Сверхпроводящий электромагнит

 

СВЕРХПРОБОДЯЩИП ЭЛЕКТРОМАГНИТ , содержащий многослойную спиральную непрерывную обмотку, выполненную из сверхпроводящего материала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами между слоями обмотки , причем слои параллельны оси симметрии обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы электромагнита путем обеспечения равномерного охлаждения слоев обмотки, ширина охлаждающих каналов увеличивается от наружного слоя обмотки к внутреннему . СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (1!) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

H IlATEHTV (21) 2842711/24-07 (22) 12. 11.79 (31) 138860/78 (32) 13. 11. 78 (33) Япония (46) 30.10.84. Бюл. У 40 (72) Сусуму Майн (Япония) (71) Токио Сибаура Денки Кабусики

Кайся (Япония) (53) 621.3.045.8:537.3 12.62(088.8) (56) 1. Карасик В.Р. Физика и техника сильных магнитных полей. М., "Наука", 1964 с. /1.

2. Зенкевич В.Б., Сычев В.В. Маг нитные системы на сверхпроводниках.

М., "Наука", 1972, с. 234.

)(gg) Н 01 F 7/22,/Н 01 F 27/30 (54)(57) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий многослойную спиральную непрерывную обмотку, выполненную из сверхпроводящего материала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами между слоями обмотки, причем слои параллельны оси симметрии обмотки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности работы электромагнита путем обеспечения равномерного охлаждения слоев обмотки, ширина охлаждающих каналов увеличивается от наружного слоя обмотки к внутреннему.

ВНИИПИ Заказ 8017/46 Тираж 682 Подписное

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

1 t 12223

Изобретение относится преимущественно к криогенной технике и может быть использовано в области оптимизации и улучшения условий работы сверхпроводящих электромагнитов. 5

Известна конструкция соленоида, содержащего несколько соосно размещенных катушек, выполненных из сплошного электропроводящего материала со сквозными каналами, выполненными в 10 материале кагушек и размещенными па-;; раллельно оси соленоида, причем количество каналов увеличивается от наружного к внутреннему диаметру соленоида (1) .

Недостатком этой конструкции является сложность изготовления катушек с большим количеством каналов, а также невозможность ее использования применительно к сверхпроводящим 20 электромагнитам.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция сверхпроводящего электромагнита, 25 содержащего многослойную спиральную непрерывную обмотку, выполненную из сверхпроводящего материала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами между слоями обмотки, причем слои параллельны-оси симметрии обмотки (2 .

Недостатком известной конструкции является пониженная надежность работы электромагнита, обусловленная неравномерностью охлаждения слоев, 35 обмотки из-sa повышенного значения сопротивления внутренних слоев обмотки в момент перехода материала обмотки электромагнита в нормальное

40 состояние проводимости.

Цель изобретения — повышение надежности работы электромагнита путем обеспечения равномерного охлаждения слоев обмотки.

Поставленная цель достигается тем, что в сверхпроводящем электромагните, содержащем многослойную спиральную непрерывную обмотку, выполненную из сверхпроводящего мате50 риала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами между слоями обмотки, причем слои параллельны оси симметрии обмотки, ширина охлаждающих каналов увеличивается от наружного слоя обмотки к внутреннему.

На чертеже схематически изображено устройство.

В сверхпроводящем электромагните, содержащем многослойную спиральную непрерывную обмотку 1, выполненную из сверхпроводящего материала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами 2 между слоями обмотки, причем слои параллельны оси симметрии обмотки, ширина охлаждающих каналов увеличивается от наружного слоя обмотки к внутреннему.

Устройство работает следующим образом. . При протекании по обмотке электромагнита электрического тока напряженность магнитного поля повышается по направлению от наружного слоя обмотки к внутреннему.

При превышении напряженности поля сверх некоторого критического значения для данного материала сверхпроводника обмотка электромагнита переходит в нормальное состояние с выделением большого количества тепла.

Переход обмотки в нормальное состояние начинается в зоне наибольшей напряженности магнитного поля, где условия охлажцения не позволяют понизить температуру наиболее нагретых участков обмотки. Для выравнивания условий перехода частей обмотки в нормальное состояние последние, работающие в наиболее .тяжелых условиях в части повышенной напряженности магнитного поля, подвергаются более интенсивному охлаждению путем увеличенного. канала, обеспечивающего повышенную циркуляцию хладагента, например жидкого гелия.

Таким образом, возрастает скорость отвода тепла с участков обмотки, прилегающих к каналу большей ширины, обмотка работает в менее напряженных условиях, что повышает надежность работы электромагнита в целом.