一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置

1.本发明涉及一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，属于脉冲磁体技术领域。


背景技术：

2.空间环境地面模拟装置将在地面模拟九大类空间环境因素，如零磁、弱磁、微重力、高低温、原子氧、真空等，用于开展空间综合环境与物质的作用研究。
3.作为该装置的一个重要分系统，空间等离子体环境模拟与研究系统包括近地空间和临近空间两个模拟舱，分别模拟地球近地空间和临近空间的等离子体环境。
4.为了模拟近地空间等离子体环境，近地模拟舱使用一组脉冲磁体产生约束和控制等离子体的磁场，它们主要包括磁鞘线圈、偶极场线圈、磁控线圈、磁镜场线圈和磁扰动线圈等。磁鞘线圈用来模拟行星际磁场及太阳风等离子体，偶极场线圈用来模拟地球的偶极磁场，磁控线圈用来调节模拟磁层顶磁重联的三维磁场位形，磁镜场线圈用来产生磁镜场，可模拟行星际磁场或地球磁尾磁场，磁扰动线圈用来模拟地球磁暴期间的磁场扰动。
5.在空间等离子体环境模拟与研究系统中，偶极场线圈扮演着核心角色。偶极场线圈可以与磁鞘线圈、磁控线圈联合产生模拟磁层顶磁重联的三维磁场位形，以开展磁层顶三维磁重联研究。同时，基于偶极场线圈可以开展磁层波粒相互作用和地球磁暴的研究。此外，偶极场线圈可以与磁镜场线圈联合产生模拟磁层顶/磁尾磁重联的磁场位形，进而开展磁层顶/磁尾磁重联研究。
6.在磁重联实验中，偶极场线圈与其他线圈联合运行，为了产生所需的磁场，线圈中将通过脉冲大电流。在脉冲大电流与磁场的作用下，偶极场线圈将承受强电磁冲击力。由于在模拟地球偶极磁场时主要利用的是偶极场线圈外部的磁场，因此偶极场线圈被支撑在真空室的内部。偶极场线圈受到的强电磁冲击力会传递到线圈的支撑机构上，如果线圈的支撑机构直接坐落在真空室上，则强电磁冲击力和线圈的自重会使得真空室发生显著变形。因此，如何使偶极场线圈承受的强电磁冲击力通过真空室卸载到真空室外部，使其不直接施加到真空室上是一个亟需解决的关键问题。


技术实现要素：

7.为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置。
8.实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，包括舱外支撑座、多个支撑转接件、多个地脚螺栓以及多个卸载机构；所述舱外支撑座的下端设有多个地脚螺栓，舱外支撑座的上端与多个支撑转接件固定连接，每个所述支撑转接件的上端均设有卸载机构，多个所述卸载机构的上端均与真空室连接。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
10.1、本发明通过舱内支撑座、穿舱连接柱和舱外支撑座实现了对大型脉冲磁体在高
真空条件下的支撑。
11.2、本发明通过穿舱连接柱将高真空条件下脉冲磁体承受的强电磁冲击力卸载掉，防止了强电磁冲击力导致的真空室变形。
12.3、本发明通过设置在穿舱连接柱外部的波纹管，实现了高真空条件下脉冲磁体支撑机构穿舱的可靠密封。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图；
14.图2是图1的a处放大图；
15.图3是支撑转接件的结构示意图；
16.图4是舱外支撑座的结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，包括舱外支撑座15、多个支撑转接件14、多个地脚螺栓17以及多个卸载机构；所述舱外支撑座15的下端阵列设有多个地脚螺栓17，舱外支撑座15通过地脚螺栓17固定在地基上。舱外支撑座15的上端与多个支撑转接件14通过螺栓固定连接，每个所述支撑转接件14的上端均设有卸载机构，多个所述卸载机构的上端均与真空室4连接。
19.每个所述地脚螺栓17与舱外支撑座15之间均设有垫铁16，垫铁16的作用是减震和衰减系统的振动。
20.每个所述卸载机构均包括穿舱连接板5、穿舱连接柱6、穿舱端口7、波纹管10、过渡法兰一12以及过渡法兰二13；所述穿舱连接柱6的外侧套装有穿舱端口7以及波纹管10，并且穿舱连接柱6的下端与过渡法兰一12连接，所述穿舱端口7的上端与真空室4的外壁固定连接，穿舱端口7的下端与波纹管10的上端连接，所述波纹管10的下端与过渡法兰一12连接，具体为：真空室4的外壁开设有多个通孔，每个穿舱连接柱6的上端分别插入对应的通孔内，所述穿舱端口7的上端与通孔连通焊接，穿舱端口7的下端与穿舱端口法兰8同轴焊接，所述波纹管10的上端与波纹管上法兰9同轴焊接，所述波纹管上法兰9与穿舱端口法兰8通过螺栓固定连接，波纹管10的下端与波纹管下法兰11同轴焊接，所述波纹管下法兰11与过渡法兰一12通过螺栓固定连接。波纹管10起到固定穿舱连接柱6以及真空密封的作用。穿舱连接柱6的上端穿过真空室4的外壁后与设置在真空室4内的穿舱连接板5固定连接，所述穿舱连接板5与对应的舱内支撑座2通过螺栓固定连接，舱内支撑座2的上设有导轨1，导轨1用于支撑磁体，两个舱内支撑座2之间均布设有多个横向加强板3，横向加强板3提高了磁体舱内支撑的强度。所述过渡法兰一12的下端与过渡法兰二13固定连接，所述过渡法兰二13的下端与支撑转接件14的上端通过螺栓固定连接。
21.每个所述支撑转接件14均包括上转接连接板18、转接柱19以及下转接连接板21；
所述上转接连接板18与过渡法兰二13通过螺栓连接，上转接连接板18的下端与转接柱19的上端同轴焊接固定连接，所述转接柱19的下端与下转接连接板21的上端同轴焊接固定连接，所述下转接连接板21的下端与舱外支撑座15通过螺栓连接。
22.所述转接柱19与下转接连接板21之间通过焊接设有多个转接加强板20，所述多个转接加强板20沿转接柱19的周向均布设置，转接加强板20用于增强支撑转接件14的机械强度。
23.所述舱外支撑座15包括支撑底座24、多个支撑板22以及多个支撑柱25；所述支撑底座24的上端通过焊接阵列设有多个支撑柱25，每个所述支撑柱25的上端分别与对应的支撑板22同轴焊接固定连接，每个所述支撑板22分别与对应的支撑转接件14的下转接连接板21通过螺栓连接。
24.每两个沿横向相邻的所述支撑柱25之间均通过焊接设有横向底座加强板23，横向底座加强板23用于增强每两个沿横向相邻的支撑柱25之间的机械强度，以增强舱外支撑座15的整体机械强度。
25.每两个沿纵向相邻的所述支撑柱25之间均通过焊接设有纵向底座加强板27，纵向底座加强板27用于增强每两个沿纵向相邻的支撑柱25之间的机械强度，以进一步增强舱外支撑座15的整体机械强度。
26.每个所述支撑柱25与支撑底座24之间均通过焊接设有支撑柱加强板26，支撑柱加强板26用于增强支撑柱25与支撑底座24之间的机械强度，以进一步增强舱外支撑座15的整体机械强度。
27.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
28.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：包括舱外支撑座(15)、多个支撑转接件(14)、多个地脚螺栓(17)以及多个卸载机构；所述舱外支撑座(15)的下端设有多个地脚螺栓(17)，舱外支撑座(15)的上端与多个支撑转接件(14)固定连接，每个所述支撑转接件(14)的上端均设有卸载机构，多个所述卸载机构的上端均与真空室(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：每个所述地脚螺栓(17)与舱外支撑座(15)之间均设有垫铁(16)。3.根据权利要求1或2所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：每个所述卸载机构均包括穿舱连接板(5)、穿舱连接柱(6)、穿舱端口(7)、波纹管(10)、过渡法兰一(12)以及过渡法兰二(13)；所述穿舱连接柱(6)的外侧套装有穿舱端口(7)以及波纹管(10)，并且穿舱连接柱(6)的下端与过渡法兰一(12)连接，所述穿舱端口(7)的上端与真空室(4)的外壁固定连接，穿舱端口(7)的下端与波纹管(10)的上端连接，所述波纹管(10)的下端与过渡法兰一(12)连接，穿舱连接柱(6)的上端穿过真空室(4)的外壁后与设置在真空室(4)内的穿舱连接板(5)固定连接，所述穿舱连接板(5)与对应的舱内支撑座(2)固定连接，所述过渡法兰一(12)的下端与过渡法兰二(13)固定连接，所述过渡法兰二(13)的下端与支撑转接件(14)的上端固定连接。4.根据权利要求3所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：每个所述支撑转接件(14)均包括上转接连接板(18)、转接柱(19)以及下转接连接板(21)；所述上转接连接板(18)与过渡法兰二(13)连接，上转接连接板(18)的下端与转接柱(19)的上端固定连接，所述转接柱(19)的下端与下转接连接板(21)的上端固定连接，所述下转接连接板(21)的下端与舱外支撑座(15)连接。5.根据权利要求4所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：所述转接柱(19)与下转接连接板(21)之间设有多个转接加强板(20)。6.根据权利要求5所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：所述舱外支撑座(15)包括支撑底座(24)、多个支撑板(22)以及多个支撑柱(25)；所述支撑底座(24)的上端阵列设有多个支撑柱(25)，每个所述支撑柱(25)的上端分别与对应的支撑板(22)固定连接，每个所述支撑板(22)分别与对应的支撑转接件(14)的下转接连接板(21)连接。7.根据权利要求6所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：每两个沿横向相邻的所述支撑柱(25)之间均设有横向底座加强板(23)。8.根据权利要求6或7所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：每两个沿纵向相邻的所述支撑柱(25)之间均设有纵向底座加强板(27)。9.根据权利要求8所述的一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，其特征在于：每个所述支撑柱(25)与支撑底座(24)之间均设有支撑柱加强板(26)。

技术总结
一种高真空条件下磁体强电磁冲击力的穿舱卸载装置，属于脉冲磁体技术领域。所述舱外支撑座的下端设有多个地脚螺栓，舱外支撑座的上端与多个支撑转接件固定连接，每个所述支撑转接件的上端均设有卸载机构，多个所述卸载机构的上端均与真空室连接。本发明通过舱内支撑座、穿舱连接柱和舱外支撑座实现了对大型脉冲磁体在高真空条件下的支撑；通过穿舱连接柱将高真空条件下脉冲磁体承受的强电磁冲击力卸载掉，防止了强电磁冲击力导致的真空室变形；通过设置在穿舱连接柱外部的波纹管，实现了高真空条件下脉冲磁体支撑机构穿舱的可靠密封。真空条件下脉冲磁体支撑机构穿舱的可靠密封。真空条件下脉冲磁体支撑机构穿舱的可靠密封。


技术研发人员：鄂鹏 凌文斌 金成刚 李立毅
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.01.30
技术公布日：2023/4/17