Сверхпроводящий электромагнит

(21) (22) (46) (72) (53) (56) Вайа Ларин 088.8) ЕМУ.,2 ящие1 976 агн . 6 Ка от ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМЪ СВИД 3468609/24-0715.07.8223.01.85. Бюл. )( 3Ю.П, Дмитревский и В.Н621.3.045.8:537.312.621"ТЬе епегяу йоцЬ 1 е",а, 1976, р. 15,Брехна Г. Сверхпроводтные системы. М., "Мир2,(54)(57) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий сверхпроводящую обмотку, размещенную в гелиевом сосуде,азотный экран, размещенный между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом,и опоры, размещенные тангенциальнов вакуумном промежутке между гелиевымсосудоми вакуумнымкожухом, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюустранения поперечной деформации опори получения большей однородности магнитного поля, электромагнит содержитнаружный магнитопровод с полостью,бандаж и тяги с выступами и пазами,выполненные из материала с высокиминтегральным коэффициентом термического сжатия, преимущественно латуни,тержни, выполненные из материал 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 прямоугольных3брусков из материала с низким коэф- З фициентом теплопроводности, преимущественно стеклотекстолита, причем одна из частей размещена между каж- С дым 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 обечае размещенных телескопически одн носительно другой.1091759 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 изматериала с низким интегральным коэффициентом термического сжатия, например инвараи вкладыши, размещенныев полости магнитопровода напротивтяг, причем поверх обмотки размещенбандаж, на котором выполнены выступы, а тяги размещены на бандаже, облегая последний, причем пазы тяг ивыступы бандажа совмещены друг сдругом, выступы тяг расположены пообе стороны от вкладышей и между ними размещены опоры, каждая из которыхвыполнена из двух соосно расположенных частей в виде, например, прямоугольных брусков из материала с низким коэффициентом теплопроводности,например стеклотекстолита, причемодна 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 междусобой стержнями, а азотный экранпо длине электромагнита выполнениз отдельных обечаек, размещенныхтелескопически одна относительнодругой. Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к устройствам сверхпроводящих электромагнитов для ускорителей заряженных частиц. На фиг. 1 изображен предлагаемыйсверхпроводящий 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 ивакуумным кожухом 4, опоры 5, размещенные тангенциально в вакуумном промежутке между гелиевым сосудом 2 ивакуумным кожухом 4, наружный магнитопровод 6 с полостью, бандаж 7, тяги 8 с выступами 9 и пазами 10, повто -ряющие Форму бандажа 7, выполненныеиз материала с высоким интегральнымкоэффициентом термического сжатия,Известна конструкция сверхпроводящего электромагнита, содержащаямагнитопровод, забандажированнуюсверхпроводящую обмотку, размещеннуюво внутреннем сосуде криостата и зафиксированную относительно магнитопровода группой роликовых опор, установленных с интервалом по длине электромагнита по четыре опоры в каждойгруппе, расположенных радиально под .углом 90 друг к другу, причем между.опорами и магнитопроводом размещенавнешняя вакуумная оболочка криостата,в вакуумном промежутке криостата размещен азотный экран 1 .Недостатком данной конструкцииявляется пониженная надежность ее,обусловленная существенным уменьшением усилия предварительного нажатия 25вследствие, термических усадок охлаждаемой внутренней части магнитопровода и опорных роликов, что приводит ксмещению магнитопровода и, кроме того,повороту последнего вокруг продоль 30ной оси.Известна также конструкция свеРхпроводящего электромагнита, содержащего сверхпроводящую обмотку, размещенную в гелиевом сосуде, азотныйэкран, размещенный между гелиевым со-З 5судом и вакуумным кожухом, и опоры,размещенные тангенциально в вакуумном промежутке между гелиевым сосудом и вакуумным кожухом 21.Данная конструкция по своей тех 40нической сути и достигаемому результату является наиболее близкой к изобретению.Недостатком ее является пониженнаянадежность работы, обусловленная воз.45можностью поперечной деформации опорпри охлаждении всей системы в целом,щую обмотку 1, размещенную в гелиблагодаря сокращению ее длины, чтоможет, в конечном счете, привести кразрушению опор и выходу системы из50строя, а также низкая однородностьмагнитного поля,Целью изобретения является устранение поперечной деформации опор иполучение большей однородности магнитного поля,Для этого сверхпроводящий электромагнит, содержащий сверхпроводящуюз 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,Фна 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 25 и жестко соединены между собой стержнями 11, а азотный экран 3 по длине электромагнита выполнен из отдельных обечаек, размещенных телескопически одна относительно другой, 30Работает описываемое устройство следующим образом.При охлаждении обмотки 1, бандажа 7 и гелиевого сосуда 2 охлаждаются также находящиеся в контакте 759 4с сосудом тяги 8 с выступами 9. Происходит сокращение длин тяг, за счет чего выбираются монтажные зазоры в конструкции и начинается равномерное поджатие опор 5Одновременно 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 не- сокращающиеся 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,Ф1091759 1 Оркова Техред М. Пар Ред одписное к.4/5 Филиал Патент",ород, ул. Проектна 31/3 ВНИИПИ Го по дела113035, Мос Тираж 679 дарственногизобретений а, Ж, Ра комитета С открытий скан наб.