專利名稱：一種杜瓦瓶的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種超導應用所使用的杜瓦瓶。
背景技術：
為使超導材料處于超導狀態，需要將超導材料保持在低溫狀態下。常用的作法是 將超導材料浸沒在冷卻液中(如液氮或液氦)，冷卻液盛在杜瓦瓶中，以保持低溫，避免冷 卻液的沸騰蒸發。超導所要求的溫度低于90K，要保持這樣的低溫，對杜瓦瓶提出了很高的要求。同 時，為使放置在杜瓦瓶中的超導材料充分發揮其作用，還要求超導體和外部處在室溫條件 下的磁體(電磁線圈或永磁體)之間的距離越近越好，以使超導和磁體之間的作用增強，從 而能夠提高整個系統的性能。例如超導直線電機中，超導勵磁線圈保持在液氮溫度，而電 樞處在室溫狀態下。超導勵磁線圈離電樞越近，產生的驅動力越大，距離增加會使驅動力減 小。因此，為提高電機性能，裝液氮和超導線圈的杜瓦瓶的底厚要求盡可能的薄。這就對杜 瓦瓶的結構做出了限制，其壁厚是越薄越好。另外，由于杜瓦瓶處于變化的外磁場中時，杜瓦瓶中的金屬部件，會在變化磁場中 會感應出渦流，渦流引起渦流損耗而導致金屬部件溫度瞬間上升，如果金屬部件與超導塊 材或者液氮相接觸，則會導致超導塊材溫度升高，影響杜瓦瓶的保溫性能，從而影響系統性 能，甚至可能造成懸浮系統崩潰，這也是對杜瓦瓶結構的一種限制。專利號200810219415. 2的中國專利公開了另外一種杜瓦瓶，包括基體，基體包括 內壁和外壁，內壁表面有一層反光材料，基體由塑料制備而成。此杜瓦的材質雖為非金屬材 質，避免了渦流的產生，但是由于超導體與底部外表面相隔有真空夾層，使超導體與杜瓦外 的磁場源的距離較大，限制了二者之間的相互作用。
發明內容
本發明的目的是提供一種杜瓦瓶，該杜瓦瓶能有效減小超導體與杜瓦瓶外的磁體 之間的距離，又能有效地減弱外磁場在杜瓦瓶中引起的渦流，杜瓦瓶及超導體的保溫效果 好。本發明實現其發明目的所采用的技術方案是一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋，罐體 由內壁和外壁組成，內壁和外壁之間形成真空的夾層，其結構特點是內壁底部中間由藍寶 石片構成，超導體粘接固定在藍寶石片的下表面，超導體的下表面與外壁內表面間的距離 為 0. 8-lmm。與現有技術相比，本發明的有益效果是將超導體置于真空夾層其上表面與藍寶石的下表面緊密貼合，由于藍寶石在液氮 溫區內具有極佳的導熱性，在77K其導熱性能遠優于銅，因此液氮區的低溫能很好地通過 藍寶石片為媒質傳導給超導體，超導體的冷卻效果好。與超導體貼合的藍寶石片為絕緣材 料，在時變的外磁場中時，藍寶石片不會產生渦流溫升，也進一步保證了超導體的致冷保溫效果。同時，超導體除上表面外，其它各表面均處于真空層中，液氮與外界之間也被真空層 隔離，使超導體及液氮的保溫、隔熱效果好，超導體能很好地保持冷卻狀態。現有技術中，超導體浸沒在內壁以內的液氮區中，超導體與外磁體的距離大于內、 外壁及真空夾層的厚度之和；而本實用新型由于超導體處在內、外壁之間的真空夾層內，其 下表面與外壁內表面間的距離為0. 8-lmm，超導體與杜瓦瓶外的磁體距離大大縮小，距離可 縮小到2. 5mm，加強了超導體與磁體之間的相互作用力，提高了整個磁懸浮系統的性能。上述的內壁除底部藍寶石片以外的部分和頂蓋，由環氧玻纖板制成。這樣，與液氮直接接觸的部分均為絕熱且絕緣的環氧玻纖板構成，它既能有良好 地保溫效果；同時，當杜瓦瓶處于變化的外磁場中時，不會感應出渦流產生溫升，進一步確 保了液氮及超導體的致冷、保溫效果。上的內壁底部的藍寶石片嵌合在內壁上，且嵌合部位用低溫膠密封。這樣，既使藍寶石片能夠較好地固定在內壁上，又能確保內壁的密封性。上述的內壁底部和外壁的底部之間設有支撐。這樣可在不增加杜瓦瓶內、外壁厚度時，增加杜瓦瓶的機械強度。上述的外壁底部的壁厚為1-1. 5mm。這樣超導體的下表面距離杜瓦瓶外壁外表面的厚度2. 5mm內，可以最大限度地減 少超導體與杜瓦瓶外相互作用的磁體之間的作用距離。上述的頂蓋螺栓緊固定在罐體的頂部蓋住罐口處，頂蓋上設有注入口和帶止逆閥 的排氣口，外壁側面設有抽氣嘴。頂蓋上的注入口能方便地向內壁腔中注入液氮，液氮沸騰產生的氣體通過由帶止 逆閥的排氣口排出，可以避免溫度較高的氣體回流到杜瓦內。通過外壁側面設的抽氣嘴可 方便地對內壁和外壁間的夾層進行抽真空。上述的外壁為不銹鋼材料制成。這樣能保證整個杜瓦瓶的機械強度。同時，由于 其與內壁之間以真空阻隔，它也不會影響液氮的保溫隔熱效果。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步詳細的說明
圖1為本發明實施例的剖視結構示意圖，圖中17為液氮或液氦。
具體實施例方式實施例圖1示出，本發明的一種具體實施方式
為一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋12，罐體 由內壁4和外壁2組成，內壁和外壁之間形成真空的夾層，其特征在于內壁4底部中間由 藍寶石片15構成，超導體16粘接固定在藍寶石片15的下表面，超導體16的下表面與外壁 2內表面間的距離為0. 8-lmm。內壁4除底部藍寶石片15以外的部分和頂蓋12，由環氧玻纖板制成。內壁4底部 的藍寶石片15嵌合在內壁4上，且嵌合部位用低溫膠密封。內壁4底部和外壁2的底部之間設有支撐9。外壁2底部的壁厚為1_1. 5mm。頂蓋12螺栓緊固定在罐體的頂部蓋住罐口處，頂蓋12上設有注入口 11和帶止逆閥的排氣口 13，外壁2側面設有抽氣嘴14。外壁2為不銹鋼材料制成。本例中，內壁4底部嵌接的藍寶石片15的形狀由需冷卻的超導體形狀決定。藍寶 石片15可以是單晶或多晶，藍寶石片15與內壁4底部的嵌合部位使用低溫膠密封。實施時，除了杜瓦瓶外壁2底部外，為了獲得更好的機械強度，杜瓦瓶內壁4、外壁 2的其他部分可根據需要加厚。
權利要求
一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋(12)，罐體由內壁(4)和外壁(2)組成，內壁和外壁之間形成真空的夾層，其特征在于內壁(4)底部中間由藍寶石片(15)構成，超導體(16)粘接固定在藍寶石片(15)的下表面，超導體(16)的下表面與外壁(2)內表面間的距離為0.8-1mm。
2.根據權利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的內壁(4)除底部藍寶石片 (15)以外的部分和頂蓋(12)，由環氧玻纖板制成。
3.根據權利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的內壁(4)底部的藍寶石片 (15)嵌合在內壁(4)上，且嵌合部位用低溫膠密封。
4.根據權利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的內壁⑷底部和外壁(2)的 底部之間設有支撐(9)。
5.根據權利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的外壁(2)底部的壁厚為 1-1. 5mm0
6.根據權利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的頂蓋(12)螺栓緊固定在罐 體的頂部蓋住罐口處，頂蓋(12)上設有注入口(11)和帶止逆閥的排氣口(13)，外壁(2)側 面設有抽氣嘴(14)。
7.根據權利要求1所述的一種杜瓦瓶，其特征在于所述的外壁(2)為不銹鋼材料制成。
全文摘要
一種杜瓦瓶，包括罐體和頂蓋(12)，罐體由內壁(4)和外壁(2)組成，內壁和外壁之間形成真空的夾層，其特征在于內壁(4)底部中間由藍寶石片(15)構成，超導體(16)粘接固定在藍寶石片(15)的下表面，超導體(16)的下表面與外壁(2)內表面間的距離為0.8-1mm。該杜瓦瓶能有效減小超導體與杜瓦瓶外的磁體之間的距離，又能有效地減弱外磁場在杜瓦瓶中引起的渦流，杜瓦瓶及超導體的保溫效果好。
文檔編號F17C1/12GK101881370SQ20101022704
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者劉偉, 劉璐, 晏飛翔, 李婧, 王家素, 王素玉, 蔣冬輝, 鄭石鈞, 鄭郡, 馬光同 申請人:西南交通大學