁體下端 板及外超導磁體杜瓦底座進行連接與固定。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置，其特征在于：所述 的環(huán)氧支撐筒是以多方向交叉鋪設(shè)的高強玻纖為增強基體的復合材料制成的環(huán)氧支撐筒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度低漏熱的超導磁體支撐裝置，包括有上、下端板，上端板的下端面上垂直設(shè)有上環(huán)形襯板、上環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板，下端板的上端面上垂直設(shè)有下環(huán)形襯板、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板，環(huán)氧支撐筒的上、下端內(nèi)側(cè)分別設(shè)有環(huán)形凸起，兩個環(huán)形凸起中分別設(shè)有不銹鋼圓環(huán)，上、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板的外側(cè)壁上分別設(shè)有與環(huán)氧支撐筒上的環(huán)形凸起相配合的環(huán)形凹槽；上環(huán)形襯板、上環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板與下環(huán)形襯板、下環(huán)形內(nèi)側(cè)連接板分別通過螺栓、抗剪定位銷卡設(shè)在環(huán)氧支撐筒的上、下端；環(huán)氧支撐筒中部設(shè)有液氮冷卻管路。本發(fā)明的超導磁體支撐裝置保證了強度的同時減少了漏熱量，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量輕且安全可靠。
【IPC分類】H01F6/00
【公開號】CN105070458
【申請?zhí)枴緾N201510542832
【發(fā)明人】陳文革, 房震, 朱加伍, 陳治友, 譚運飛, 陶玉民, 郝春功, 匡光力
【申請人】中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月31日