本發(fā)明涉及高溫超導材料的低溫應用技術領域，具體涉及一種高溫超導磁體液氮自動加注制冷裝置。
背景技術：
隨著超導技術的發(fā)展，超導材料的冷卻技術日益受到人們的關注，超導軸承由于其無接觸摩擦、超高速度、自穩(wěn)定等特點得到了應用，但高溫超導體材料必須在臨界溫度下運行，目前常用的是將高溫超導體材料浸入液氮中，使溫度降至77k，使得材料具有超導特性，以保證高溫超導體材料的低溫環(huán)境；另一種方式為采用制冷機，或者是混合前兩種制冷方式。
現(xiàn)有的系統(tǒng)是完全封閉的結構，只有通過液氮填充入口進行人工升高，而高溫超導塊材必須完全浸沒在液氮中，這必須要求杜瓦液氮始終處于完全儲存狀態(tài)，如長期以來液氮受熱揮發(fā)，需要周期性加注?，F(xiàn)有系統(tǒng)不能滿足杜瓦的要求，杜瓦現(xiàn)有的系統(tǒng)不能根據(jù)氮的實際需要進行空間高溫超導材料的組合。所以需要一個能力長，液氮儲存安全，符合不同種類的高溫超導體材料組合，實現(xiàn)高溫超導工作環(huán)境的液氮低溫杜瓦系統(tǒng)。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高溫超導磁體液氮自動加注制冷裝置，以解決在高溫超導材料的制冷過程中需要周期性加注液氮的問題。
本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種高溫超導磁體液氮自動加注制冷裝置，包括磁體冷卻杜瓦、氮氣蒸發(fā)管道、液氮管道、液氮連通容器和外部液氮容器，所述磁體冷卻杜瓦包括內膽和外膽，所述內膽和所述外膽之間形成真空夾層，所述外膽通過法蘭螺栓與磁體冷卻杜瓦的上端蓋相連，所述上端蓋的上方設有永磁體，所述內膽頂部兩外側分別設有導冷盤，所述導冷盤上方設有與所述永磁體產生懸浮力的高溫超導磁體，所述氮氣蒸發(fā)管道貫穿所述外膽與所述內膽的頂部，所述液氮管道貫穿所述外膽與所述內膽的底部，所述氮氣蒸發(fā)管道通過第一軟管與所述液氮連通容器的頂部一端口相連，所述液氮連通容器的底部端口通過第二軟管與所述液氮管道相連，所述液氮連通容器的頂部另一端口通過第三軟管與所述外部液氮容器的端口相連。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可用于容納和固定高溫超導磁體，并為高溫超導磁體提供安全、穩(wěn)定、長時間的低溫環(huán)境，通過液氮連通容器和外部液氮容器對磁體冷卻杜瓦自動加注液氮，磁體冷卻杜瓦中液氮的液面高度不變，不需對磁體冷卻杜瓦直接補充液氮；將高溫超導材料設置在磁體冷卻杜瓦的上部，減少了高溫超導材料與永磁體之間的間隙，增大了磁懸浮力，提高了懸浮效率，磁體冷卻杜瓦的內膽和外膽之間為真空，減少了熱量的損失。
在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
進一步，所述導冷盤包括藍寶石導冷盤和紫銅導冷盤。
采用上述進一步方案的有益效果是：藍寶石導冷盤和紫銅導冷盤的導冷效果較好。
進一步，所述磁體冷卻杜瓦下方設有至少兩個萬向輪。
采用上述進一步方案的有益效果是：通過萬向輪可移動磁體冷卻杜瓦。
進一步，所述內膽和外膽底部之間設有絕熱支撐架。
進一步，所述絕熱支撐架的材質為玻璃鋼。
采用上述進一步方案的有益效果是：絕熱支撐架對內膽起到支撐作用，且熱傳導面積小，熱量損失小。
進一步，所述外膽側面設有抽氣嘴。
采用上述進一步方案的有益效果是：通過抽氣嘴可將內膽和外膽之間抽成真空，阻止熱對流和熱輻射。
進一步，所述磁體冷卻杜瓦、液氮連通容器和外部液氮容器的材質均為無磁材料。
采用上述進一步方案的有益效果是：避免受磁場影響產生渦流發(fā)熱，造成熱損失使得液氮揮發(fā)，延長低溫環(huán)境保持時間。
進一步，所述外部液氮容器的體積大于所述液氮連通容器的體積。
采用上述進一步方案的有益效果是：可為液氮連通容器多次補充液氮，維持低溫環(huán)境。
附圖說明
圖1為本發(fā)明結構原理圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
1、內膽，2、外膽，3、上端蓋，4、導冷盤，5、高溫超導磁體，6、永磁體，7、氮氣蒸發(fā)管道，8、法蘭螺栓，9、液氮管道，10、第一軟管，11、液氮連通容器，12、第二軟管，13、第三軟管，14、外部液氮容器，15、萬向輪，16、絕熱支撐架，17、抽氣嘴。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，一種高溫超導磁體液氮自動加注制冷裝置，包括磁體冷卻杜瓦、氮氣蒸發(fā)管道7、液氮管道9、液氮連通容器11和外部液氮容器14，磁體冷卻杜瓦包括內膽1和外膽2，內膽1和外膽2之間形成真空夾層，外膽2通過法蘭螺栓8與磁體冷卻杜瓦的上端蓋3相連，上端蓋3的上方設有永磁體6，內膽1頂部兩外側分別設有導冷盤4，導冷盤4上方設有與永磁體6產生懸浮力的高溫超導磁體5，氮氣蒸發(fā)管道7貫穿外膽2與內膽1的頂部，液氮管道9貫穿外膽2與內膽1的底部，氮氣蒸發(fā)管道7通過第一軟管10與液氮連通容器11的頂部一端口相連，液氮連通容器11的底部端口通過第二軟管12與液氮管道9相連，液氮連通容器11的頂部另一端口通過第三軟管13與外部液氮容器14的端口相連。
本發(fā)明可用于容納和固定高溫超導磁體，并為高溫超導磁體提供安全、穩(wěn)定、長時間的低溫環(huán)境，液氮連通容器11和外部液氮容器14對磁體冷卻杜瓦自動加注液氮，通過氮氣蒸發(fā)管道7和液氮連通容器14對蒸發(fā)的液氮進行回收利用，液氮連通容器14內壓力增大，磁體冷卻杜瓦中液面高度降低，液氮從液氮連通容器14內進入液氮管道9，液氮連通容器14內壓力減小，液氮從外部液氮容器14進入液氮連通容器11，完成液氮的補充，磁體冷卻杜瓦中液氮的液面高度不變，通過外部液氮容器14即可補充氮液，不需要直接向磁體冷卻杜瓦中加入液氮；將高溫超導材料5設置在磁體冷卻杜瓦的上部，減少了高溫超導材料5與永磁體6之間的間隙，增大了磁懸浮力，提高了懸浮效率，磁體冷卻杜瓦的內膽1和外膽2之間為真空，減少了熱量的損失和熱輻射。
在本發(fā)明中，導冷盤4包括藍寶石導冷盤和紫銅導冷盤；藍寶石導冷盤和紫銅導冷盤的導冷效果較好。
在本發(fā)明中，磁體冷卻杜瓦下方設有至少兩個萬向輪15；通過萬向輪15可移動磁體冷卻杜瓦。
在本發(fā)明中，內膽1和外膽2底部之間設有絕熱支撐架16，絕熱支撐架16的材質為玻璃鋼；絕熱支撐架16對內膽起到支撐作用，且熱傳導面積小，熱量損失小。
在本發(fā)明中，外膽2側面設有抽氣嘴17；通過抽氣嘴17可將內膽和外膽之間抽成真空，阻止熱對流和熱輻射。
在本發(fā)明中，磁體冷卻杜瓦、液氮連通容器11和外部液氮容器14的材質均為無磁材料；避免受磁場影響產生渦流發(fā)熱，造成熱損失使得液氮揮發(fā)，延長低溫環(huán)境保持時間。
在本發(fā)明中，外部液氮容器14的體積大于所述液氮連通容器11的體積；可為液氮連通容器11多次補充液氮，維持低溫環(huán)境。
實施例為：液氮揮發(fā)后從氮氣蒸發(fā)管道7進入液氮連通容器11，液氮連通容器11內壓力增大，磁體冷卻杜瓦中液面高度降低，液氮連通容器11內的液氮從液氮管道9進入磁體冷卻杜瓦中，液氮連通容器11內壓力減小，液氮從外部液氮容器14進入液氮連通容器11，完成液氮的補充，且磁體冷卻杜瓦中液氮的液面高度不變。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。