Система охлаждения соленоида Советский патент 1990 года по МПК H01F6/06 H01F27/16 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системе охлаждения устройств, соэдагадих магнитное поле, и может быть использовано в квантовой электронике и лазерной фотолитографии .

Цель изобретения - повьшение эффективности и надежности работы системы охлаждения соленоида путем более высокой интенсивности и равномерности охлаждения.

На фиг.1 изображена предлагаемая система, продольный разрез; на фиг.2- сечение АгА на фиг.1.

Система содержит обмотку 1 соленоида, электроизолирующую теплопрово- дящую вязкотекучую композицию 2, хла- доноситель 3, токонепроводящие шайбы 4 и электроизолирующий слой (ленту) 5, Кожух системы охлаждения выполнен з виде соосных цилиндров 6 и 7, между которыми соосно с ними на распорках 8 установлен теплопроводящий каркас в форме наружного 9 и внутреннего 10 соосных цилиндров, причем н а внутреннем цилиндре 10 намотана электроизолирующая лента 5, поверх которой намотана многослойная обмотка 1 соленоида, а его межвитковые промежутки и каркас заполнены электроизолирующей теплопроводящей вязкотекучей композицией 2, выполненной на основе крем- нийорганики. Поверхность наружного цилиндра 9 выполнена тонкой и являет- ся не жесткой, в связи с чем может смещаться в радиальном направлении, поверхность каркаса находится в тепловом контакте с вязкотекучей композицией 2 и хладоносителем 3. Каждое из двух оснований 11 каркаса (на фрагменте системы на фиг.1 изображено одно основание) отделено от торцов обмотки 1 соленоида токонепроводящей шайбой 4 с отверстиями 12 и пазами 13. В продольном отверстии 14 размещен активный элемент, на который воздействует магнитное поле.

Система работает следующим образом.

Электрический ток, протекаиций через обмотку 1 соленоида, создает магнитное поле, сжимающее разряд в активном элементе газового лазера, и вызывает нагрев обмотки 1 соленоида, тепловой поток от которой через вязк композицию 2 отводится к цилиндрам 9 и 10 и основаниям 11 кпркаса, охлаждаемого хладоносителем 3, прокачиваемым насосом через кожух.

При заполнении каркаса из-за вязкости композиции 2 ее тепловой контакт с цилиндром каркаса на некоторых участках отсутствует. Эта и другие причины мо гли бы вызвать образование зазора, например, между наружным цилиндром 9 и вязкотекучей композицией 2, но под давлением хладоно- сителя 3 поверхность наружного цилиндра 9 сжимается в радиальном направлении, в результате чего обеспечивается ее стабильный тепловой контакт с композицией.

Электрический ток обусловливает силы, растягивающие обмотку 1 соленоида в радиальном направлении и стремящиеся создать зазор между внутренним цилиндром 10 и внутренним слоем обмотки 1 соленоида. Под давлением хладоносителя 3 поверхность наружного цилиндра 9 сжимается в радиальном направлении, при этом вязко- текучая композиция 2 выдавливается из тех участков пазов 13 и шайбы 4, которые примыкают к торцам внутреннего цилиндра 10, и заполняет зазор (из-за плотного контакта соседних витков обмотки соленоида выдавливани в зазор вязкой КОМПОЗИЩ1И из вышележащих слоев затругак;но) .

При появлении на каркасе коррозионных микроотверстий вязкотекучая композиция 2 проникает в них и по мере контактирования с хладоносителем 3 постепенно затвердевает, образуя пробку на №1кроотверстиях.

Предлагаемая система (по сравнению с известными) проста в изготовлении и эксплуатации.

Вследствие высокой теплоемкости кремнийорганической вязкотекучей ком позицш (например, пасты КПТ-8) сглаживаются флуктуации температуры обмотки, что также повышает стабильность магнитного поля соленоида.

Высокая интенсивность и равномерность охлаждения соленоида обеспечивает повышение стабильности и напряженности его магнитного поля, а это, в свою очередь, повьшает стабильност и величину мощности излучения газового лазера, помещаемого в поле соленоида и работающего в многоканальном лазерном генераторе изображений.

516

Формула изобретения

1. Система охлаждения соленоида, содержащая кожух для прокачки хладо- носителя, в котором установлены не- проницаем1 1й для хладоносителя тепло- проводящий каркас, выполненный в виде наружного и внутреннего соосных i;n- линдров и двух торцовых оснований, многослойную обмотку соленоида, намотанную на внутреннем цилиндре каркаса поверх элек .роизолирующего слоя и с торцов отделенную от основанш каркаса токонепроводящими шайбами, отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности и надежности работы системы путем более высокой интенсивности и равномерности охлаждения соленоида, системл допол86

нительно содержит электроизолирующую теплопроводящую вязкотекучую композицию, поверхность наружнщ-о цилиндра каркаса выполнена с вoз oжнocтью упругого смещения в радиальном направлении, преимущественно за счет уменьшения толщины щшиндра, токонепрово- дящие шайбы выполнены с симметрично

расположенными отверстиями, оси которых перпендикулярны плоскости шайб, а полость каркаса и межвмтковые промежутки заполнены электроизолирующей теплопроводящей вязкотекучей композицией.

2. Система по п.1, отличающая с я тем, что на поверхности тчконепроводящих шайб выполнены пазы, совмещенные с отверстиями п пяйбах.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы путем высокой интенсивности и равномерности охлаждения. Система содержит обмотку 1 соленоида, электроизолирующую теплопроводящую вязкотекучую композицию 2, хладоноситель 3, токопроводящие шайбы 4, электроизолирующий слой 5. Кожух выполнен в виде соосных цилиндров 6 и 7, между которыми соосно с ними на распорках установлен теплопроводящий каркас в виде наружного 9 и внутреннего 10 соосных цилиндров. Межвитковые промежутки обмотки 1 и каркас заполнены вязкотекучей композицией 2. Поверхность наружного цилиндра 9 выполнена тонкой и может смещаться в радиальном направлении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

12

13