一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵制造技術

一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，包括：螺線管，用于收容螺線管的外磁軛鐵桶，設置在所述外磁軛鐵桶表面，一端穿過外磁軛鐵桶頂持在螺線管表面的頂絲，以及位于外磁軛鐵桶兩端的端蓋；其中，螺線管包括多個沿軸向疊放的線包，每個線包均設有多層纏繞的線圈。本申請在外磁軛鐵桶表面設置從不同方向壓緊線圈的多個頂絲，通過旋擰頂絲調整線圈組與內套桶之間的距離，從而對線圈位置進行微調，使得聚焦螺線管磁鐵的機械中心與磁場中心一致。通過這樣的設計，將聚焦螺線管的線圈變為可調式，在滿足產品使用性能的同時，降低了聚焦螺線管磁鐵的生產難度，提高了生產及實驗的效率。

Coil adjustable focusing solenoid magnet

A coil adjustable focusing solenoid magnet, including solenoid for outer yoke iron containing solenoids, iron yoke disposed on the outer surface, one end through the outer yoke iron holding in the top wire solenoid surface, and is located in the outer yoke iron cover both ends; which comprises a plurality of solenoid stacked along the axial line, each line has a multi-layer winding coil. The application of the external magnetic yoke iron surface is provided from a plurality of different direction pressing top wire coil, coil wire between the top group and the inner sleeve barrel distance by screwing, thereby fine-tuning of the coil position, the mechanical center and center field focusing solenoid magnet favorable. Through the design, the coil of the focusing solenoid is changed into an adjustable type, and the production difficulty of the focusing solenoid magnet is reduced, and the efficiency of production and experiment is improved when the performance of the product is satisfied.

【技術實現步驟摘要】
一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵
本申請涉及高能物理領域，尤其涉及應在散裂中子源低能束流傳輸過程中的一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵。
技術介紹
散裂中子源低能束流傳輸段需要通過聚焦螺線管磁鐵將離子源產生的非對稱性低能束流與射頻四極直線加速器所需的對稱性接受度進行匹配，控制低能束流的發射度的增長和減小束流損失。因此，對聚焦螺線管磁鐵機械中心和磁場中心的一致性具有極高的要求。現有的聚焦螺線管磁鐵的線圈纏繞在內套筒表面，內套桶接與線圈保護層采用一體澆注結構。而為滿足聚焦螺線管磁鐵機械中心和磁場中心的一致性，就需要聚焦螺線管磁鐵的線圈中心與外磁軛鐵桶中心的同軸度必須小于0.4mm。但現有的線圈繞線精度較低，加之線圈組組裝時的裝配誤差，因而無法滿足同軸度的要求。
技術實現思路
本專利技術提供一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，旨在解決現有聚焦螺線管磁鐵線圈中心與外磁軛鐵桶中心的同軸度低，無法滿足散裂中子源低能束流傳輸過程中的要求的問題。一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，包括：螺線管，所述螺線管包括多個沿軸向疊裝的線包，每個線包均設有多層纏繞的線圈；外磁軛鐵桶，所述外磁軛鐵桶用于收容所述螺線管；頂絲，所述頂絲設置在所述外磁軛鐵桶表面，其穿過所述外磁軛鐵桶的一端頂持在所述螺線管表面；端蓋，所述端蓋于所述外磁軛鐵桶兩端各設置一個，并與所述外磁軛鐵桶端面固定連接。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述頂絲沿所述外磁軛鐵桶軸向至少設置一組，每組至少沿所述外磁軛鐵桶表面同一圓周分布三個，以便限定所述螺線管徑向的自由度為零。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述頂絲沿所述外磁軛鐵桶軸向設置有兩組，每組包括沿所述外磁軛鐵桶表面同一圓周分布的四個頂絲，所述四個頂絲所在位置相對所在圓周圓心呈中心對稱排布。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述螺線管表面與所述頂絲相對應處設有墊板，所述頂絲頂持在所述墊板表面。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述墊板由所述螺線管的一端沿其軸向延伸至另一端。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述螺線管中心還設有一沿其軸向延伸的內套桶，所述內套桶為無磁材料制備，所述線圈內圈與所述內套桶之間存有一定間隙。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述端蓋內表面設有與所述內套桶貫通的開口，所述開口處設有與所述內套桶套接的圓筒狀接頭。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述所述內套桶為G10材料或無磁不銹鋼材料制備。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中，所述墊板為無磁絕緣材料制備。所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其中所述外磁軛鐵桶表面還設有用于所述線圈的引出線穿出的斷口區，所述外磁軛鐵桶外部還設有水冷散熱裝置，所述引出線穿過所述斷口區與所述水冷散熱裝置的水管連通，利用循環水帶走線圈通電后產生的熱量。本申請所給出的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，在聚焦螺線管的線圈與內套桶之間設置一可調節間隙，并在外磁軛鐵桶表面設置從不同方向壓緊線圈的多個頂絲，通過旋擰頂絲調整線圈組與外磁軛鐵桶之間的位置關系，從而對二者同軸度進行微調，使得聚焦螺線管磁鐵的機械中心與磁場中心一致。通過這樣的設計，將聚焦螺線管的線圈變為可調式，在滿足產品使用性能的同時，降低了聚焦螺線管磁鐵的生產難度，提高了生產及實驗的效率。附圖說明圖1為本申請實施例中，聚焦螺線管磁鐵的整體結構示意圖；圖2為本申請實施例中，聚焦螺線管磁鐵的爆炸圖圖3為本申請實施例中，單個線圈的結構示意圖；圖4為本申請實施例中，線圈組的結構示意圖；圖5為本申請實施例中，聚焦螺線管磁鐵的截面圖；圖6為圖5中A-A向剖視圖。具體實施方式下面通過具體實施方式結合附圖對本申請作進一步詳細說明。本實施例所給出的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵如圖1所示，包括聚焦螺線管磁鐵本體1、位于本體1下方與其固定連接的支架2。如圖2所示，本體1包括螺線管10、用于來容置螺線管10的外磁軛鐵桶11、固定在外磁軛鐵桶11兩端的端蓋12以及設置在外磁軛鐵桶11表面的頂絲13。端蓋12表面中心處設有開口121，螺線管10中心處還設有一個與開口121連通的內套桶14。端蓋12內表面位于開口處還設有接頭122，接頭122呈圓筒狀，其朝向內套桶14一端與內套桶14套接。如圖3-圖6所示，螺線管10包括多個線包100，線包100相互疊放，本實施例中的螺線管10由有12個線包100疊放組裝而成，每個線包100共兩層，每層16匝，由同一根導線繞制，螺線管10通電后產生的磁場可以將離子源出來的非對稱性束流與加速器所需要的對稱性接受度進行匹配。螺線管10的內圈與內套桶14之間存在一定間隙，頂絲13的端部穿過外磁軛鐵桶11壓在螺線管10表面，外磁軛鐵桶11表面設有與頂絲13相適配的螺孔110，通過旋擰頂絲13可以調整螺線管10的位置，從而調節外磁軛鐵桶11與線圈之間的同軸度，降-低中心與磁場中心的偏差。應當理解的是，本實施例中關于線包100數量及線圈層數、砸數的設定需要根據實際需要來設定。進一步地，頂絲13沿外磁軛鐵桶11軸向至少設置一組，為使得同一組的頂絲13作用在螺線管10表面的壓力處于同一平面內，避免產生使螺線管偏轉的空間力矩，本實施例中每組頂絲13均設置在外磁軛鐵桶11表面同一圓周上。為使得螺線管10同軸度調整完畢后，不會因外力導致其沿徑向產生移動，就需要同一圓周上的頂絲13將對螺線管10沿徑向的自由度限定為零，這就需要每組頂絲13至少包括三個。而頂絲13如果只設置一組，頂絲對螺線管10表面的壓力較大，容易造成螺線管10的損壞，且不利于維持螺線管10保持平衡狀態。因而，本實施例如圖6所示，頂絲13沿外磁軛鐵桶11的軸向設置兩組，兩組頂絲13分別臨近螺線管10的兩端設置。每組包括位于外磁軛鐵桶11表面同一圓周分布的四個頂絲13，四個頂絲13在同一圓周上呈中心對稱分布性(四個頂絲13所在位置連線呈矩形，矩形對角線焦點為該圓周的圓心)，本實施例中的頂絲13分布方式如圖6所示，在該圓周過圓心的豎直軸線及水平軸線的四個交點各設置一個頂絲13，且兩組頂絲在圓周上的位置相同，即兩組中對應的頂絲13沿螺線管10的軸向分布。如圖2所示，為避免頂絲13端部損傷螺線管10，在螺線管10表面與頂絲13相對應處還設有墊板111，墊板111由沿螺線管10一端沿其軸線延伸至另一端，頂絲13端部頂在墊板111表面，使得壓力均勻分布在螺線管10的表面，避免螺線管10表面線圈的損傷。墊板111可以預先制備成型，然后固定在螺線管10表面，還可以直接采用G10材料(一種玻璃纖維與樹脂碾壓復合材料)澆筑在螺線管10表面，使得墊板111填充到線圈縫隙之間，與線圈表面充分接觸，增加墊板111與螺線管10表面的受力面積，更好的將頂絲13的壓力分散開來，減小螺線管10表面的磨損，增加設備的使用壽命。如圖2所示，外磁軛鐵桶11外部設有水冷散熱裝置，螺線管10線圈的各接線穿過斷口區112連接到一接線母排3上，該接線母排3上設有與外電源及其他電器元件連接的端子，以及與連接水冷散熱裝置的水管4連通的接頭。水冷散熱裝置通過管路在螺線管10內部循環，將螺線管10通電后產生的熱量及時帶走，起到冷卻的效果。進一步地，如圖3所示，本實施例中，為使得螺線管10有調整度的空間，螺線管10外表面與外磁本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其特征在于，包括：螺線管，所述螺線管包括多個沿軸向疊放的線包，每個線包均設有多層纏繞的線圈；外磁軛鐵桶，所述外磁軛鐵桶用于收容所述螺線管；頂絲，所述頂絲設置在所述外磁軛鐵桶表面，其穿過所述外磁軛鐵桶的一端頂持在所述螺線管表面；端蓋，所述端蓋于所述外磁軛鐵桶兩端各設置一個，并與所述外磁軛鐵桶端面固定連接。

【技術特征摘要】
1.一種線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其特征在于，包括：螺線管，所述螺線管包括多個沿軸向疊放的線包，每個線包均設有多層纏繞的線圈；外磁軛鐵桶，所述外磁軛鐵桶用于收容所述螺線管；頂絲，所述頂絲設置在所述外磁軛鐵桶表面，其穿過所述外磁軛鐵桶的一端頂持在所述螺線管表面；端蓋，所述端蓋于所述外磁軛鐵桶兩端各設置一個，并與所述外磁軛鐵桶端面固定連接。2.如權利要求1所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其特征在于，所述頂絲沿所述外磁軛鐵桶軸向至少設置一組，每組至少沿所述外磁軛鐵桶表面同一圓周分布三個，以便限定所述螺線管徑向的自由度為零。3.如權利要求2所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其特征在于，所述頂絲沿所述外磁軛鐵桶軸向設置有兩組，每組包括沿所述外磁軛鐵桶表面同一圓周分布的四個頂絲，所述四個頂絲所在位置相對所在圓周圓心呈中心對稱排布。4.如權利要求2或3所述的線圈可調式聚焦螺線管磁鐵，其特征在于，所述螺線管表面與所述頂絲相對應處設有墊板，所述頂絲頂持在所述墊板表面。5....

【專利技術屬性】
技術研發人員：于永積，劉磊，孫獻靜，寧常軍，康玲，
申請(專利權)人：東莞中子科學中心，
類型：發明
國別省市：廣東,44