Сверхпроводящий электромагнит

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (11) 22,ГН 01 Г 27/30 151) Н 01 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н ПАТЕН СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Токио Сибаура Денки КабусикиКайся (Япония)(56) 1. Карасик В.Р, Физика и техника сильных магнитных полей. М.,"Наука", 1964, с, 71.2, Зенкевич В,Б., Сычев В.В. Магнитные системы на сверхпроводниках.М "Наука", 1972, с. 234,(54)(57) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий многослойную спираль.ную непрерывную обмотку, выполненную из сверхпроводящего материала,размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами между слоями обмотки, причем слои параллельны осисимметрии обмотки, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы электромагнита путем обеспечения равномерногоохлаждения слоев обмотки, ширинаохлаждающих каналов увеличиваетсяот наружного слоя обмотки к внутреннему,30 ВНИИПИ Заказ 8017/46 Тираж 682 Подписное Филивр ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4 1 112223Изобретение относится преимущественно к криогенной технике и можетбыть использовано в области оптимиза"ции и улучшения условий работы сверхпроводящих электромагнитов. 5Известна конструкция соленоида,содержащего несколько соосно размещенных катушек, выполненных из сплошного электропроводящего материала сосквозными каналами, выполненными в 1 Оматериале ка 1 гушек и размещенными па-раллельно оси соленоида, причем количество каналов увеличивается отнаружного к внутреннему диаметру со"леноида 11.15Недостатком этой конструкции является сложность изготовления катушекс большим количеством каналов, а также невозможность ее использованияприменительно к сверхпроводящим 20электромагнитам.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому результату является конструкциясверхпроводящего электромагнита, 25содержащего многослойную спиральнуюнепрерывную обмотку, выполненнуюиз сверхпроводящего материала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами между слоями обмотки,причем слои параллельны.оси симметрии обмотки 2.Недостатком известной конструкцииявляется пониженная надежность работы электромагнита, обусловленнаянеравномерностью охлаждения слоев,35обмотки из-Эа повьппенного значениясопротивления внутренних слоев обмотки в момент перехода материалаобмотки электромагнита в нормальное40состояние проводимости,Цель изобретения - повьппение надежности работы электромагнита путем обеспечения равномерного охлаждения слоев обмотки,45Поставленная цель достигаетсятем, что в сверхпроводящем электромагните, содержащем многослойнуюспиральную непрерывную обмотку, выполненную из сверхпроводящего мате 50риала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами между слоямиобмотки, причем слои параллельныоси симметрии обмотки, ширина охлаждающих каналов увеличивается отнаружного слоя обмотки к внутреннему.На чертеже схематически изображено устройство,В сверхпроводящем электромагните,содержащем многослойную спиральнуюнепрерывную обмотку 1, выполненнуюиз сверхпроводящего материала, размещенную в хладагенте, с охлаждающими каналами 2 между слоями обмотки, причем слои параллельны оси симметрии обмотки, ширина охлаждающихканалов увеличивается от наружногослоя обмотки к внутреннему,Устройство работает следующимобразом.. При протекании по обмотке электромагнита электрического тока напряженность магнитного поля повьппаетсяпо направлению от наружного слояобмотки к внутреннему.При превышении напряженности полясверх 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 наибольшейнапряженности магнитного поля, гдеусловия охлажцения не позволяют понизить температуру наиболее нагретыхучастков обмотки. Для выравниванияусловий перехода частей обмотки внормальное состояние последние, работающие в наиболее .тяжелых условияхв части повьппенной напряженностимагнитного поля, подвергаются более интенсивному охлаждению путемувеличенного. канала, обеспечивающегоповышенную циркуляцию хладагента,например жидкого гелия.Таким образом, возрастает скоростьотвода тепла с участков обмотки, прилегающих к каналу большей ширины,обмотка работает в менее напряженных условиях, что повьппает надежностьработы электромагнита в целом.