CN1384967A - 制作超导电缆的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制作超导电缆的方法,在一最好呈柔性的管道(1)上可选择地设置一塑料薄层(13)。在润滑剂(11)与固体颗粒(12)混合之前、混合期间或混合之后,根据层(13)上的螺旋线设置一层超导带(2)。还在多层超导带(2)上设置另一塑料层和另一层超导带(2)超导带的倾斜角度是可变的。在钢管(4)之外的另一层塑料上和最后的另一管道(5)上,还设置上述的最后一层超导带,从而在上述管道之间形成真空,在所述管道(4)、(5)之间设置隔离物(6)。因此,可以得到在室温下具有柔性的超导电缆,并在该温度下很坚韧,其超导特性可得以利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种制作超导电缆的方法。
背景技术
公知的超导电缆由于在室温下柔性不足的缺点而使其应用受到限制。
发明概述
本发明的目的就是提供一种制作一种在室温下是柔软的超导电缆的方法，这种电缆在室温下非常坚韧，其超导特性可得以应用。
根据本发明所述的上述方法，其特征在于：在一最好呈柔性的管道上设置可选择地由塑料制成的层，并在施加润滑剂的同时，根据所述第一层上的螺旋线，设置至少一层超导带，之后设置一钢管，最后再设置一辅助管，从而在所述钢管和所述辅助管之间形成真空。在室温下，润滑剂具有所需的柔性，同时在相对较低的温度下变成固体，从而能够提供必须的机械阻力。可有选择地使固体颗粒与润滑剂混合。
而且，可把根据本发明所述的辅助塑料层和超导带设置在许多层超导带上，但是，可以改变超导带的倾斜角度，之后，把另一塑料层设置在最后一层超导带上。
还有，可由硅油、花生油、石油胶状物、机油或有机脂肪制成根据本发明所述的润滑剂，或者由例如在温度间隔为负20度至负60度的低温下具有粘度的、并在例如低于温度为110°K的相对较低的温度下硬的熔化的润滑剂制成本发明所述的润滑剂。
混合颗粒最好由下列材料制成，即氧化铝、氧化锆、氧化锰、氮化硼、碳化钨或陶瓷颗粒、或金属颗粒、或塑料颗粒、或者这些类型的颗粒中的几种颗粒的混合物，通过与润滑剂混合，可很容易地降低静态摩擦力，并可有选择地利用毛细力保持润滑剂。
还有，根据本发明所述的一些混合颗粒的大小为0.01至10微米。
附图简要说明
下面参照附图更详细地说明本发明，其中：
图1表示包括多层超导层的、缠绕了一制冷管的根据本发明所述的电缆；
图2表示电缆最内层部分的截面示意图；
图3表示每一超导层的截面示意图。
实现本发明的最佳方式
如图1所示，根据本发明所述电缆包括用于在其内流动液态氮制冷剂的内部圆形的制冷管道1。例如，管道1可由直径大约为3厘米的圆形型模制成。型模1可由诸如铝、钢等制成。环绕型模缠有多层超导带2，例如可以为8层。每一层超导带2缠绕起来。这样缠绕可使电缆具有预定的柔性。采用不同的方式缠绕超导带，还可以基本上消除轴向磁场。但是，没有必要交替地在相反方向上缠绕超导带。例如，可在同一方向缠绕三个第一层，而在相反方向上缠绕第四层。这样缠绕超导带2可使其彼此基本上相互贴在一起。但是，相邻两层超导带之间可有空隙。在超导带2的缠绕层之间插入塑料层13。例如，这些塑料层的厚度大约为50微米。由内、外波纹管4、5环绕超导带的最外层和叠置的塑料层。在这些波纹管4、5之间形成真空，从而在超导带2的各层之间形成热绝缘。由沿电缆设置并与其连接的泵维持这种真空状态。在波纹管4、5之间设有多个缠绕隔离物6，以便在所述波纹管4、5之间保持距离。这些隔离物6由塑料制成。在隔离物6下面可选择地设有多层铝膜7。波纹管4、5可用作为整个电缆提供预定的柔性。外管5覆盖一层绝缘材料8。这种绝缘层还没有被冷却，而具有环境温度。例如，绝缘层8可以由聚丙烯和聚乙烯制成。绝缘层8覆盖有由诸如铜、铅或者铝制成的护套，还设有另外一层由聚乙烯制成的护套9。
根据本发明，在应用超导带2之前、期间或之后，可以在所述超导带2的表面上形成薄膜的方式，涂上与固体颗粒12混合的润滑剂11。
在温度间隔为-20℃至+60℃的范围内操纵或弯曲电缆时，润滑剂11具有减少摩擦的特性，所述润滑剂11在所述温度间隔内为流体，而且不特别粘。但是，在相对较低的温度下，例如为110°K至4.2°K时，润滑剂变硬，并因此在这样的温度下表现出很大的机械阻力。
已混合的固体颗粒12在超导带或超导线表面上的静态摩擦特性降低。某些粉末颗粒12的形状呈圆形或近似圆形的颗粒形状，因此可以得到基本上与滚珠轴承的功能相应的功能。某些颗粒12的特性可通过毛细力使润滑剂保持在原位，也可以不要使混合物太粘，就能使润滑剂保持在电缆的非水平截面上。润滑剂11和混合的颗粒12还可用于以增加导体和流动制冷剂之间的热传导性的方式增加热传导性。
在低温下，超导带2以下述方式保持在原位，即尽管受到电磁力的作用，但超导带2仍然不会移动。
润滑剂的实例可以是硅油、花生油、石油胶状物(gelly)或机油或有机脂肪或“润滑胶状物(gelly)”或者其它在预定温度间隔内具有合适粘度的润滑剂，这种润滑剂还与氧化铝、氧化锆、氧化镁、氮化硼、碳化钨颗粒或陶瓷颗粒、或金属颗粒、或塑料颗粒、或者这些类型的颗粒中的几种颗粒的混合物混合。以适当的大小分布颗粒12，即圆形颗粒的大小为1至50微米，而小颗粒的大小为0.01至10微米。颗粒数量及大小分布情况可以这样选择，即，在所述电缆垂直地保持在所述高温间隔下时，这些混合物在电缆内不流动，而在所述电缆可能弯曲时，混合物足以流动以允许超导带2滑动。
如果润滑剂是胶状(gelly)类型的，可以不需要小颗粒成分。
图3表示每一超导带的横截面。其全部宽度大约为4毫米，全部厚度大约为0.2毫米。每一细丝的厚度为0.02毫米。细丝的分布可以是随机的，或者呈行、列定向。在超导带中，一般有1至1000根细丝。
Claims (9)
1、一种制作超导电缆的方法，其特征在于：在一最好呈柔性的管道(1)上设置一可选择地由塑料制成的层(13)，并在施加润滑剂(11)的同时，根据所述第一层(13)上的螺旋线，设置至少一层超导带(2)，之后设置一钢管(4)，最后再设置一辅助管(5)，从而在所述钢管(4)和所述辅助管(5)之间形成真空。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于使用与固体颗粒混合的润滑剂。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于把一辅助塑料层(13)和超导带(2)设置在超导带层上若干次，改变超导带(2)的倾斜角度，再把另一塑料层设置在最后一层超导带(2)上。
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于由硅油、花生油、石油胶状物、机油或有机脂肪制成该润滑剂，或者由例如在温度间隔为-20℃至-60℃的低温下具有粘度的、并在例如低于温度为110°K的相对较低的温度下硬的熔化的润滑剂制成该润滑剂。
5、如上述一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于混合颗粒(12)由下列材料制成，即氧化铝、氧化锆、氧化锰、氮化硼、碳化钨或陶瓷颗粒、或金属颗粒、或塑料颗粒、或者这些类型的颗粒中的几种颗粒的混合物，通过与润滑剂混合，可很容易地降低静态摩擦力，并可有选择地利用毛细力保持润滑剂。
6、如上述一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于一些混合颗粒(12)的大小为0.01至10微米。
7、如上述一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于一些混合颗粒的大小为1至50微米。
8、如上述一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于超导带(2)以10至30度的倾斜角度设置。
9、如上述一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于所使用的塑料层(13)的厚度为2至500微米。
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