阅读说明：本技术 一种质谱仪电磁铁中的极靴线包体及成形方法 (Pole shoe wire inclusion in mass spectrometer electromagnet and forming method ) 是由 田钱中 李海军 阎瑞 佘永东 林跃武 邹盛强 苗凯 褚辞 黄波 唐雅婷 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于同位素分析技术领域,具体涉及一种质谱仪电磁铁中的极靴线包体及成形方法。极靴线包体包括极靴、绕制在极靴外的线包、包围在线包外部的外封皮,以及覆盖在线包和极靴上表面的上轭板和覆盖在线包和极靴下表面的下轭板；加工好极靴之后,首先在极靴的表面焊接下轭板,安装支撑柱,安装上轭板,上轭板与极靴焊接之后,拆掉支撑柱,在极靴外绕制线包,再次安装支撑柱和轭板,安装外封皮。轭板与极靴焊接,形成一个整体,再与外封皮封装形成一体化的极靴线包体,使极靴线包体具有较高的机械结构强度,长期使用不易变形,相对现有技术,减少了安装线包而塞入钢条带来的装配误差。(The invention belongs to the technical field of isotope analysis, and particularly relates to a pole shoe wire inclusion in a mass spectrometer electromagnet and a forming method. The pole shoe coil body comprises a pole shoe, a coil wound outside the pole shoe, an outer wrapper surrounding the outside of the coil, an upper yoke plate covering the upper surfaces of the coil and the pole shoe and a lower yoke plate covering the lower surfaces of the coil and the pole shoe; after the pole shoe is machined, firstly, a lower yoke plate is welded on the surface of the pole shoe, a supporting column is installed, an upper yoke plate is installed, after the upper yoke plate is welded with the pole shoe, the supporting column is removed, a coil is wound outside the pole shoe, the supporting column and the yoke plate are installed again, and an outer envelope is installed. The yoke plate is welded with the pole shoe to form a whole, and then the yoke plate and the pole shoe are packaged with the outer sealing cover to form an integrated pole shoe wire package body, so that the pole shoe wire package body has higher mechanical structure strength and is not easy to deform after long-term use, and compared with the prior art, the assembling error caused by the fact that a steel bar is stuffed in the pole shoe wire package body when the wire package is installed is reduced.)

一种质谱仪电磁铁中的极靴线包体及成形方法

技术领域

本发明属于同位素分析技术领域，具体涉及一种质谱仪电磁铁中的极靴线包体及成形方法。

背景技术

质谱仪电磁铁是质谱仪器的关键设备。质谱仪电磁铁一般主要由轭铁和极靴线包体等组成。一个电磁铁中一般有两个极靴线包体，分别为上下两个部分，上下极靴面对称，并与轭铁相连。极靴与轭铁采用同一材料，一般为电工纯铁。上下线包通过导线串联，在线包通电后，在上下极靴间形成均匀磁场。不同荷质比的离子经过该均匀磁场时，会产生质量分离效应。磁式质谱仪就是利用该原理，对同位素或不同元素丰度、含量进行精密测定。极靴线包体是电磁铁的核心部件，现有技术中极靴和线包体是独立的。线包体一般包括上下轭板、内封皮、外封皮和漆包线线包。极靴与轭铁相连，然后再在极靴外套上线包体。为了将线包体固定在极靴上，采用的技术是在两者之间留出空隙，在空隙中塞入不锈钢条等。由于不锈钢条厚度和塞入的强度不一，会造成极靴线包体上下左右位置不对称，最终会导致磁场空间分布达不到最佳水平。另外，电磁铁在长期使用过程中，在重力作用和上下线包体通电后相互吸引力的影响下，容易导致塞入的钢条变松，因此现有技术存在结构强度弱的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质谱仪电磁铁中的极靴线包体，其组装误差较小，并且有较好的结构强度。

本发明的技术方案如下：

一种质谱仪电磁铁中的极靴线包体，包括极靴、绕制在极靴外的线包、包围在线包外部的外封皮，以及覆盖在线包和极靴上表面的上轭板和覆盖在线包和极靴下表面的下轭板；

所述的线包为漆包铜线或铜带绕制在极靴，所述的外封皮为不锈钢皮焊接包围在线包外侧面；

所述的绕制完成的线包中心为不规则形状的孔，其截面形状与极靴相同；

所述的线包与外封皮焊接，所述的上轭板与极靴焊接。

所述的极靴为块状，其截面为对称的不规则形状，一条边为圆弧状，两条短边对称，另一条边为直线。

所述的极靴的四条棱都加工倒圆角。

所述的四条棱倒圆角的长度为上轭板、下轭板和线包的厚度之和。

所述的极靴的厚度大于上轭板、下轭板和线包的厚度之和，并且极靴的四条棱倒圆角的长度为上轭板、下轭板和线包的厚度之和。

所述的上轭板和下轭板形状相同，其与线包的截面相同，中心都具有同样的不规则形状的安装孔。

所述的上轭板和下轭板的外沿稍大于外封皮和线包所组成的整体的外沿；且所述的上轭板和下轭板之间设有若干个支撑柱。

所述的支撑柱的上下端分别沿着轴向加工螺纹孔，支撑柱通过螺钉分别与上轭板和下轭板固定。

所述的极靴采用电工纯铁DT4C材料制成。

一种质谱仪电磁铁中的极靴线包体成形方法，包括如下步骤：

1)切割加工极靴；

2)在极靴的棱上导圆角，倒圆角的长度为上轭板、下轭板和线包的厚度之和；

3)在极靴的表面焊接下轭板；

4)将支撑柱安装在下轭板的外沿上；

5)将上轭板与支撑柱连接；

6)上轭板与极靴焊接；

7)拆掉支撑柱；

8)在极靴外绕制线包；

9)将支撑柱安装在下轭板上，再安装上轭板；

10)将长方形不锈钢条，绕制线包外，切割并焊接成外封皮。

本发明的显著效果在于：解决了塞入不锈钢条进行固定，导致极靴线包体上下不对称和结构强度弱的技术问题。

将上轭板和下轭板与极靴焊接，形成一个整体。然后在这个整体件上绕制线包，接着采用支撑柱对内部高度进行固定，最后用外封皮进行封装，形成一个一体化的极靴线包体。通过一体化设计，轭板和极靴通过焊接的方式直接连接，使极靴线包体具有较高的机械结构强度，长期使用不易变形，相对现有技术，减少了安装线包而塞入钢条带来的装配误差。

该极靴线包体结构简洁，一次成型，安装精度高，具有很好的机械结构强度。

附图说明

图1为质谱仪电磁铁中的极靴线包体示意图；

图2为质谱仪电磁铁中的极靴线包体零件示意图；

图3为极靴示意图；

图4为线包示意图；

图5为外封皮示意图；

图6为上轭板示意图；

图7为下轭板示意图；

图8为支撑柱示意图；

图中：1.极靴，2.上轭板，3.下轭板，4.线包，5.外封皮，6.支撑柱；

1-1.不规则形状；1-2.一条边；1-3.短边；1-4.短边；1-5.另一条边；1-6.棱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，质谱仪电磁铁中的极靴线包体包括极靴1、绕制在极靴1外的线包4、包围在线包4外部的外封皮5，以及覆盖在线包4和极靴1上表面的上轭板和覆盖在线包4和极靴1下表面的下轭板3。

如图3所示，极靴1为块状，截面为对称的不规则形状1-1，一条边1-2为圆弧状，两条短边1-3、1-4对称，另一条边1-5为直线。极靴1的四条棱1-6都加工倒圆角。同时在极靴1上加工有螺丝孔，用于极靴1的固定安装。

上述四条棱倒圆角的长度为上轭板2、下轭板和线包4的厚度之和，并且四条棱下端一端不加工圆角。即极靴1的厚度大于上轭板2、下轭板和线包4的厚度之和。这样设计的作用是：会在极靴上形成一个台阶，在台阶上放置下轭板3。因为在一个平台上，下轭板3在焊接时具有一个较好的平整度。

如图4所示，绕制完成的线包4中心为不规则形状1-1的孔，其截面形状与极靴1相同。

如图5所示，外封皮5为一层0.5mm厚长方形不锈钢皮焊接包围在线包4外侧面。

如图6和图7所示，上轭板2和下轭板3形状相同，其与线包4的截面相同，中心都具有同样的不规则形状1-1的安装孔。

为了在上轭板2和下轭板3之间安装若干个支撑柱6，上轭板2和下轭板3的外沿稍大于外封皮5和线包4所组成的整体的外沿。

如图8所示，支撑柱6的上下端分别沿着轴向加工螺纹孔，使得支撑柱6通过螺钉分别与上轭板2和下轭板3固定。

安装时，极靴1在切割加工完成后，对侧面四条棱1-6进行部分倒圆角处理。

极靴1和下轭板3进行焊接，然后通过螺钉将支撑柱6安装在下轭板3上，支撑柱6可以有多个均匀布置在上轭板2和下轭板3之间，本实施例中有5个。

将上轭板2与支撑柱6通过螺钉连接。为了保持上轭板2的平整度，将上轭板2与极靴1整体焊接。

之后拆掉支撑柱6与上轭板2和下轭板3分别连接的螺钉，取掉支撑柱6；

采用绕线机在极靴1外绕制线包4，绕制完成后，再将支撑柱6安装在下轭板3上，同时安装上轭板2；将连接螺钉扭紧。

将长方形不锈钢条，绕制线包4外，切割并焊接成外封皮5，外封皮5上按需要在特定位置留出引线孔。

极靴1采用电工纯铁DT4C材料制成，线包4采用漆包铜线或铜带绕制而成。