CN103310941B - 多定向的低温恒温器 - Google Patents

Abstract

一种在多个定向中使用的用于超导磁体（4）的多定向的低温恒温器（5）。所述低温恒温器（5）包括一个容器（6）以及一个失超管道（7），该容器用于容纳低温液体，该失超管道从所述容器延伸远离，以允许由于磁体的失超而引起的低温液体的沸腾所产生的气体逸出容器。所述失超管道（7）是蜿蜒的，从而提供至少两个不同定向的抗对流部分（71），每个部分用作各个相应定向中的低温恒温器的抗对流部分。

Description

多定向的低温恒温器

技术领域

本发明涉及多定向的低温恒温器(cryostats)，和包括所述低温恒温器的超导磁体装置，以及包括所述低温恒温器的医疗设备器械。

背景技术

超导磁体通常被要求保持在“低温”，以保持它们的超导性质。低温恒温器被提供以用于将超导磁体保持在超导温度。

低温恒温器包括一个容器，以容纳充当冷却剂的低温液体。制冷系统将被提供用于冷却所携带的低温液体和/或冷却用于供给至低温恒温器的替换液体。

超导磁体通常存在失超(quenching)的风险。超导磁体通常在它们的磁场中包含非常大的储能(例如，1MJ及以上)。然而，由于材料接近绝对零度时的非常低的热容量，微小的能量扰动(1mJ或更小)可驱使部分线圈高于其局部超导转变温度，变为正常的电阻性状态。如果扰动超过一个稳定性阈值，该扰动将通过绕组传播，直到绕组中的一些或全部变为电阻性的。不可避免地，所存储的磁能随即被快速转变为电阻性绕组中的热。所述热导致迅速使低温液体蒸发(boil off)，所述低温液体转变为气体，并且随着气体变热而大幅膨胀(例如，4.2K下的液态氦膨胀变为室温和大气压力下的气体为700：1)。

随着线圈或部分线圈返回至正常的电阻性状态，磁体超导运行的这种不希望的异常终结被称为失超。

失超是成本昂贵且不希望出现的。可通过好的设计和好的实践最小化失超的风险，但是尽管如此，超导磁体必须被设计为经得起失超，包括避免使携带有低温冷却液体的低温恒温器的容器超压。

这通过设置一个失超管道实现，该失超管道提供一个路径，快速膨胀和变热的低温流体——更具体地，低温气体——可通过该路径逸出容器。

失超管道需要被相对宽地被镗孔，以允许由失超产生的膨胀气体安全地逸出低温恒温容器。

另一方面，设置在低温恒温器中的用于磁体正常运行的填充管或一般的通风管通常会具有小得多的横截面面积。这是因为不需要设置这样的具有大的镗孔的管，并且大的镗孔通常是不希望的，因为大的镗孔往往会增加进入低温恒温器的热泄露。因此，在超导磁体装置中，通常会有一个与任何填充管都明显不同的失超管道。此外，所述失超管道将与任何通风管都明显不同，或者最起码，任何目前的通风管将有与一个所述失超管道不同的出口端。换言之，失超管道可识别地不同于填充管或一般的通风管。

因为失超管道需要相对宽的镗孔，就失超管道作为进入低温恒温器的热泄露路径方面而言，失超管道会产生问题，并且会导致低温液体的不希望的加热。

在正常情况下，通过确保在磁体运行中所述失超管道竖向延伸或几乎竖向延伸远离低温恒温容器来减弱这种潜在的问题。这在失超管道中形成了抑制对流的逆温。因此，常规的失超管道具有一个抗对流部分，该抗对流部分会在正确定向和使用时通过逆温来起作用。这是重要的，因为否则对流气流将趋于将热传递到低温恒温器中。

这种布置可在一般的超导磁体装置中很好地起作用。

但是，有一些情况中，要求以不同的定向使用超导磁体装置，从而还有低温恒温器。通常，在这种情况下，超导磁体装置将被这样安装，即，使得它相对于设备的底部是可移动的，其中所述超导磁体装置被安装在所述设备中，使得超导磁体——从而低温恒温器——的定向随着超导磁体装置的移动而变化。所述设备可以是医疗设备器械。这种机器的一个实例是用于提供质子疗法治疗的门架式安装的回旋加速器(gantry mountedcyclotron)。在这种器械中，回旋加速器(包括超导磁体装置)沿大约180度的圆弧绕患者移动，并且相应地，超导磁体装置和低温恒温器的定向在这个圆弧的一端和另一端之间改变180度。这意味着，例如，如果失超管道在这个圆弧的中点竖向定向或者近似竖向定向，则失超管道将在圆弧的两个端部位置水平地或近似水平地定向。

当失超管道不再处于竖向或近似竖向定向时，可形成对流环(convection cell)，因为不再存在逆温(相对于重力)。从而，热量可趋于从失超管道的热端(即，出口端)和冷端(即，入口端)泵出。这样的情形在图2中示出，图2将在下文被更加详细描述。当出现这样的情形时，可导致不希望的热泄露到低温恒温器中，这有可能会导致低温液体的过度蒸发，从而会潜在地引起失超。

替代地或附加地，在失超管道可被移动远离竖向的情形中，可导致在以下方面增加成本：为低温液体提供更多的制冷和/或更复杂且更高额定的制冷系统。

发明内容

本发明旨在解决这些问题中的至少一些问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种在多个定向中使用的用于超导磁体的多定向的低温恒温器，所述低温恒温器包括一个容器以及一个失超管道，该容器用于容纳低温液体，该失超管道从所述容器延伸远离，以允许由于磁体的失超而引起的低温液体的沸腾(boil)所产生的气体逸出容器，其中所述失超管道是蜿蜒的，从而提供至少两个不同定向的抗对流部分，每个部分用作各个相应定向中的低温恒温器的抗对流部分。

该装置允许设置一个失超管道，该失超管道能够与处于多个定向的低温恒温器一起有效运行，同时提供良好的隔离性能，以最小化所携带的低温液体的冷却需求。

一个爆破隔膜(burst disc)可被设置在所述失超管道远离所述容器的端部处，或者朝向所述失超管道远离所述容器的端部。

所述失超管道可明显区别于任何填充管并且可明显区别于任何通风管，或者至少所述失超管道可具有一个通向通风管出口的分立出口。通风管和填充管通常会具有比所述失超管道小的横截面，这是由于不要求通风管和填充管处理会在冷却磁体的失超过程中产生的大量快速膨胀的气体。

所述失超管道可以是管状。每个抗对流部分可以是管状失超管道的管状部分。

所述失超管道可包括多个抗对流部分。所述失超管道可包括多于两个的抗对流部分。

所述抗对流部分的至少一个的定向可与所述抗对流部分的至少另一个的定向间隔至少90度。沿着经过所述失超管道的流动路径依次可有至少三个抗对流部分，其中所述抗对流部分的第一个的定向与所述抗对流部分的第二个的定向间隔至少90度，所述抗对流部分的第三个的定向与所述抗对流部分的第二个的定向间隔至少90度。所述抗对流部分中的每一个可与其他的抗对流部分在相同平面内走向，或者在平行平面内走向。

所述平面或平行平面可将转动轴线作为法线。

所述失超管道可具有一个入口部分，该入口部分被布置为在正常运行中保持在所携带的低温液体的液面上方。

所述多定向的低温恒温器被布置用于在第一定向和第二定向中使用，所述第二定向能够从所述第一定向通过转动变换而到达，并且所述多定向的低温恒温器可被布置用于在所述第一定向和所述第二定向之间的定向中使用，所述第一定向和所述第二定向之间的定向能够通过从所述第一定向执行所述转动变换的一部分而到达。当所述低温恒温器处于第一定向时，所述失超管道的第一部分可用作抗对流部分，当所述低温恒温器处于第二定向时，所述失超管道的第二部分可用作抗对流部分。

在所述第一定向和所述第二定向之间的转动可有至少90度，优选地至少135度，更优选地甚至至少180度。

所述失超管道可具有三个抗对流部分，当所述低温恒温器处于第一定向时，所述失超管道的第一部分用作抗对流部分，当所述低温恒温器处于第二定向时，所述失超管道的第二部分用作抗对流部分，当所述低温恒温器处于第一定向和第二定向之间的一个定向时，所述失超管道的第三部分用作抗对流部分。

所述失超管道可包括一个连续弯曲部分，诸如U形弯曲部分、环状部分或螺旋形弯曲部分，所述连续弯曲部分可转弯经过至少90度，优选地约至少180度，也可能360度。当所述低温恒温器处于相应选定的定向时，所述连续弯曲部分的选定部分可用作抗对流部分。

当在运行位置时，每个抗对流部分会向上延伸，具有一个下端和一个上端，其中所述下端比所述上端更靠近——就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言——所述容器。

所述失超管道可被布置为使得当所述多定向的低温恒温器处于第一定向、第二定向、以及所述第一定向和所述第二定向之间的定向时，所述失超管道提供一个向上延伸的管部分，该管部分具有一个下端和一个上端，其中所述下端比所述上端更靠近——就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言——所述容器，以用作抗对流部分。

所述失超管道的入口部分可被布置为使得当所述多定向的低温恒温器处于第一定向、第二定向、以及所述第一定向和所述第二定向之间的定向时，保持在所携带的低温液体的液面上方。

所述低温恒温器可包括单个失超管道。

所述多定向的低温恒温器可以是可转动的低温恒温器。

根据本发明的第二方面，提供了一种超导磁体装置，包括一个超导磁体和如上所述的多定向的低温恒温器。

根据本发明的第三方面，提供了医疗设备器械，包括如上所述的超导磁体装置，该超导磁体装置被安装用于相对于所述医疗设备器械的底部在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置所述低温恒温器处于所述第一定向，在所述第二位置所述低温恒温器处于所述第二定向。

根据本发明的第四方面，提供了医疗设备器械，包括一个超导磁体装置，该超导磁体装置被安装用于相对于所述医疗设备器械的底部在第一位置和第二位置之间移动，所述超导磁体装置包括一个超导磁体和一个低温恒温器，该低温恒温器包括一个用于容纳低温液体的容器以及一个失超管道，该失超管道从所述容器延伸远离，以允许由于磁体的失超引起的低温液体的沸腾所产生的气体逸出所述容器，其中当所述磁体装置在所述第一位置时所述低温恒温器处于第一定向，当所述磁体装置在所述第二位置时所述低温恒温器处于第二定向，以及其中

所述失超管道是蜿蜒的，从而提供相互不同定向的至少第一抗对流部分和第二抗对流部分，其中在所述低温恒温器处于所述第一定向时，所述第一抗对流部分在使用中起到抗对流部分的作用，在所述低温恒温器处于所述第二定向时，所述第二抗对流部分在使用中起到抗对流部分的作用。

所述失超管道可包括多个抗对流部分，每个抗对流部分用于在当低温恒温器处于各个相应的定向时起到抗对流部分的作用。

根据本发明的第五方面，提供了医疗设备器械，包括一个超导磁体装置，该超导磁体装置被安装用于相对于所述医疗设备器械的底部在第一位置和第二位置之间移动，所述超导磁体装置包括一个超导磁体和一个低温恒温器，该低温恒温器包括一个用于容纳低温液体的容器以及一个失超管道，该失超管道从所述容器延伸远离，以允许由于磁体的失超引起的低温液体的沸腾所产生的气体逸出所述容器，其中当所述磁体装置在所述第一位置时所述低温恒温器处于第一定向，当所述磁体装置在所述第二位置时所述低温恒温器处于第二定向，以及其中

所述失超管道是蜿蜒的，从而以如下方式提供相互不同定向的至少第一部分和第二部分，即：

当所述低温恒温器处于所述第一定向时，所述第一部分相对于所述设备的底部向上延伸并且具有一个下端和一个上端，其中所述下端比所述上端更靠近——就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言——所述容器；以及

当所述低温恒温器处于所述第二定向时，所述第二部分相对于所述设备的底部向上延伸并且具有一个下端和一个上端，其中所述下端比所述上端更靠近——就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言——所述容器。

这有利于处于所述第一定向中的第一部分和处于第二定向中的第二部分的逆温，以帮助防止可能趋于导致沿失超管道朝向容器的热泄露的对流气流。

根据本发明的第六方面，提供了一个用于超导磁体的多定向的低温恒温器，所述低温恒温器包括一个容器以及一个失超管道，该容器用于容纳低温液体，该失超管道从所述容器延伸远离，以允许由于磁体的失超而引起的低温液体的沸腾所产生的气体逸出容器，其中所述失超管道是蜿蜒的，从而提供至少两个不同定向的部分。

所述失超管道可以是管状的。每个不同定向的部分可以是管状失超管道的管状部分。

所述失超管道可包括多个不同定向的部分。所述失超管道可包括多于两个的不同定向的部分。

所述失超管道部分的至少一个的定向可与所述失超管道部分的至少另一个的定向间隔至少90度。

所述失超管道可包括一个连续弯曲部分，诸如U形弯曲部分、环状部分或螺旋形弯曲部分，所述连续弯曲部分可转弯至少90度，优选地约至少180度。

所述失超管道可具有以如下方式相互不同定向的第一部分和第二部分，即，所述低温恒温器可被放置在第一定向和第二定向，所述第二定向能够从所述第一定向通过转动变换至少90度而到达，其中所述第一定向和第二定向使得：

当所述低温恒温器处于第一定向时，所述第一部分向上延伸并且具有一个下端和一个上端，其中所述下端比所述上端更靠近——就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言——所述容器；以及

当所述低温恒温器处于第二定向时，所述第二部分向上延伸并且具有一个下端和一个上端，其中所述下端比所述上端更靠近——就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言——所述容器。

优选地，需要转动变换至少135度，更优选地至少180度，以从所述第一定向到达所述第二定向。

根据本发明的另一方面，提供了一种操作上述低温恒温器、磁体或医疗设备器械的方法，包括用低温液体填充容器以及在第一定向和第二定向之间移动所述低温恒温器。

为了简洁起见，上述本发明的每个方面中限定的可选特征在根据本发明的每个其他方面中完全重复。然而，应理解，本发明的上述方面的任一个的任何可选特征也可以是任何其他方面的可选特征，必要时改变措辞。

附图说明

现在仅通过实施例，参照附图描述本发明的实施方案，在附图中：

图1示意性示出了包括一个具有可转动的低温恒温器的超导磁体装置的医疗设备器械；

图2示出了可用在图1的器械中并且具有常规的失超管道的一种类型的低温恒温器；

图3A-3C示出了可用在图1示出的器械中的体现本发明的第一可转动的低温恒温器，该低温恒温器在图3A中以第一定向示出，在图3B中以第二定向示出，在图3C中以中间定向示出。

图4A-4C示出了可用在图1示出的器械中的体现本发明的第二可转动的低温恒温器，该低温恒温器在图4A中以第一定向示出，在图4B中以第二定向示出，在图4C中以中间定向示出。

图5A-5C示出了可用在图1示出的器械中的体现本发明的第三可转动的低温恒温器，该低温恒温器在图5A中以第一定向示出，在图5B中以第二定向示出，在图5C中以中间定向示出。

图6A-6C示出了可用在图1示出的器械中的体现本发明的第四可转动的低温恒温器，该低温恒温器在图6A中以第一定向示出，在图6B中以第二定向示出，在图6C中以中间定向示出。

具体实施方式

图1示意性示出了医疗设备器械，该医疗设备器械例如可以是一个用于质子疗法治疗或更通常的放射疗法(辐射疗法)器械中的门架式安装的回旋加速器。所述器械包括一个底部1，该底部1支承一个超导磁体装置2，以围绕一个轴线3移动。所述超导磁体装置2可以通过围绕轴线3转动在第一位置和第二位置之间移动，第一位置在图1中以虚线示出并且标为2’，第二位置在图1中也以虚线示出并且标为2”。将意识到，当超导磁体装置2处于第一位置2’时，它相对于底部1(以及相对于周围物尤其相对于重力)的定向不同于当超导磁体装置处于第二位置2”时的定向。所述超导磁体装置2可以被认为当在第一位置2’时具有第一定向，当在第二位置2”时具有第二定向。此外，当超导磁体装置2位于这两个位置之间时，所述超导磁体装置2将具有中间定向的范围。

超导磁体装置2包括一个超导磁体4和一个低温恒温器5，该低温恒温器5用于容纳低温液体以将磁体4保持在超导温度。低温恒温器5包括容器6和失超管道7。所述容器6用于容纳低温液体，并且如背景技术所述，失超管道7被设置用于允许低温流体逸出，并且尤其在磁体4经历失超的情况中允许快速膨胀的低温气体逸出。失超管道7的内部与容器6流体连通。失超管道7与容器6接合的端部是打开的。因此，失超管道在正常运行中将趋于充满低温气体。本发明不涉及的一个替代布置是将一个密封或爆破隔膜设置在失超管道的下端并排空所述失超管道。在实际中，这实施起来是困难并且昂贵的，本发明避免需要这样做。

如通常的，但未示出在附图中，低温恒温器5还包括一个填充管和一个通风管，以允许用低温液体正常填充所述低温恒温器并且使容器6正常通风。

如在背景技术中所述，失超管道7通常具有相对大的横截面以允许气体在磁体4失超期间逸出。从而，例如，失超管道7可以是相对大直径的管。在本实施方案中确是如此。

所述管的出口端被罩有一个爆破隔膜(图1中未示出)，该爆破隔膜被设计为在超压设置下破裂。因此，在正常情况下，爆破隔膜将保持完整并且只在失超管道7需要提供允许气体从容器6快速排空的操作时才破裂，需要快速排空的操作通常是由于已经发生失超而导致的。

失超管道7在图1中仅被以高度示意的形式示出，现在将在下文参照其余的附图描述失超管道7的可能配置的更多细节。

图2示出了具有携带低温液体61的容器6和常规失超管道7的一个常规低温恒温器5。失超管道7是一个直的管。当这种类型的失超管道7用在静止的超导磁体装置中时，不应会发生特别的问题。失超管道7将被竖向布置或者近似竖向布置，在失超管道中提供逆温，使得失超管道7充当一个抗对流部分。从低温液体61蒸发的低温气体将填充所述失超管道7，但是由于逆温，气体将保持基本静止。

如果该低温恒温器5用在图1所示类型的器械中，则在关于图1所述的定向的一个或至少一些中，失超管道7会按照希望方式运行。然而，在其他定向中，则不会如此。因此，例如，如果低温恒温器5被定向为使得当超导磁体装置2处于如图1中的实线所示的中间位置时，所述失超管道7为竖向或近似竖向，接着当磁体装置2移动至虚线示出的第一位置2’或第二位置2”时，失超管道7将变得近似水平。这种定向被示出在图2中，其中重力g的方向被用箭头标示。在该定向中，建立一个对流环，该对流环将趋于允许热泄露到容器6中，增强如背景技术中的所述蒸发。

图3A-3C至图6A-6C示出了被布置为多个定向或可转动的低温恒温器以消除该问题的替代的低温恒温器5。图3A-3C至图6A-6C中示出的这些低温恒温器5中的每一个都是可用在图1示出的器械中的类型。

此外，在每个实例中，低温恒温器5都被以三种不同的定向示出。在每个实例中，图XA示出了低温恒温器处于如下一个定向，该定向对应于超导磁体装置2处于图1中示出的第一位置2’；而图XB示出了低温恒温器5处于如下一个定向，该定向对应于超导磁体装置2处于图1中示出的第二位置2”；图XC示出了低温恒温器5处于如下一个定向，该定向对应于超导磁体装置2处于图1中用实线示出的中间位置。

在每个实例中，在使用中，所述容器6容纳低温液体61，失超管道7的入口端72与该容器6接合并且向该容器6敞开。另一方面，失超管道7的另一端必须前进至磁体装置2的外部，从而在发生磁体4的失超期间允许产生的低温气体逸出。该另一端(出口)被罩有一个爆破隔膜73，在所有正常情况下，在失超管道7中将存在低温气体。失超管道更靠近所述容器6的部分将比远离所述容器6的部分温度低。相应地，更靠近所述爆破隔膜73的气体将比更靠近所述容器6的气体更热。

现在逐个单独地考虑这些低温恒温器5，图3A-3C示出了体现本发明并且适于用在图1的器械中的第一可转动的低温恒温器5。低温恒温器5包括一个蜿蜒的(或蛇形的)失超管道7，该失超管道7被布置以在当低温恒温器5处于如图3A中所示的第一定向、如图3B中所示的第二定向、以及如图3C中所示的第三定向时提供抗对流部分71，所述第一定向对应于图1中的磁体装置2的第一位置2’，所述第二定向对应于磁体装置2处于图1中示出的第二位置2”，所述第三定向对应于磁体装置2处于图1中用实线示出的中间位置。

在每个实例中，所述抗对流部分71都是失超管道7在对应定向中会在使用中存在逆温的一部分。

在本实施方案中，所述失超管道7包括一个360度的环状部分74，如通过参考3A、3B、3C可见，该360度的环状部分74提供了一个用于在低温恒温器5的示出的每一个运行定向中使用的抗对流部分71。此外，将注意到，在图3A、3B和3C示出的定向之间的中间定向中，所述360度的环状部分74的其他部分将充当抗对流部分。抗对流部分被提供用于低温恒温器5的每一个运行定向。在每个实例中，抗对流部分都是失超管道7向上定向并且可以是竖向或基本竖向的一部分，该抗对流部分具有一个下端71a，所述下端71a比该抗对流部分的上端71b更加靠近(就从容器经过失超管道7的流动路径而言)容器6。这种配置在使用中引起希望的逆温。注意，每个抗对流部分71都是管道的管线系统的一部分。抗对流部分是敞开的并且对流体流动没有任何阻碍。所以抗对流部分可以在需要时提供其作为失超管道的一部分的功能。

提供一个环状部分——例如，失超管道7中的360度的环状部分74——是期望的，因为这意味着随着低温恒温器6从图3A中示出的第一定向经过图3C中示出的中间定向移动到图3B中示出的第二定向，有效的抗对流部分71围绕所述环状部分74平滑移动。与如果有效的抗对流部分从一个位置跳动到另一个位置相比，平滑移动有助于提供一个更连续的抗对流效应，这是因为在跳动的情形中随着逆温在任意给定定向生效，将需要更多的时间来使流动稳定。

图3A-3C中示出的低温恒温器提供了从如图3C中所示的中心位置增加或减小110度的定向中的良好运行。

图4A-4C示出了与图3A-3C中所示类似的低温恒温器5。然而，这里，环状部分74被替换为一个螺旋形部分75。同样，由失超管道7提供的抗对流部分71用于所示的三种不同定向。此外，对于图4A到4C中所示的定向之间的中间定向存在不同的抗对流部分。注意到，在图3A到3C的实施方案中，环状部分74被设置为接近平行于以转动轴线3为法线的一个平面。另一方面，图4A到4C装置的螺旋形的弯曲部分75近似垂直于该平面。

图5A-5C示出了体现本发明的第三低温恒温器5。在该实例中，失超管道7包括一个U形弯曲部分76，代替图3A-3C的失超管道的环状部分74。同样，该U形弯曲76大部分设置在以转动轴线2为法线的一个平面中。所述失超管道7同样提供了抗对流部分71，所述抗对流部分71在图5A、5B和5C示出的低温恒温器5的不同定向中都可运行。同样，对于这些定向之间的定向也存在抗对流部分。

可注意到，在图3A-3C、4A-4C和5A-5C示出的每个实施方案中，失超管道7的入口部分72对于至少一个定向充当抗对流部分。这是期望的并且可能的确是典型的，但不是必需的。

图6A-6C示出了体现本发明的第四低温恒温器5。同样，有一个容器6(在附图仅被高度示意性地用虚线示出)，一个失超管道7延伸远离该容器。然而，这里，失超管道7比上述实施方案中的更加绕弯或更加蜿蜒。该失超管道7包括多个转弯部和转弯部之间的直段。在本实施方案中，每个转弯部都是U形弯曲形式。同样，失超管道7主要设置在具有转动轴线2作为法线的一个平面中。这里，同样，抗对流部分71被提供用于图6A、6B和6C中示出的每个定向，对于中间定向也存在抗对流部分。在本实施方案中，事实上，可以有多个抗对流部分71，它们在任一个定向都可运行。

应注意到，尽管在这些实施方案的任一个中具有完全竖向的抗对流部分71是理想的，但这不是必需的。假设该部分是向上成角度的，也会至少实现一些效果，并且当该部分变得接近竖向时将改善所述效果。

注意到，相对于低温恒温器5的重力方向在每幅图中都用标为g的箭头示出。这对应于在相应的图中被标为抗对流部分71的段。

注意到，每个实例中的失超管道7都由相对大直径的管制成，并且希望每个抗对流部分相对于管的直径都尽可能长。然而,在一些实例中，如果抗对流部分的长度至少等于或超过管的直径，则可实现至少适当的性能。

还注意到，当低温恒温器5处于其运行极端之间的中途的定向中时，即，相当于上文的图XC中示出的位置时，失超管道7的入口部分72被定位为朝向所述容器6的上部。这可帮助确保失超管道在所有的运行定向中都保持没有液体。

在磁体4本身的外部，失超管道7可具有约100mm的直径。在磁体装置5本身的内部，失超管道可具有较小的直径。理想地，这是为了获得长度相对短的失超管道。

可注意到，与图3A-3C至图5A-5C中示出的装置相比，图6A-6D中示出的失超管道7会提供相对高的流动阻力。

在一个具体的超导磁体装置中可接受的失超管道7的确切配置取决于该装置的整体构造。因此，一个装置(诸如图6A-6C中示出的装置)可能仅在如下情形中是适合的，其中低温恒温器5用于容纳相对少体积的低温液体，并且由于磁体的失超而引起的潜在蒸发率相对低。

注意到，用于处理正常的沸腾而非由失超形成的蒸发的通常通风出口将通常设置有一个止回阀，该止回阀通常不会允许用于应对失超的足够快的气体排出。

注意到，尽管上文涉及可用在不同定向中的低温恒温器，但是所述不同定向可通过转动变换从一个定向到达另一个定向，由此所述低温恒温器可被描述为一个可转动的低温恒温器，但这不意味着所述低温恒温器必须可转动360度或者连续可转动，也不意味着所述低温恒温器应该必然转动或被安装以转动。而是，我们限定所述定向如何互相关联。

Claims (12)

1.一种在多个定向中使用的用于超导磁体的多定向的低温恒温器，所述低温恒温器包括一个容器以及一个失超管道，该容器用于容纳低温液体，该失超管道从所述容器延伸远离，以允许由于磁体的失超而引起的低温液体的沸腾所产生的气体逸出容器，其中所述失超管道是蜿蜒的，从而提供至少两个不同定向的抗对流部分，每个部分用作各个相应定向中的低温恒温器的抗对流部分，其中所述多定向的低温恒温器被布置用于在第一定向和第二定向中使用，所述第二定向能够从所述第一定向通过转动变换而到达，并且所述多定向的低温恒温器被布置用于在所述第一定向和所述第二定向之间的定向中使用，所述第一定向和所述第二定向之间的定向能够通过从所述第一定向执行所述转动变换的一部分而到达，在所述第一定向和所述第二定向之间的转动有至少135度，并且其中所述失超管道具有一个入口部分，该入口部分在正常运行中保持在容器中所容纳的低温液体的液面上方，所述正常运行包括所述低温恒温器处于第一定向、第二定向、以及所述第一定向和所述第二定向之间的定向。

2.根据权利要求1所述的多定向的低温恒温器，其中所述失超管道包括多于两个的抗对流部分。

3.根据权利要求1或2所述的多定向的低温恒温器，其中所述抗对流部分中的至少一个的定向与所述抗对流部分中的至少另一个的定向间隔至少90度。

4.根据权利要求1或2所述的多定向的低温恒温器，其中当所述低温恒温器处于第一定向时，所述失超管道的第一部分用作抗对流部分，当所述低温恒温器处于第二定向时，所述失超管道的第二部分用作抗对流部分。

5.根据权利要求1或2所述的多定向的低温恒温器，其中所述失超管道包括连续弯曲部分。

6.根据权利要求5所述的多定向的低温恒温器，其中所述连续弯曲部分转弯至少90度。

7.根据权利要求1或2所述的多定向的低温恒温器，其中所述低温恒温器包括单个失超管道。

8.根据权利要求1或2所述的多定向的低温恒温器，其中所述失超管道包括U形弯曲部分、环状部分或螺旋形弯曲部分。

9.根据权利要求5所述的多定向的低温恒温器，其中所述连续弯曲部分转弯至少180度。

10.一种超导磁体装置，包括一个超导磁体和根据上述权利要求任一项所述的多定向的低温恒温器。

11.一种医疗设备器械，包括根据权利要求10所述的超导磁体装置，该超导磁体装置被安装用于相对于所述医疗设备器械的底部在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置所述低温恒温器处于所述第一定向，在所述第二位置所述低温恒温器处于所述第二定向。

12.一种医疗设备器械，包括一个超导磁体装置，该超导磁体装置被安装用于相对于所述医疗设备器械的底部在第一位置和第二位置之间移动，所述超导磁体装置包括一个超导磁体和一个根据权利要求1所述的低温恒温器，其中当所述磁体装置在所述第一位置时所述低温恒温器处于所述第一定向，当所述磁体装置在所述第二位置时所述低温恒温器处于所述第二定向，以及其中

所述失超管道具有相互不同定向的第一部分和第二部分，使得：

当所述低温恒温器处于所述第一定向时，所述第一部分相对于所述设备的底部向上延伸并且具有一个下端和一个上端，其中就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言，所述下端比所述上端更靠近所述容器；以及

当所述低温恒温器处于所述第二定向时，所述第二部分相对于所述设备的底部向上延伸并且具有一个下端和一个上端，其中就从所述容器经过所述失超管道的流动路径而言，所述下端比所述上端更靠近所述容器。