Сверхпроводящий электромагнит

Сверхпроводящий электромагнит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СВЕРХПРОВОДЯЩШ ЭЛЕКТРОМАГНИТ , содержащий сверхпроводящую обмотку , размещенную в гелиевом сосуде, азотный экран, размещенный между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом, и опоры, размещенные тангенциально в вакзгумном промежутке между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом, отличающийся тем, что, с целью устранения поперечной деформации опор и получения большей однородности магнитного поля, электро гагнит содержит наружный -магнитопровод с полостью, бандаж и тяги с выступами и пазами, вьтолненные из материала с высоким интегральным коэффициентом термического сжатия, преимущественно латуни. стержни, выполненные из материала с низким интегральным коэффициентом термического сжатия, преимущественно инвара, и вкладыши, размещенные в полости магнитопровода напротив тяг, причем поверх обмотки размещен бандаж , на.котором выполнены-выступы, а тяги размещены на бандаже, облегая последний, причем, пазы тяг и выступы бандажа совмещены друг с другом, выступы тяг расположены по обе стороны от вкладышей и между ними размещены опоры, каждая изкоторых выполнена из двух соосно расположенных частей в виде преимущественно прямоугольных бруск.ов из материала с низким коэффициентом теплопроводности, преиму (Л щественно стеклотекстолита, причем . одна из частей размещена между каждым из выступов тяг и азотным экраном , а другая - между азотным экраном и вкладышем, причем тяги размещены вдоль продольной оси электромагнита и жестко соединены между собой стержнями, а азотный экран по длине со электромагнита вьшолнен из отдельных обечаек, размещенных телескопичес сд ки одна относительно другой. ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!) Н 01 F 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3468609/24-07 (22) 15.07.82 (46) 23.01.85. Бюл. N - 3 (72) Ю.П. Дмитревский и В.Н. Ларин (53) 621.3.045.8:537.312.62(088.8) (56) 1 «м" The energy double", ENAL, Batavia, 1976, р. 15.

2. Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы. N., "Мир", 1976, с. 612. (54)(57) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий сверхпроводящую обмотку, размещенную в гелиевом сосуде, азотный экран, размещенный между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом, и опоры, размещенные тангенциально в вакуумном промежутке между гелиевым сосудоми вакуумнымкожухом, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью устранения поперечной деформации опор и получения большей однородности магнитного поля, электроМагнит содержит наружный магнитопровод с полостью, бандаж и тяги с выступами и пазами, выполненные из материала с высоким интегральным коэффициентом термического сжатия, преимущественно латуни, „„SU 10 1759 А стержни, выполненные из материала с низким интегральным коэффициентом термического сжатия, преимущественно инвара, и вкладыши, размещенные в полости магнитопровода напротив тяг, причем поверх обмотки размещен бандаж, на котором выполнены- выступы, а тяги размещены на бандаже, облегая последний, причем пазы тяг и выступы бандажа совмещены друг с другом, вы ступы тяг расположены по обе стороны от вкладышей и между ними размещены опоры, каждая из.которых выполнена из двух соосно расположенных частей в виде преимущественно прямоугольных брусков из материала с низким коэффициентом теплопроводности, преимущественно стеклотекстолита, причем одна из частей размещена между каждым из выступов тяг и азотным экраном, а другая — между азотным экраном и вкладышем, причем тяги размещены вдоль продольной оси электромагнита и жестко соединены между собой стержнями, а азотный экран по длине электромагнита выполнен из отдельных обечаек, размещенных телескопически одна относительно другой.

1091759 т обмотку, размещенную в гелиевом сосуде, азотный экран, размещенный между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом, и опоры, размещенные тангенциально в вакуумном промежутке между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом, содержит наружный магнитопровод с полостью, бандаж, тяги с выступами и пазами, вь.полненные из материала с высоким интегральным коэффициентом термического сжатия, например латуни, стержни, выполненные из материала с низким интегральным коэффициентом термического сжатия, например инвара,,и вкладыши, размещенные в полости магнитопровода напротив тяг, причем поверх обмотки размещен бандаж, на котором выполнены выступы, а тяги размещены на бандаже, облегая последний, причем пазы тяг и выступы бандажа совмещены друг с другом, выступы тяг расположены по обе стороны от вкладышей и между ними размещены опоры, каждая из которых выполнена из двух соосно расположенных частей в виде, например, прямоугольных брусков из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например стеклотекстолита, причем одна из частей размещена между каждым из выступов тяг и азотным экраном, а другая — между азотным экра.ном и вкладышем, причем тяги размещены вдоль процольной оси электромагнита и жестко соединены между собой стержнями, а азотный экран. по длине электромагнита выполнен из отдельных обечаек, размещенных телескопически одна относительно другой.

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к устройствам сверхпроводящих электромагнитов для ускорителей заряженных частиц.

На фиг. 1 изображен предлагаемый сверхпроводящий электромагнит, поперечное сечение; на фиг. 2 — то же, вид сбоку.

Сверхпроводящий электромагнит (см. фиг. 2) содержит сверхпроводяевом сосуде 2, азотный экран 3, размещенный между гелиевым сосудом 2 и вакуумным кожухом 4, опоры 5, размещенные тангенциально в вакуумном промежутке между гелиевым сосудом 2 и вакуумным кожухом 4, наружный магнитопровод 6 с полостью, бандаж 7, тяги 8 с выступами 9 и пазами 10,повто— ряющие форму бандажа 7, выполненные из материала с высоким интегральным коэффициентом термического сжатия, Известна конструкция сверхпроводящего электромагнита, содержащая магнитопровод, забандажированную сверхпроводящую обмотку, размещенную во внутреннем сосуде криостата и зафиксированную относительно магнитопровода группой роликовых опор, установленных с интервалом по длине электромагнита по четыре опоры в каждой группе, расположенных радиально под . углом 900 друг к другу, причем между. опорами и магнитопроводом размещена внешняя вакуумная оболочка криостата, в вакуумном промежутке криостата размещен азотный экран )1j .

Недостатком данной конструкции является пониженная надежность ее, обусловленная существенным уменьшением усилия предварительного нажатия 25 вследствие. термических усадок охлаждаемой внутренней части магнитопровода и опорных роликов, что приводит к смещению магнитопровода и, кроме того, повороту последнего вокруг продоль30 ной оси.

Известна также конструкция сверхпроводящего электромагнита, содержащего сверхпроводящую обмотку, размещенную в гелиевом сосуде, азотный экран, размещенный между гелиевым со-З5 судом и вакуумным кожухом, и опоры, размещенные тангенциально в вакуумном промежутке между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом (2) .

Данная конструкция по своей тех40 нической сути и достигаемому результату является наиболее близкой к изобретению.

Недостатком ее является пониженная надежность работы, обусловленная воз45 можностью поперечной деформации опор при охлаждении всей системы в целом, щую обмотку 1, размещенную в гелиблагодаря сокращению ее длины, что может, в конечном счете, привести к разрушению опор и выходу системы из 50 строя, а также низкая однородность магнитного поля.

Целью изобретения является устранение поперечной деформации опор и получение большей однородности маг- 55 нитного поля.

Для этого сверхпроводящий электромагнит, содержащий сверхпроводящую з 1091 например латуни, стержни 11, выполненные из материала с низким интег- ральным коэффициентом термического сжатия, например инвара, и вкладыши 12, размещенные в полости магнитопровода 6 напротив тяг 8, причем поверх обмотки 1 размещен бандаж 7, Ф на котором выполнены выступы 13, а тяги 8 размещены на бандаже, облегая последний, причем пазы 10 тяг 8 и выступы 13 бандажа совмещены друг с другом, выступы 9 тяг 8 расположены по обе стороны от вкладышей 12 и между ними размещены опоры 5, выполненные в виде, например, прямоугольных брусков из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например стеклотекстолита, причем каждая из опор выполнена из двух соосно расположенных частей, одна из которых 20 размещена между каждым из выступов 9 и тяг 8 и азотным экраном 3, а другая — между азотным экраном 3 и вкладышем 12, причем тяги 8 размещены вдоль продольной оси электромагнита и жестко соединены между собой стержнями 11, а азотный экран 3 по длине электромагнита выполнен из отдельных обечаек, размещенных телескопически одна относительно другой. 30

Работает описываемое устройство следующим образом.

При охлаждении обмотки 1, бандажа 7 и гелиевого сосуда 2 охлаждаются также находящиеся в контакте

759 4 с сосудом тяги 8 с выступами 9. Происходит сокращение длин тяг, за счет чего выбираются монтажные зазоры в конструкции и начинается равномерное поджатие опор 5 ° Одновременно сокращающийся по длине гелиевый сосуд 2 с бандажом 7 и сверхпроводящей обмоткой 1 проскальзывает относительно тяг 8. Смещению же самих тяг в продольном направлении препятствуют несокращающиеся стержни 11. При этом отдельные обечайки охлаждающегося азотного экрана 3, сокращаясь, проскальзывают одна относительно другой перекрывающимися частями. По мере захолаживания устройства на опорах 5 развивается давление, необходимое для придания системе достаточной жесткости.

Таким образом, описываемая конструкция обеспечивает достаточную жесткость системы для компенсации силы магнитного притяжения обмотки и магнитопровода, обеспечивает соосность обмотки и магнитопровода и устраняет возможность поворота обмотки вокруг продольной оси магнитопровода, устраняет изгибающие напряжения на опорах при сокращении длины внутреннего гелиевого сосуда с обмоткой и бандажом и азотного экрана при захолаживании, что особенно . важно для магнитов, имеющих большую длину..

Ф I091759

Редактор О. Юркова Техред М.Пароцай

Корректор Е. Рошко

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 131/3 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5