CN101075497A - 一种制造螺线管磁铁的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造螺线管磁铁结构的方法，包括下面的步骤：提供其中用来绕制线圈的可分拆式模具；在所述模具中将导线绕制到限定位置；将机械支撑结构放置在这样绕制成的线圈上；将线圈和机械支撑结构用热固性树脂来浸渍；使热固性树脂硬化；分拆模具，将包括树脂浸渍线圈和机械支撑结构的所得螺线管磁铁结构作为单一固体零件从所述模具中取出。

Description

一种制造螺线管磁铁的方法
技术领域
本发明涉及一种制造螺线管电磁铁线圈的方法，并涉及螺线管电磁铁线圈本身。具体而言，本发明涉及用于产生高强度磁场的这种线圈，其可以应用在例如核磁共振(NMR)或磁共振成像(MRI)系统中。
背景技术
图1A-1B分别显示了用于核磁共振(NMR)或磁共振成像(MRI)系统的传统螺线管磁铁装置的横向剖视图和轴向剖视图。大量的超导导线线圈缠绕在线圈架1上。所形成的组件封装在制冷剂储槽2内部，该储槽至少部分地填充了处于其沸点的液态制冷剂2a。线圈因此保持在低于其临界点的温度。
线圈架1通常由铝构造而成，其通过机加工来确保线圈架的精确尺寸，从而确保缠绕在线圈架上的线圈的精确尺寸和位置。这种精确度在确保所得磁场的均匀性和可靠性时是十分必要的。即使一圈线圈的微量移动都会导致超导磁铁淬火(quench)。因此线圈架必须具有很好的刚性。这些要求结合起来，就使得线圈架的生产十分昂贵。
图1A-1B还显示了外真空容器4和隔热罩3。众所周知，这些起到将制冷剂罐与周围空气隔热的作用。隔热材料5可以放置在外真空容器和隔热罩之间的间隙中。然而，如图1A-1B所示，这些元件也减小了螺线管磁铁的有效内径4a。由于螺线管磁铁的内径4a需要具有容许病人可进入的一定尺寸，因此，外真空容器4和隔热罩3的存在就有效地加大了电磁线圈和线圈架1的直径，从而增加了整个装置的成本。
如图1A-1B所示并且如上所述的线圈架1的制造成本由基本相等的人工成本和材料成本组成。连同其它目标一起，本发明致力于降低制造螺线管磁铁结构中涉及的人力成本。
美国专利5,917,393描述了一种螺线管超导磁铁装置，其中，各种线圈安装在导热圆柱线圈架的内表面或外表面上，由此可以通过线圈架的材料来进行冷却。线圈与圆柱线圈架的材料导热、但电绝缘地连接。
发明内容
本发明旨在减少现有技术中的至少一些问题，并提供了一种相对便宜、轻型的线圈架，其可以承受使用时施加在其上面的力，并提供了螺线管磁铁线圈的精确和稳定的定位。
因此，本发明提供了所附权利要求中所限定的装置和方法。
附图说明
参考下面描述的仅作为示例的某些实施例并结合附图，将可以清楚地认识到本发明上述的以及进一步的目的、特征和优点。
图1A-1B显示了根据现有技术的封装在低温恒温器中的螺线管磁铁结构；
图2显示了根据本发明一实施例的线圈和狭板组件的整体透视图；
图3显示了根据本发明一实施例的线圈和狭板组件的轴向视图；
图4显示了用于将外线圈与内线圈保持同轴的装置；
图5显示了穿过狭板的剖视图，其中，狭板具有从中穿过的冷却通道；
图6显示了根据本发明一个方面的用于模制浸渍线圈的模具；
图7显示了用于将线圈装配到其支撑狭板上的装置；
图8A-8D显示了制造玻璃增强塑料GRP方案的内线圈架的方法的步骤；
图9显示了冷却回路制冷装置。
具体实施方式
图2显示了根据本发明一实施例的线圈20和狭板22组件的整体透视图。线圈分成内线圈20a和外线圈20b。
图3显示了根据本发明一实施例的线圈20和狭板22组件的轴向视图。在图3中，所示狭板22仅部分地环绕内线圈20a。然而应当理解的是，在所示实施例中，线圈架环绕内线圈20a的整个周边。狭板22不必连续地环绕线圈20a的整个周边，而是可以如图所示间隔开一定距离地对称放置。然而，应当具有足够数量和强度的狭板22来确保线圈架20精确并且刚性地定位，从而有效地承受施加在线圈上的力。
外线圈20b与内线圈20a保持同轴对准。图4显示了用于实现该对准的一个示例装置。内线圈20a通过狭板22保持其正确的相对位置。外线圈20b类似地通过狭板22保持其正确的相对位置。为了最小化螺线管磁铁组件的总体尺寸，狭板22可以放置在内线圈20a的外圆周和外线圈20b的内圆周上。然而，出于任意优选理由的考虑，可以将狭板22放置在其中任何线圈的外圆周或内圆周上。为了将内线圈和外线圈保持在所需相对位置上，辐板24连接在线圈内组和外组的相应狭板22之间。如图4所示，这些辐板24可以采取诸如铝或玻璃增强塑料(GRP)固体材料的板的形式，其连接在狭板22之间。为了方便这些辐板的固定，狭板22可以制造成具有固定凸耳26。于是可以在合适的点处钻穿固定凸耳，来获得固定孔，通过穿过固定凸耳的螺栓或类似固定机构28，来连接该辐板。可选的是，可以设置并安装机械夹具来将辐板24和固定凸耳26夹紧在一起。可选的是，可以设置机械夹具，用来将辐板24与狭板22的主体直接夹在一起，从而避免了使用固定凸耳26的必要性。
如图2所示，可以设置本发明的螺线管磁铁，而使内线圈20a的直径可以比图1A-1B所示现有技术的装置中的更小。这是因为图1A-1B中现有技术装置在运转时依赖于线圈架1的抗压强度来支撑线圈。这样的结果是，线圈架1必须位于内线圈的内径以内，这样要么会导致用于容纳病人的内径4a减小，要么会导致内线圈直径的增加，从而增加线圈以及磁铁组件整体的成本。
本发明的螺线管磁铁结构可以通过沉浸在制冷剂容器中进行冷却，这与图1A-1B所示的现有技术装置类似。可选的是，可以通过设置中空狭板22并使制冷剂在狭板中循环，来实现冷却。在该实施例中，线圈20必须与冷却的狭板22实现有效的热接触，其整体应当与环境温度充分隔离，从而容许超导线圈冷却至低于其临界点。在该实施例中，可以将需要等温面的超导开关和其它元件安装在狭板上。由于通过狭板实现冷却，因此不必再设置图1A-1B中2所指的制冷剂储槽。这进一步减小了最终系统的尺寸、重量以及成本。
图5显示了穿过狭板22的剖视图，其中，该狭板特别适合该实施例。狭板22是中空的，具有穿过其中的冷却通道30。有利的是，该冷却通道的内表面具有凸棱32，其增加了与制冷液体接触的冷却通道的内表面面积，从而增强了线圈架冷却的效果。屏蔽线圈支撑件和其它支撑件可以伸入到线圈架的轮廓内。
根据本发明的另一实施例，尽管沿线圈架材料的热传导实现了线圈架的冷却，但是，还可以进行设置来冷却狭板22。在该实施例中，线圈架可以通过直接制冷来冷却，或者通过冷却回路来进行冷却。图9图解说明了一个冷却回路装置，其用于使液态制冷剂78在制冷剂管道20中循环。在制冷剂管路中设有相对小的制冷剂罐80。此外还提供了再冷凝制冷器82。在运转时，制冷剂管道20中的一些液态制冷剂78吸收制冷剂管道20的热量，并从而吸收线圈架1的热量。这将使得一些液态制冷剂78汽化至气态。汽化后的制冷剂气体84会向制冷剂管路的顶部上升并进入再冷凝制冷器82中。再冷凝制冷器82运转，从而冷却制冷剂气体84，将其再冷凝成为液态制冷剂78，并从系统中带走热量。如图9所示，液态制冷剂基本在所示管路的右边汽化，然后上升到再冷凝制冷器82。制冷器82提供的再冷凝后的液态制冷剂通过所示管道20的左边下降。因此，该装置提供了制冷剂的连续循环和有效制冷。尽管需要制冷剂罐80，但是，与现有技术中允许磁铁沉浸在液态制冷剂的制冷剂储槽2相比，液态制冷剂78所需的容积大大减少了。
本发明装置的一个优点是，消除了图1A-1B所示的在线圈和线圈架之间的摩擦界面34。由于与线圈架摩擦接触的线圈移动会产生足够多的局部加热从而发生淬火，因此该摩擦界面在现有技术装置中会导致发生淬火。由于在本发明中装置中没有该摩擦界面，因此该风险就不存在了。体积力，即作用在线圈上的电磁力，由线圈与狭板或其它机械支撑结构之间的剪切结合强度来限定。根据本发明别处描述的任一种方法，线圈由机械支撑结构制造并保持，并且该制造模式在不需要线圈架的前提下，提供了所需的剪切体积力。当承受电磁载荷时，在线圈和狭板之间所需用于保持其位置的界面抗剪强度为大约3MPa，其通常为线圈内部的结合方法所获得的剪切强度的10％，以防止单圈线圈移动，因此该抗剪强度处于现有技术的能力范围内。
在MRI系统中，可以通过减小磁铁的长度，来同时改善病人的舒适度和临床医师的可接近性。在保持场质量的同时，容许这种长度减小的线圈装置可能引起线圈体积力的产生，其作用在轴向远离磁铁中心的方向上。限制这些力的传统方法要求在线圈末端设置另外的线圈架材料，这增加了磁铁系统的长度。通过利用在线圈与狭板或其它机械支撑结构之间的界面处的剪切强度，就可以避免使用所述另外的材料，从而获得更短的磁铁系统的长度。
本发明特别提供了一种用于制造螺线管磁铁结构的方法。下面将讨论本发明的一个实施例。
首先，需要使用精密模具来绕制线圈。由于不设置线圈架，因此线圈的精确尺寸和相对间隔由该模具限定，该模具必须由耐用材料非常精确地制成，从而允许使用单个模具来生产大量的磁铁结构。模具设计为可分拆式的。超导线缆绕制在模具中的限定位置上。通常，这些位置是模具表面上的凹槽。通过将加强材料绕制在线圈上，然后如下所述地浸渍树脂，就可以将诸如狭板22的机械支撑结构放置在线圈上来这样绕制，或者将诸如加强树脂合成管的支撑结构成形在线圈上来这样绕制。另一模具可以放置在线圈和机械支撑结构上，从而形成闭合的模腔。模具内的线圈和机械支撑结构被热固性树脂整体地浸渍。在树脂硬化后，树脂浸渍的线圈和机械支撑结构作为单一固体零件从模具中取出。浸渍步骤优选在真空中进行，从而避免了可能在绕制中夹带空气或其它气体的气泡，从而在最终的零件上产生应力。图6更详细地显示了合适的模具40。模具可以设有衬里、例如聚四氟乙烯PTFE衬里，来帮助释放脱出最终零件。
构造螺线管线圈装置方法的一项特别优点在于，线圈通过模具的形状来精确地限定尺寸并彼此相对定位。由于线圈的定位由模具限定，并且机械支撑结构仅仅用来将线圈牢固地保持在由模具限定的其相对位置上，因此，在线圈上形成的机械支撑结构本身不必具有精确的尺寸。
这点是特别有利的，因为必须具有精确尺寸并且相对昂贵的模具必须重复使用多次，以便用来生产大量的相同螺线管磁铁结构。到目前为止，机械支撑装置本身已经成为具有精确尺寸的昂贵元件。采用本发明的方法使用精确加工的模具来限定线圈的尺寸和相对位置，将允许以与现有制造方法相比更低的成本、更短的制造时间来生产精确的螺线管磁铁结构。
在生产具有内励磁线圈20a(图2)和外屏蔽线圈20b的螺线管磁铁时，屏蔽线圈之间的相对位置以及励磁线圈之间的相对位置，要比屏蔽线圈与励磁线圈之间的相对位置更重要。励磁线圈和屏蔽线圈可以通过上述方法而分别制造并安装在机械支撑结构上。
图4显示了机械支撑结构，其可以用于将屏蔽线圈20b组件相对于励磁线圈20a组件固定。狭板22可各自具有用于该装配用途的固定凸耳26(如图4所示)，其中，在固定凸耳上钻孔，从而提供固定螺栓的孔。可选的是，孔和螺栓可以穿过狭板22本身的主体。
根据本发明的一个方面，当热固性树脂用于整体封装整个组件从而生产单一固体制品时，狭板22在浸渍步骤前被放置在模具中而与线圈20接触。通常采用真空浸渍方法。线圈20可以用浸渍有热固性树脂的织物与狭板22连接在一起。此外，模具可以设有衬里、例如聚四氟乙烯PTFE衬里，用来辅助脱出最终零件。
在一些可选的实施例中，可以使用树脂浸渍增强材料(wet lay-up)工艺，其中，树脂作为线圈导体上的涂层并作为机械支撑结构的一部分，它不是作为狭板上的涂层，就是作为浸渍织物或类似材料。
狭板22传统上采用挤压铝型材制造，其相对便宜，但具有对本发明来说足够的机械刚度和热传导性。可选的是，狭板可以由轧制和焊接的管、或细丝绕制的管构成。
通常在螺线管磁铁结构中，某些线圈具有与其它线圈不同的内径或外径。在这种情况下，将所有线圈都统一为相同的直径从而使得轴线线圈都直接连接到直狭板上，这是十分必要的。另一种选择是提供对应于各种线圈直径的成形狭板。但是，目前认为该选择是不经济的。图3A-3B分别显示了适用于该应用中的直狭板和成形狭板。线圈的相应直径差异可以通过使用树脂浸渍织物外包装的填料层来校正，通常使用玻纤外包装。这可以在线圈处于模具中时，作为树脂浸渍织物或将在模具中浸渍的干织物来添加。
根据上述方法，线圈20在模具的相应部分内绕制。在模具中，诸如树脂浸渍玻纤的填料材料绕制在线圈上，从而填充到模具顶部。例如，该填料材料的深度可以在5-10mm。如图6所示，模具可以包括具有至少一个可拆式分段42的可分拆式芯棒(mandrel)，从而允许模具从模制线圈20的内部拆去并取出。
通过使用精密模具，使得对线圈使用相对不精确的机械支撑结构和模制树脂成为可能，其中，该支撑结构是挤压铝型材或管制造的狭板。螺线管结构特征的所有重要的相对位置由模具或其它装配工具来限定，使得可以以相对低的单位成本生产螺线管磁铁装置，同时，可以多次重复使用相对便宜的模具和工具，用来生产大量螺线管磁铁线圈组件。
可以进一步加强最终结构，以防止所使用狭板的任何严重变形。
如果使用采用冷却回路的制冷器，那么就可以避免在线圈和冷却回路之间插入可结合在狭板内的玻纤填料层。这可以通过使用图3B所示的成形狭板来实现，否则，将需要重新设计螺线管线圈结构，以避免使用不同外径的线圈。尽管狭板用于冷却和机械支撑目的，但是已经发现，应当使用12根或更多的狭板来用于机械支撑，其中至少需要6根狭板才能足够用于冷却用途。
在某些优选实施例中，机械支撑件可以添加在组件的末端线圈上。由于所生成的磁场的作用，末端线圈承受着最大的机械载荷。该支撑件可以采用轧制挤出件或树脂浸渍玻纤支撑环的形式。这些支撑件可以夹持在屏蔽线圈上。
尽管总的趋势是设计尽可能短的螺线管磁铁，但是，长度会达到一个极限，此时，末端线圈处于倾向于将其推离磁铁主体的排斥力下。在这种情况下，线圈的外表面上需要安装机械保持装置，其至少部分地阻止了通过将末端线圈放置就位所获得的尺寸减小。
包括外屏蔽线圈及其支撑狭板的组件可以以下面的方式来装配，如图7的剖视图所示。线圈架50设置有空腔52，用于容纳狭板22的至少部分长度。狭板22放置在线圈架50的空腔52内，线圈20b绕制在线圈架50上且位于狭板22之上。在上述用于其它线圈的模式的单一工艺中，对线圈20b进行浸渍并且将线圈与狭板连接在一起。可以设置支柱或辐板将两个组件机械保持在一起：第一组件包括用狭板保持在一起的励磁线圈，以及用另外的狭板保持在一起的屏蔽线圈。上面参考附图4论述了合适的装置。在某些实施例中，狭板可以用加强材料、例如玻纤织物构造而成，其在上述方法中浸渍在树脂中，以便提供加强树脂狭板。
图8A-8D显示了本发明的螺线管磁铁结构的制造方法的步骤的几个视图，其中，机械支撑结构由加强树脂管102构成。图8A和图8B分别显示了在制造本发明螺线管磁铁线圈组件的过程中用线圈和支撑结构填充的模具的局部端视图和部分轴向剖视图，该螺线管磁铁线圈具有加强树脂管的机械支撑结构102。模具包括用于夹持工具分段82、84的内管部件80。管部件80可以是完整的圆柱管，或分割成几段。在使用中，管部件80和工具分段82、84通过可分离机械保持机构、例如所示螺栓86而保持在一起，从而形成模具的大致圆柱形内表面。
如图8B所示，工具分段具有空腔88和空腔92，其中，空腔88用于在线圈绕制在模具上时保持线圈90，空腔92用于保持导线和其它服务构件。可以制造专用装置来容纳末端线圈94。如图所示，台阶96可以分为工具分段82、84的末端和扁平的工具尾端件98，从而在绕制线圈时封闭起容纳末端线圈94的空腔，其中扁平工具尾端件连接在管部件80的末端。填料材料衬套104在内线圈绕制后压入，从而提供了用于末端线圈绕组的支撑。
在线圈90、导线和服务构件92顶部的上方放置有填料材料104。该填料材料104通常是玻纤织物，但可以是与所用树脂兼容的其它类型的填料材料，其具有可接受的热膨胀系数。提供了模具外部100，用于环绕工具分段，并与工具分段82、84和尾端件98(如果有的话)一起限定模腔99。尽管工具分段82、84必须精确成形并精确放置，但是，不必对模具外部100的位置和形状使用该等级的精度。
如图8B所示，模腔99由工具分段82、84和模具外部100和尾端件98(如果有的话)来限定。模腔的开口设置在某个位置108、例如在其末端。开口可能穿过模具外部。浸渍槽110环绕模具结构而固定，浸渍树脂从浸渍槽通过开口108而压入模具中，从而整体地浸渍线圈90、导线和服务构件92以及填料材料104，以便制造包括线圈和机械支撑结构的螺线管磁铁的单一固定零件。一旦完全浸渍好组件并且填充好树脂后，从形成的模制结构上取下各种模具零件82、84、98、100。首先，从模具中取出浸渍槽108和尾端件98。模具外部100也可以在该阶段同时取下，或稍后取下。参考图8A、8B，管部件80通常从工具分段上分离。如果管部件80是单一件，则它可以从组件的中心孔中滑出。如果管部件80分成段，则这些段可以在拆卸之后从孔中取出。然后从模制零件中取出工具分段82、84。在图8A所示的示例中，工具分段82在远离模具孔中心的方向上缩减变窄。所以，应该首先取出该段，从而提供取出其余工具分段84的间隙。
图8C显示了使用上述方法生产的螺线管线圈组件111的示例。线圈90浸渍在树脂中并具有由工具分段82、84的精确曲面所限定的尺寸。他们通过浸渍树脂结合成机械支撑结构112，并且由充满填料材料的浸渍树脂组成。由树脂浸渍提供的在线圈和狭板之间的机械连接的剪切强度在两个方向上是等效的。线圈因此通过机械支撑结构而刚性地固定在精确的相对位置上。末端线圈94由另一个不同的结构保持。提供了更厚的填料层114，用来与末端线圈相邻并通过浸渍树脂结合于其上。在末端线圈的外圆周上设置有另一个填料层116，其通过浸渍树脂与末端线圈相结合。
图8D显示了根据本发明一个实施例的屏蔽线圈设置的部分截面。屏蔽线圈118浸渍在树脂中，并通过树脂与机械支撑结构120相结合。图中显示该结构安装在设有定位机构124的容器122内部。
在涉及图8A-8D所描述的各种方法中，可以设置填料材料104和模具100，使得与图2或图7所示相类似的装置中生产大量的加强树脂狭板，而不是生产完整的加强树脂管102，其中，该狭板不是位于线圈90的外表面上就是位于其内表面上。
尽管本发明已经参考应用于诸如核磁共振(NMR)或磁共振成像(MRI)系统的螺线管磁铁进行了具体描述，但是，本发明也可以应用于制造螺线管磁铁线圈和螺线管磁铁线圈本身的任何应用，特别是那些需要精确的线圈对准的应用中。

Claims (29)

1.一种制造螺线管磁铁结构的方法，包括下面的步骤：
提供其中用来绕制线圈的可分拆式模具(40)；
在所述模具中将导线绕制到限定位置(88)；
将机械支撑结构(104、22)放置在这样绕制成的线圈上；
将线圈和机械支撑结构用热固性树脂来浸渍；
使热固性树脂硬化；
分拆模具，将包括树脂浸渍线圈和机械支撑结构的所得螺线管磁铁结构作为单一固体零件从所述模具中取出。
2.一种制造螺线管磁铁结构的方法，包括下面的步骤：
提供其中用来绕制线圈的可分拆式模具(40)；
将机械支撑结构(104、22)放置到模具中的限定位置(52)上；
将导线(20b)绕制在这样放置的所述机械支撑结构上；
将所述线圈和机械支撑结构用热固性树脂来浸渍；
使热固性树脂硬化；
分拆模具，将包括树脂浸渍线圈和机械支撑结构的所得螺线管磁铁结构作为单一固体零件从所述模具中取出。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述模具包括具有至少一个可拆式分段(42、82)的可分拆式芯棒，从而允许所述模具可以拆卸并从螺线管磁铁结构内部取出。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，在所述模具中设置有用于保持导线和其它服务构件的空腔(92)。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述限定位置是模具表面上的凹槽。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述导线是超导体。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，将另一模具(100)放置在线圈和机械支撑结构上，从而形成闭合模腔(99)。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，浸渍步骤在真空中进行。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，模具设置有衬里，帮助用于将螺线管磁铁结构从模具中脱出。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，浸渍步骤通过树脂浸渍增强材料工艺来执行，其中，热固性树脂作为涂层而涂覆在导线上并且作为机械支撑结构的一部分，它是作为狭板(22)上的涂层或浸渍织物(104)或类似的材料。
11.一种制造螺线管磁铁结构的方法，该螺线管磁铁结构具有大致圆柱形的线圈(20a、98)内组，以及同心地环绕所述内组的大致圆柱形的线圈(20b、118)外组，该方法包括下面的步骤：
根据任一前述权利要求所述的方法，来生产包括所述线圈内组的第一螺线管磁铁结构(111)；
根据任一前述权利要求所述的方法，来生产包括所述线圈外组的第二螺线管磁铁结构(120)；
将第一和第二螺线管磁铁结构用合适的另一机械支撑结构(24、26、28)而机械连接在一起。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，机械支撑结构包括设置成平行于螺线管结构的轴线的狭板(22)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，狭板被制成为挤压铝型材、或轧制且焊接的管、或细丝绕制的管。
14.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，某些线圈具有与其它线圈不同的直径，这些线圈的相关直径差异通过填料层的使用来补偿。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述填料层包括树脂浸渍织物外包装层。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当线圈处于模具中时，树脂浸渍织物外包装层作为树脂浸渍织物或将在模具中浸渍的干织物来添加。
17.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，螺线管磁铁结构的末端线圈通过与末端线圈相邻的填料层(114)而保持在机械支撑结构上，并通过浸渍树脂与其结合，另一个位于末端线圈外圆周上的填料层(116)通过浸渍树脂与末端线圈相结合。
18.一种螺线管磁铁结构，包括：
绕制成线圈的导线；
位于线圈上的机械支撑结构(104、22)，整个结构整体地用热固性树脂来浸渍。
19.一种螺线管磁铁结构，包括：
机械支撑结构(104、22)；
在机械支撑结构上绕制成线圈(20b)的导线，整个结构整体地用热固性树脂来浸渍。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，另外的电导线保持在热固性树脂内。
21.根据权利要求18-20中任一权利要求所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，所述导线是超导体。
22.根据权利要求18-21中任一权利要求所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，所述螺线管磁铁结构具有大致圆柱形的线圈(20a、98)内组，以及同心地环绕所述内组的大致圆柱形的线圈(20b、118)外组，所述螺线管磁铁结构包括：
根据权利要求18-22中任一权利要求所述的，包括所述线圈内组的第一螺线管磁铁结构(111)；
根据权利要求18-22中任一权利要求所述的，包括所述线圈外组的第二螺线管磁铁结构(120)；和
合适的另外的机械支撑结构(24、26、28)，其将所述第一和第二螺线管磁铁结构机械连接起来。
23.根据权利要求18-22中任一权利要求所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，所述机械支撑结构包括设置成平行于所述螺线管结构的轴线的狭板(22)。
24.根据权利要求23所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，狭板被制成为挤压铝型材、或轧制且焊接的管、或细丝绕制的管。
25.根据权利要求23-24中任一权利要求所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，狭板具有加强树脂，其由浸渍有热固性树脂的填料材料组成。
26.根据权利要求18-22中任一权利要求所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，机械支撑结构包括加强树脂管。
27.根据权利要求18-26中任一权利要求所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，一些线圈具有与其它线圈不同的直径，线圈的相关直径差异通过填料层的使用来补偿。
28.根据权利要求27所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，所述填料层包括树脂浸渍织物外包装层。
29.根据权利要求18-28中任一权利要求所述的螺线管磁铁结构，其特征在于，螺线管磁铁结构的末端线圈通过与末端线圈相邻的填料层(114)而保持在机械支撑结构上，并通过浸渍树脂与其相结合，另一位于末端线圈外圆周上的填料层(116)通过浸渍树脂与末端线圈相结合。
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