Сверхпроводящий электромагнит Советский патент 1984 года по МПК H01F6/04 H01F27/30 

Изобретение относится преимущест венно к криогенной технике и может быть использовано в области оптимиз ции и улучшения условий работы свер проводящих электромагнитов« Известна конструкция соленоида,, содержащего несколько соосно размещенных, катушек, выполненных из спло ного электропроводящего материала с сквозными каналами, выполненными в ма;териале кагушек и размещенными п раллельно оси соленоида, причем количество каналов увеличивается от наружного к внутреннему диаметру со леноида l . Недостатком этой конструкции является сложность изготовления катуш с большим количеством каналов, а та же невозможность ее использования применительно к сверхпроводящим электромагнитам. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаем му результату является конструкция сверхпроводящего электромагнита, содержащего многослойнуго спиральную непрерывную обмотку, вьшолненнзто из сверхпроводящего материала, размещенную в хладагенте, с охлаждающи ми каналами между слоями обмотки, причем слои параллельны оси симметрии обмотки 2j . Недостатком известной конструкци является пониженная надежность работы электромагнита, обусловленная неравномерностью охлаждения слоев, обмотки из-за повьш1енного значения сопротивления внутренних слоев обмотки в момент перехода.материала обмотки электромагнита в нормальное состояние проводимости. Цель изобретения - повьшгение надежности работы электромагнита путем обеспечения равномерного охлаждения слоев обмотки. Поставленная цель достигается тем, что в сверхпроводящем электромагните, содержащем многослойную спиральную непрерывную обмотку, выполненнзпо из сверхпроводящего материала, 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 повьппается по направлению от наружного слоя обмотки к внутреннему. При превьшении напряженности поля сверх некоторого критического значения для данного материала сверхпроводника обмотка электромагнита переходит в нормальное состояние с выделением большого количества тепла. Переход обмот си в нормальное состояние начинается в зоне наибольшей напряженности магнитного поля, где условия охлаждения 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 повьппенную циркуляцию хладагента, например жидкого гелия. Таким образом, возрастает скорость отвода тепла с участков обмотки, прилегающих k каналу большей ширины, обмотка работает в менее напряженных условиях, что повьппает надежность работы электромагнита в целом.

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