CN112825278B - 一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造及磁共振成像设备 - Google Patents

一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造及磁共振成像设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造及具备其的磁共振成像设备，其包括：外壳，内部形成环状的腔室；制冷剂容器，设置于所述腔室内，且在所述制冷剂容器内以使超导线圈浸渍于液态制冷剂的方式收纳所述超导线圈；热屏蔽层，设置于所述外壳与所述制冷剂容器之间，用于屏蔽来自所述外壳的热辐射；所述外壳具有抽气孔，且所述抽气孔由密封盖可拆卸地闭塞，在所述外壳的面向所述腔室一侧设置吸附腔，并在所述吸附腔内容纳能够吸附来自外壳或所述制冷剂容器或所述热屏蔽层的溢出元素的吸附剂。

Description

一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造及磁共振成像 设备
技术领域
本发明涉及一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造，尤其涉及一种适于长距离运输的低温恒温器构造及具备其的磁共振成像设备。
背景技术
在现有的磁共振成像设备中，用于产生成像用主磁场的超导线圈浸渍在气化潜热很小的低温液氦中，并通过制冷机将液氦保持在4.2K，从而使超导线圈能够保持在超导状态。现有的磁共振成像设备的低温恒温器构造中，液氦存储在液氦罐中，液氦罐外设置有防辐射的热屏蔽层，液氦罐和屏蔽层通过悬挂装置吊装在外层真空腔。其中，热屏蔽层和液氦罐需要分别连接到制冷机的第一级(温度为50K)和第二级(温度为4.2K)上。
但是，在磁共振设备从工厂运输到使用端(用户)场所地的过程中，尤其是在长距离运输(例如几十天的船运)的过程中，有时需要采用空运，但是此种方式成本很高，或者在液氦罐中注满液氦，但是这些液氦会随着运输过程中的温度升高而转变为气态进而全部损失，而液氦作为昂贵的材料也会导致成本过高，或者也可以采用冷链运输，此种方式同样会面临着成本高的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种能够以简单的构造实现远距离运输的用于磁共振成像设备的低温恒温器构造及具备其的磁共振成像设备。
本发明的一实施例提供一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造，其包括：外壳，内部形成环状的腔室；制冷剂容器，设置于所述腔室内，且在所述制冷剂容器内以使超导线圈浸渍于液态制冷剂的方式收纳所述超导线圈；热屏蔽层，设置于所述外壳与所述制冷剂容器之间，用于屏蔽来自所述外壳的热辐射；所述外壳具有抽气孔，且所述抽气孔由密封盖可拆卸地闭塞，所述密封盖具有面向所述腔室一侧开口的吸附腔，并在所述吸附腔内容纳能够吸附来自外壳或所述制冷剂容器或所述热屏蔽层的溢出元素的吸附剂。
在上述低温恒温器构造中，优选所述吸附腔的所述开口由带有网孔的网片覆盖。
在上述低温恒温器构造中，优选所述网片由环状的压板固定覆盖在所述吸附腔的所述开口。
在上述低温恒温器构造中，优选所述溢出元素为氢，所述吸附剂为银沸石。
本发明的又一实施例提供一种磁共振成像设备，其包括上述的低温恒温器构造。
根据本发明的低温恒温器的构造，由于利用设置于密封盖中的吸附剂来吸附从外壳或制冷剂容器或热屏蔽层中析出的游离元素，从而能够保证低温恒温器在制冷机长时间(例如数十天)不工作的情况下仍然能够保持腔室的真空度保持在较好的状态，降低热量从外壳向制冷剂容器的热传递，因此，即便在经过远距离运输例如60天的海运的情况下，也能够将超导线圈保持在不超过规定的温度例如40度。此外，利用本发明的低温恒温器构造，由于有效地保持了腔室的真空度，降低了热量从外壳向制冷剂容器的热传递，因此在进行远距离运输的情况下不需要向制冷剂容器中注入昂贵的液氦，从而减少了液氦的损失，进一步降低了成本。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1是本发明涉及的磁共振成像设备的低温恒温器构造的说明图。
图2是本发明涉及的密封盖的示意说明图。
其中，附图标记如下：
1、低温恒温器；
10、外壳；
12、腔室；
14、抽气孔；
16、密封盖；
161、吸附腔；
162、银沸石；
163、压板；
164、螺钉；
20、制冷剂容器；
22、液态制冷剂；
24、超导线圈；
30、热屏蔽层；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分的实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块或单元。
图1示出了本发明涉及的磁共振成像设备的低温恒温器1构造的说明图。如图1所示，本发明的低温恒温器1包括：外壳10、制冷剂容器20和热屏蔽层30。在本实施例中，外壳10由不锈钢材料制成，在内部形成有环状的腔室12，并在腔室12内设置制冷剂容器20。制冷剂容器20也由不锈钢材料制成，并在制冷剂容器20内容纳液态制冷剂22，例如液氦，此外用于产生磁共振成像用的主磁场的超导线圈24浸渍于液态制冷剂22中。热屏蔽层30由铝制成，并设置于外壳10与制冷剂容器20之间，并连接在转塔40中的制冷机的第一级冷头，制冷剂容器20连接在制冷机的第二级冷头。在磁共振成像设备通电时，该热屏蔽层的温度被冷却至50K以用于屏蔽来自外壳10的热辐射，制冷剂容器20的温度被冷却至4.2K以使超导线圈24保持为超导状态。
此外，如图1所示，外壳10具有用于将腔室12内抽真空的抽气孔14，且该抽气孔14由密封盖16可拆卸地闭塞。在磁共振成像设备制造时需要利用抽气孔14将腔室12抽成真空状态，从而降低来自外壳10向制冷剂容器20的热传递。但是，腔室12被抽真空以后，当制冷机进行工作时，腔室12能够保持比较良好的真空状态，但是当制冷机停止工作时，腔室12的真空状态会逐渐被破坏，进行导致来外壳10的外部热量快速地向制冷剂容器20传递，从而使制冷剂容器20内的超导线圈24的温度上升。本发明的发明者经过研究发现，这是由于：当制冷机工作时，用于制造外壳10或制冷剂容器20的不锈钢中析出的氢以静态凝集在低温的制冷剂容器20的表面，此时腔室12可以保持良好的真空度。但是当制冷机不工作时例如当制冷剂容器20的温度达到20K时，这些析出的氢会变为游离态，从而导致腔室12的真空状态被破坏，从外壳10或热屏蔽层30向制冷剂容器20的热传递被恢复。因此，当长距离运输时，由于制冷机长时间不工作，腔室12的真空状态会逐渐被破坏，设备外的热量会经由外壳10和热屏蔽层30传递到制冷剂容器20，此时超导线圈24的温度会达到数十摄氏度，在此情况下，有可能会导致超导线圈24出现故障。鉴于此，本发明的发明者在密封盖16的面向腔室12一侧设置一吸附腔161，并在该吸附腔161中存储能够有效地吸附氢的吸附剂例如银沸石162，从而在长距离运输过程中利用该吸附剂能够有效地吸附游离的氢，保持腔室12的真空度，降低从外壳10向制冷剂容器20的热传递。
图2示出了本发明涉及的密封盖16的示意说明图。如图2所示，本发明的密封盖16包括盖体160和具有面向腔室一侧开口的吸附腔161。在该吸附腔161中收纳对氢元素具有很好的吸附效应的银沸石162作为吸附剂。吸附腔161的开口由带有网孔的网片162覆盖。进一步，该网片162由环状的压板163利用螺钉164固定覆盖在吸附腔161的开口。
在本发明中例示了外壳10和制冷剂容器20由不锈钢制成且不锈钢释放出氢的情况，此时利用银沸石作为吸附剂，但当外壳10或制冷剂容器20或热屏蔽层30由其他材料制成并释放出其他元素时，也可相应地选择与该其他元素对应的吸附效应佳的吸附剂。
根据本发明的低温恒温器1的构造，由于利用设置于密封盖中的吸附剂来吸附从外壳或制冷剂容器或热屏蔽层中析出的游离元素，从而能够保证低温恒温器1在制冷机长时间(例如数十天)不工作的情况下仍然能够保持腔室的真空度保持在较好的状态，降低热量从外壳向制冷剂容器的热传递，因此，即便在经过远距离运输例如60天的海运的情况下，也能够将超导线圈保持在不超过规定的温度例如40度。此外，利用本发明的低温恒温器构造，由于有效地保持了腔室的真空度，降低了热量从外壳向制冷剂容器的热传递，因此在进行远距离运输的情况下不需要向制冷剂容器中注入昂贵的液氦，从而减少了液氦的损失，进一步降低了成本。
在上述实施方式中例示了外壳和制冷剂容器由不锈钢材料制成并释放氢元素的情况，但当外壳或制冷剂容器或者热屏蔽层由其他材料制成并释放出不同于氢元素的其他元素时，也可在吸附腔中设置能够有效吸附该其他元素的相应的吸附剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于磁共振成像设备的低温恒温器构造，其特征在于，包括：
外壳，内部形成环状的腔室；
制冷剂容器，设置于所述腔室内，且在所述制冷剂容器内以使超导线圈浸渍于液态制冷剂的方式收纳所述超导线圈；
热屏蔽层，设置于所述外壳与所述制冷剂容器之间，用于屏蔽来自所述外壳的热辐射；
所述外壳具有抽气孔，且所述抽气孔由密封盖可拆卸地闭塞，
在所述外壳的面向所述腔室一侧设置吸附腔，并在所述吸附腔内容纳能够吸附从外壳或所述制冷剂容器或所述热屏蔽层的构成材料溢出的元素的吸附剂，
所述吸附腔设置在所述密封盖的面向腔室一侧。
2.根据权利要求1所述的低温恒温器构造，其特征在于，
所述吸附腔的开口由带有网孔的网片覆盖。
3.根据权利要求2所述的低温恒温器构造，其特征在于，
所述网片由环状的压板固定覆盖在所述吸附腔的所述开口。
4.根据权利要求1所述的低温恒温器构造，其特征在于，
所述外壳或所述制冷剂容器由不锈钢制成，且所述吸附剂为银沸石。
5.一种磁共振成像设备，其特征在于，
包括权利要求1～4中任一项所述的低温恒温器构造。
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