Способ изготовления сверхпроводникового соленоида

 

Использование: для изготовления устройств экспериментальной физики. Сущность изобретения: на цилиндрическую часть каркаса по всему диаметру накладывают простынку из слюдопластового материала , затем по всему периметру каркаса в тангенциальном направлении на расстоянии друг or друга размещают слоистые по- -лосы из жаростойких слюдопластовых материалов, длина каждой из которых равна удвоенной длине цилиндрической части каркаса и высоте слоев изоляции, излишки попос от прямолинейной цилиндрической части каркаса в виде усов отгибают на щеках в радиальном направлении. После намотки провода при образовании межслойной изоляции на цилиндрическую часть намотанного слоя провода наматывают простынки из слюдоплзсювых материалов, отгибают усы оставшейся части полос в направлении образующей прямолинейной части каркаса на наружные слои витков обмотки, при этом полосы бумаг между собой, простынками и поверлностью корпуса фиксируют. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 F 41/04

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ке (21) 4892040/07 (22) 18.12.90 (46) 23.06.93. Бюл, f4 23 (71) Всесоюзный научно-Исследовательский институт электромашиностроения. (72) О.С.Богоявленский, fO.Л.Преснов и

В.Н.Тарабанов (56) Петров А.В. и Степанов А.Н. Электрическая изоляция сверхпроводящих магнитных систем электрофизических установок. М.:

Информэлектро, 1983.

Отчет М ОФА. 126.157., Л.: ВНИИзлектромаш., 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХПРОВОДНИКОВОГО СОЛЕНОИДА (57) Использование: для изготовления устройств экс пери ме нтал ь ной физи ки, Сущность изобретения: на цилиндрическую часть каркаса по всему диаметру накладыИзобретение относится к электротсхниСпособ найдет применение при изготовлении устройств экспериментальной физики, Цель изобретения — повышение качества путем исключения замасливэтеля и снижение стоимости злектроизоляционных материалов.

Эта цель достигается тем, что на цилиндрическую часть каркаса по всему диаметру накладывают простынку иэ слюдопластового материала, затем по всему периметру каркаса в тангенциальном направлении нэ расстоянии друг от друга размещают сло„„ А „„1823021 А1 вают простынку из слюдопластового материала, затем по всему периметру каркаса в тангенциальном направлении на расстоянии друг от друга размещают слоистые по-лосы из жаростойких слюдопластовых материалов, длина каждой из которых равна удвоенной длине цилиндрической части каркаса и высоте слоев изоляции, излишки полос от прямолинейной цилиндрической части каркаса в виде усов отгибают на щеках в радиальном направлении. После намотки провода при образовании межслойной изоляции на цилиндрическую часть намотанного слоя провода наматываю1 простынки из слюдапластовых материалов, отгибают усы ос1авшейся части полос в направлении образующей прямолинейной части каркаса на наружные слои витков обмотки, при этом полосы бумаг между собой, простынками и поверхностью корпуса фиксируют. 4 ил, истые полосы из жаростойких слюдопластовых материалов, длина каждой из которых

pauíà удвоенной длине цилиндрической части каркаса и высоте слоев изоляции, излишки полос от прямолинейной цилиндрической части каркаса в виде усов отгибают на щеках в радиальном направлении, после намотки провода, при образовании межслойной изоляции на цилиндрическую часть намотанного слоя провода наматывают простынки из слюдопластовых материалов, отгибают усы части полос для прохождения связующего и после намотки следующего слоя провода при образовании корпусной изоляции отгибают

1823021

55 усы оставшейся части полос в направлении образующей прямолинейной части каркаса на наружные слои витков обмотки, при этом полосы бумаг между собой простынками и поверхностью корпуса фиксируют.

В науке и технике известны способы использования жаростойких слюдопластовых бумаг, пропитанных алюмохромфосфатными связующими, в электротермии (Электронагревательные устройства на основе композиционных резестивных материалов, Киев, И.нститут проблем материаловедения АН УССР, 1986 г., С. 30).

В отличие от предлагаемого способа в приведенных способах применения жаростойких слюдопластовых бумаг, пропитанных an>o o).ðoìôoñôàòíûìè связками, и электротермии осуществляется путем использования готовых изделий, например трубчатых каркасов. Дополнительной пропитки полимерным связующим в этих конструкциях не требуется.

Предлагаемый способ изготовления сверхпроводникового соленоида осуществляется следующим образом. Жесткий каркас, состоящий из цилиндрической части и двух щек, покрывается подготовленными заготовками в виде простынок и полос иэ жаростойкой слюдопластовой бумаги, пропитанной алюмохромфосфатныM связуlo щим. Марка бумаги, например БИЖФА, толщиной 0,1 мм. цилиндрическая часть каркаса обматывается простынкой, на которую по диаметру расстэвляются пакеты полос. Пакеты по диаметру расставляются с зазорами. За ем пакеты полос оборачиваются простынками и чередование происходит в указанном порядке. Число слоев определяется толщиной, необходимой для электрического барьера корпусной изоляции. Зазоры по диаметру необходимы для прохождения полимерного связующего при пропитке. Простынки, полосы в пакете крепятся между собой и к поверхности каркаса в точках неотвержденным связующим.

Полосы в пакете укладываются на цилиндрическую часть каркаса с образованием усов с двух сторон, которые отгибаются у щек.

На корпусную изоляцию наматывается мягкий неотожженный соерхпроводник до заданного числа слоев витков, Часть усов пакета отгибается на витки, образуя межслоевую изоляцию, Усы межслоевой изоляции располагаются на цилиндрической части параллельно прямолинейной части полос. Для уменьшения слюдопластовой бумаги перед отгибом целесообразно места отгибов увлажнять. В

35 случае необходимости пакеты усов межслоевой изоляции оборачиваются простынками. В межслоевой изоляции между пакетами полос образуются в результате первоначальной расстановки их на каркасе.

После выкладки,межслоевой изоляции наматывают сверхпроводниковый токопровод.

По окончании намотки токопровода в катушку на последние витки отгибаются оставшиеся усы полос. Усы прокладываются в радиальном направлении простынками.

С внутренней стороны щек усы прокладываются листами слюдопластовой бумаги в последовательности, необходимой для отгиба усов для межслоевой изоляции.

После образования корпусной внешней изоляции отжигают сверхпроводниковый токопровод. После чего каркас с обмоткой помещают в герметичную капсулу и пропитывают полимерным связующим.

В случае каркасного соленоида каркас должен выполняться иэ немагнитного мате- ° риала. В случае изготовления бескаркасного соленоида требование к материалу технологического каркаса (удаленного после изготовления соленоида) не предьявляется, но такой каркас должен быть разъемным. В этом случае перед выполнением корпусной изоляции поверхность кар.каса, соприкасающаяся с изоляцией, покрывается антиадгеэионной смазкой, чтобы после пропитки обмотки полимерным связующим, каркас можно было разобрать.

На фиг. 1 показана схема устройства пропитки соленоида полимерным связующим; на фиг. 2 — показан каркас катушечной обмотки с полосами и простынками иэ жаростойкой слюдопластовой бумаги; на фиг.

3 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение

Б-Б на фиг. 2.

Сверхпроводниковый соленоид 1 помещен в герметичную капсулу 2 с двумя штуцерами для подачи пропиточного состава и вакуумирования, На каркас 3 сверхпроводникового соленоида наложена корпусная изоляция, состоящая иэ слоистых полос 4 и простынок 5 из жаростойкого слюдопластового материала.

Простынки положены на цилиндрическую часть, а полосы расположены по периметру каркаса в тангенциальном направлении на расстоянии друг от друга.

Длина каждой слоистой полосы равна удвоенной длине цилиндрической части каркаса и высоте слоев изоляции. После намотки провода 6 при образовании межслойной 7 и внешней 8 изоляции излишки полос от прямолинейной цилиндрической части каркаса в виде усов 9 отгибают на щеках в радиаль1823021 ном направлении. Прямолинейные части полос 10 прикладываются к цилиндрической части, а усы к щекам 11, Усы части полос отогнуть е в направлении образующей прямолинейной части каркаса и сами 5 полосы образуют каналы для прохождения связующего, при этом полосы бумаг между собой, простынками и поверхностью корпуса фиксируют, например кремниЯ органичеСкой смолой, 10

Устройство работает следующим образом:

Перед намоткой неотожженного СП вЂ” токопровода на корпус соленоида наносят корпусную изоляцию из жаростойкой слю- 15 допластовой бумаги. Листы полос в пакете скрепляют в точках между собой и простынками, с корпусом каркаса и витковой изоляцией. Скрепляющим материалом является полимерное органическое связующее, на- 20 пример кремнийорганическое.

Специальная высокотемпературная обработка сверхпроводникового токонровода производится в вакуумной камере при 750—

300 С в течение многих часов. Уже при 300- 25

4рр Ñ никаких признаков скрепляющего (кремнийорганического связующего) нет, т.к. оно выгорает и продукты термического разложения уносятся из камеры.

Вакуумная высокотемпературная абра- 30 ботка СП вЂ” проводника должна производиться исключительно безмаспяной откачной системой).

После обработки СП-токопровода соленоида обмотку помещают в герметичную 35 капсулу, в которой производят вакуумирование и пропитку всей обмотки. Пропитывающий материал нагнетается в обмотку и по зазорам, предусмотренным во время формирования корпусной и межслоевой иэоля- 40 цией, проникает к виткам. Затем пропиточное связующее запекается.

В сравнении с прототипом предлагае и способ изолирования СП-соленоида позволяет применить более дешевый электроизопяционный материал, При этом положительным эффектом в предлагаемом способе является улучшение качества изоляции. т.е. изоляция содержит много слюды.

Формула изобретения

Способ изготовления сверхпроводникового соленоида, согласно которому провод наматывают на цилиндрическую часть каркаса между его щетками, формируют межслоевую и корпусную изоляции, термообрабатывают и пропитывают связующим, отличающийся тем, что, с целью повышения качества путем исключения замасливателя и снижения стоимости электроиэоляционных материалов, на цилиндрическую часть каркаса по всему диаметру накладывают простынку из смазопластового материала, затем по всему периметру каркаса в тангенциальном направлении на расстоянии друг от друга размещают слоистые полосы из жаростойких слюдопластовых материалов, длина каждой из которых равна удвоенной длине цилиндрической части каркаса и высоте слоев изоляции, излишки полос от прямолинейной цилиндрической части каркаса в виде усов отгибают на щеках в радиальном направлении после намотки провода, при образовании межслойной изоляции . на цилиндрическую часть намотанного слОя провода наматывают простынки из слюдоп ластовых материалов, отгибают усы части полос дпя образования каналов для прохождения связующего и после намотки следующего слоя провода при образовании корпусной изоляции отгибают усы оставщейся части полос в направлении образующей прямолинейной части каркаса на наружные слои витков обмотки, при этом полосы бумаг между собой, простынками и поверхностью корпуса фиксируют. отлов i

1823021

А-А

Сост гитель В.Тарабанов

Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2181 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5