CN114783718A - 一种无液氦核磁共振仪及其冷却方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种无液氦核磁共振仪及其冷却方法，涉及核磁共振仪领域，包括室温真空筒、超导磁体、制冷机、真空接头、预冷管道、预冷连接头和预冷头；预冷连接头具有进入通道和排出通道；预冷头包括预冷阀体、预冷阀芯以及驱动件；预冷阀体具有第一接头和第二接头；预冷阀芯设有第一流道和第二流道；预冷阀芯具有第一工位和第二工位；当预冷阀芯处于第一工位时，预冷阀芯与预冷连接头脱离；当预冷阀芯处于第二工位时，预冷阀芯和预冷连接头对接，第一流道连通第一接头和进入通道，第二流道连通第二接头和排出通道。本申请具有提高了对超导磁体的冷却效率，缩短了超导磁体冷却至超导温度的耗时的效果。

Description

一种无液氦核磁共振仪及其冷却方法

技术领域

本申请涉及核磁共振仪领域，尤其是涉及一种无液氦核磁共振仪及其冷却方法。

背景技术

无液氦核磁共振仪是通过热传导的原理，采用制冷机将超导磁体降温至超导温度并进行保持，从而实现超导磁体处于超导状态。当无液氦核磁共振仪在安装或者无液氦核磁共振仪的制冷机在维护后，此时无液氦核磁共振仪的超导磁体会处于室温状态，则需要采用制冷机对无液氦核磁共振仪的超导磁体降温至超导温度。现有的制冷机的功率较小，若直接采用制冷机将超导磁体从室温降温至超导温度，往往需要近20天左右的时间，耗费的时间较长。

发明内容

为了提高对无液氦核磁共振仪的冷却效率，本申请提供一种无液氦核磁共振仪及其冷却方法。

第一方面，本申请提供一种无液氦核磁共振仪，采用如下的技术方案：

一种无液氦核磁共振仪，包括室温真空筒、布置在所述室温真空筒内的超导磁体、安装在所述室温真空筒上的制冷机、与所述室温真空筒连通的真空接头；

还包括布置在所述室温真空筒内且用于与所述超导磁体热传导的预冷管道、供所述预冷管道两端安装的预冷连接头、用于和所述预冷连接头对接的预冷头；

所述预冷连接头具有进入通道和排出通道；所述预冷管道的一端连接于进入通道，所述预冷管道的另一端连接于排出通道；

所述预冷头包括安装在所述室温真空筒上的预冷阀体、滑移安装在所述预冷阀体内且用于和所述预冷连接头对接的预冷阀芯以及驱动所述预冷阀芯滑移的驱动件；所述预冷阀体具有用于供所述预冷介质流入的第一接头和用于供预冷介质流出的第二接头；所述预冷阀芯设有用于连通所述第一接头和所述进入通道的第一流道和用于连通所述第二接头和所述排出通道的第二流道；所述预冷阀芯具有第一工位和第二工位；当所述预冷阀芯处于第一工位时，所述预冷阀芯与所述预冷连接头脱离；当所述预冷阀芯处于第二工位时，所述预冷阀芯和所述预冷连接头对接，所述第一流道连通所述第一接头和所述进入通道，所述第二流道连通所述第二接头和所述排出通道。

通过采用上述技术方案，上述无液氦核磁共振仪对超导磁体进行冷却时，除了制冷机对无液氦核磁共振仪正常冷却外，还能够将预冷阀芯从第一工位移动至第二工位，使得预冷阀芯和预冷连接头对接，之后将冷却介质通过第一接头通入，并通过第二接头排出，通过预冷介质与超导磁体的接触式热传导，使得超导磁体能够快速降温至预冷温度。预冷温度为接近于预冷介质的温度。

在预冷步骤结束后，将预冷阀芯从第二工位移动至第一工位，使得预冷阀芯和预冷连接头脱离，削弱预冷连接头和预冷阀芯之间的热传递，即削弱无液氦核磁共振仪的漏热。

上述无液氦核磁共振仪提高了对超导磁体的冷却效率，缩短了超导磁体冷却至超导温度的耗时。

可选的，所述预冷阀芯具有用于和所述预冷连接头对接的抵靠部；所述预冷连接头包括接头主体和用于供接头主体浮动安装的安装支脚；所述接头主体设有用于供所述抵靠部插入的抵靠槽，所述接头主体在所述抵靠槽的内壁处具有用于供所述抵靠部抵靠的导向锥面。

通过采用上述技术方案，预冷阀芯从第一工位移动至第二工位时，通过抵靠部与导向锥面的配合，驱使接头主体浮动偏移，降低了预冷阀芯和预冷连接头的对接难度，降低因组装误差造成预冷阀芯和预冷连接头对接失败的概率。

可选的，所述接头主体在外壁周向均布有至少三根浮动插柱；所述安装支脚的数量与所述浮动插柱一一对应，所述安装支脚开设有用于支撑所述浮动插柱的浮动插孔。

通过采用上述技术方案，公开了接头主体和安装支脚的浮动安装的具体结构，上述浮动安装的结构简单，在完成预冷阀芯和预冷连接头对接后，不易造成预冷阀芯和中间接头的偏移。

可选的，还包括与所述超导磁体的骨架连接的预冷板，所述预冷管道包括布置在所述预冷板上的冷却段、连接冷却段一端和预冷连接头的进入段和连接所述冷却段另一端和预冷连接头的排出段。

通过采用上述技术方案，预冷板用于和超导磁体的骨架接触，提高预冷管道内的预冷介质与超导磁体质检的热交换效率，有助于提高了对超导磁体的冷却效率，缩短了超导磁体冷却至超导温度的耗时。

可选的，所述预冷阀芯在远离所述预冷构件的一端开设有螺纹孔；所述驱动件旋转安装在所述预冷阀体上且具有与所述螺纹孔配合的螺纹杆；所述预冷阀体和所述预冷阀芯之间还设置有限制所述预冷阀芯转动的限位结构。

通过采用上述技术方案，转动驱动件，在螺纹杆和螺纹孔的配合下，驱动件驱使预冷阀芯在第一工位和第二工位切换。上述驱动件的结构简单，可靠性较高。

可选的，所述真空接头布置在所述预冷阀体上。

通过采用上述技术方案，由于无液氦核磁共振仪在冷却过程中，需要对无液氦核磁共振仪的内腔进行抽真空的操作，降低无液氦核磁共振仪漏热量。将真空接头安装在预冷阀体上，使得不需要对无液氦核磁共振仪的室温外筒上另外设置供真空接头安装的法兰座，有助于保持无液氦核磁共振仪的外壳的密封性。

第二方面，本申请提供一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，采用如下的技术方案：

一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，采用上述无液氦核磁共振仪，包括如下步骤：

抽真空：对无液氦核磁共振仪的内腔抽真空并保持；

预冷步骤：将预冷阀芯从第一工位移动至第二工位，通过第一接头输入冷却介质，并通过第二接头回收冷却介质；待超导磁体的温度下降至预冷温度，停止冷却介质的输入；将预冷阀芯从第二工位移动至第一工位；

冷却步骤：开启制冷机，将超导磁体冷却至超导温度。

通过采用上述技术方案，对无液氦核磁共振仪保持抽真空，能够减少无液氦核磁共振仪的漏热量，使得无液氦核磁共振仪中的超导磁体更加高效地被冷却。上述预冷步骤的操作，能够使得无液氦核磁共振仪中的超导磁体能够更快地降温至预冷温度。冷却步骤能够使得超导磁体能够冷却至超导温度，上述冷却方式使得无液氦核磁共振仪中的超导磁体的冷却效率较高，使得超导磁体能够在更短的时间内冷却至超导温度。

可选的，所述预冷介质为低温氦气。

通过采用上述技术方案，将低温氦气作为冷却介质，且低温氦气的温度保持在预冷温度。由于低温氦气是气体状态，且具有较好的流动性，对无液氦核磁共振仪中的超导磁体的冷却效率较为理想。

由于氦气的分子量较小，在预冷步骤完成后，抽真空设备能够较好地将残留在无液氦核磁共振仪中的氦气去除并回收，有助于保持无液氦核磁共振仪内腔的真空度，从而使得超导磁体保持在超导温度状态。

可选的，当所述预冷阀芯处于第二工位时，第一接头的内腔、第一流道、进入通道、预冷管道的内腔、排出通道、第二流道和第二接头的内腔构成预冷通道；所述预冷步骤还包括：在停止冷却介质的输入后，对预冷通道抽真空并回收冷却介质，再将预冷阀芯从第二工位移动至第一工位。

通过采用上述技术方案，在超导磁体达到预冷温度后，在将预冷阀芯从第二工位移动至第一工位前，先对预冷通道内的低温氦气抽真空，由于预冷通道中的内壁较为光滑，相较于核磁共振仪内腔的复杂结构而言，低温氦气更不容易吸附，从而有助于去除用于预冷的低温氦气，从而在预冷阀芯从第二工位移动至第一工位后，有助于保持无液氦核磁共振仪的内腔的真空度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.一种无液氦核磁共振仪，设置有预冷管道、预冷连接头和预冷头，能够通过向预冷头处通入预冷介质，有助于加速无液氦核磁共振仪的冷却效率，有助于缩短无液氦核磁共振仪维护后超导磁体的温度恢复至超导温度的耗费时间；

2.预冷连接头包括接头主体和供接头主体浮动安装的安装支脚，降低了预冷阀芯和预冷连接头的对接难度，降低因组装误差而导致预冷阀芯和预冷连接头对接失败的概率；

3.一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，采用上述无液氦核磁共振仪，提高了无液氦核磁共振仪的冷却效率，使得超导磁体能够在更短的时间内冷却至超导温度；

4.预冷介质为低温氦气，具有良好的流动性，从而对超导磁体的冷却的效果较为理想，且在越冷步骤后，低温氦气更加容易被抽真空设备去除并回收，有助于保持无液氦核磁共振仪内腔的真空度，有助于使得超导磁体保持在超导状态。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例1中当预冷阀芯处于第一工位时，预冷头和预冷连接头的配合示意图。

图3是实施例1中预冷组件和超导磁体的配合示意图。

图4是实施例1中预冷连接头的结构示意图。

图5是实施例1中当预冷阀芯处于第二工位时，预冷头和预冷连接头的配合示意图。

附图标记说明：1、装置主体；2、室温真空筒；21、室温外筒；211、制冷安装座；212、外筒法兰；22、室温内筒；23、第一室温环；24、第二室温环；3、超导磁体；31、骨架；32、支撑环；41、冷屏内筒；42、冷屏筒；43、第一冷屏环；44、第二冷屏环；51、第一隔热筒；52、第二隔热筒；6、制冷机；61、一级冷头；62、二级冷头；63、制冷平台；64、制冷支架；71、预冷板；72、预冷管道；721、冷却段；722、进入段；723、排出段；8、预冷连接头；81、接头主体；811、浮动插柱；812、抵靠槽；8121、导向锥面；813、进入通道；814、排出通道；815、进入接头；816、排出接头；82、安装支脚；821、安装螺柱；822、浮动座；8221、安装部；8222、浮动部；8223、浮动插孔；823、限位螺母；9、预冷头；91、预冷阀体；911、预冷法兰；912、法兰密封圈；913、预冷阀腔；9131、第一开口；914、第一接头；915、第二接头；916、真空接头；917、导向槽；92、预冷阀芯；921、滑移部；9211、第一密封圈；9212、第二密封圈；9213、第三密封圈；9214、第一密封区域；9215、第二密封区域；922、延长部；9221、导向凸块；923、抵靠部；9231、抵靠密封圈；924、第一流道；9241、第一入口；9242、第一出口；925、第二流道；9251、第二出口；9252、第二入口；926、螺纹孔；93、驱动件；931、螺纹杆；932、手轮。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种无液氦核磁共振仪。参照图1，无液氦核磁共振仪包括装置主体1、安装在装置主体1上的制冷机6和安装在装置主体1上的预冷组件。

参照图1，装置主体1包括室温真空筒2、超导磁体3、冷屏内筒41、第一隔热筒51、冷屏筒42和第二隔热筒52。室温真空筒2包括室温外筒21、室温内筒22、第一室温环23和第二室温环24，使得室温真空筒2具有一个中空的环形内腔。超导磁体3布置在该环形内腔中；冷屏内筒41布置在超导磁体3的内侧；第一隔热筒51、冷屏筒42和第二隔热筒52依次布置在超导磁体3的外侧。室温内筒22、冷屏内筒41、超导磁体3、第一隔热筒51、冷屏筒42和第二隔热筒52之间均布置有间隙。

参照图1，冷屏内筒41的两端分别固定有第一冷屏环43和第二冷屏环44。第一冷屏环43和第二冷屏环44的内侧均焊接固定在室温内筒22上。冷屏筒42的两端也分别固定在第一冷屏环43和第二冷屏环44上。第二隔热筒52的一端固定在第一室温环23上，且另一端固定在第一冷屏环43上。超导磁体3在其内壁两端均设置有环形凸棱，环形凸棱抵接在冷屏内筒41上，以使得超导磁体3能够固定在冷屏内筒41的外侧并与冷屏内筒41之间存在间隙。超导磁体3在远离第一冷屏环43的端部设置有支撑环32。第一隔热筒51的一端固定在第一冷屏环43上，且另一端固定在支撑环32上。

参照图1，室温外筒21上设有用于供制冷机6安装的制冷安装座211。制冷机6密封安装在制冷安装座211上。制冷机6的一级冷头61、二级冷头62均伸入到装置主体1的内腔中，其中，一级冷头61能够达到50K左右的制冷效果，一级冷头61与冷屏筒42连接；二级冷头62能够达到4.2K左右的制冷效果，二级冷头62与超导磁体3连接。

参照图1，为了使得超导磁体3能够更加均匀地被冷却，装置主体1在超导磁体3和第一隔热筒51之间还设有制冷平台63。制冷平台63具有分别连接在超导磁体3端部的制冷支架64。

参照图2，室温外筒21上还设置有用于供预冷组件安装的外筒法兰212。

参照图2和图3，预冷组件包括用于和超导磁体3的骨架31接触的预冷板71、用于输送预冷介质的预冷管道72、用于供预冷管道72的两端安装的预冷连接头8、用于和预冷连接头8对接且安装在外筒法兰212上的预冷头9。

参照图1和图3，预冷板71为长方形的铜板。预冷板71沿无液氦核磁共振仪的长度方向布置。预冷板71位于超导磁体3和第一隔热筒51之间。其中，超导磁体3的骨架31上开设有用于供预冷板71的侧边卡入的卡槽，不仅有助于预冷板71在无液氦核磁共振仪内的固定安装，也有助于使得超导磁体3和预冷板71之间具有更多的接触面积，以提高两者之间的热传导效率。

预冷管道72为铜制管道。预冷管道72包括布置在预冷板71上的冷却段721、连接在冷却段721一端和预冷连接头8之间的进入段722、连接在冷却段721另一端和预冷连接头8之间的排出段723。其中，进入段722和排出段723并列布置。冷却段721左右对称布置在预冷板71中远离超导磁体3的侧面上。其中，冷却段721部分弯折布置，以使得冷却段721和预冷板71具有较多的接触面积。

参照图4，预冷连接头8包括接头主体81和安装在冷屏筒42上且用于供接头主体81浮动安装的安装支脚82。

参照图2和图4，安装支脚82的数量为四个。四个安装支脚82周向均匀布置在接头主体81的外侧。安装支脚82包括螺纹安装在冷屏筒42上的安装螺柱821、浮动座822和螺纹安装在安装螺柱821上且用于限制浮动座822安装高度的限位螺母823。每个浮动座822对应两个限位螺母823，且两个限位螺母823分别布置在对应浮动座822的上下两侧。浮动座822包括套设在安装螺柱821上的安装部8221以及用于供接头主体81浮动安装的浮动部8222。浮动部8222在朝向接头主体81的一端开设有浮动插孔8223。浮动插孔8223为周向布置的弧形孔。

参照图2和图4，接头主体81的外壁设置有四根浮动插柱811。四根浮动插柱811与四个安装支脚82一一对应。浮动插柱811能够活动插接在活动插孔内，以使得接头主体81安装在四个安装支脚82上后能够进行水平浮动。

参照图2和图4，接头主体81在朝向预冷头9的端部开设有抵靠槽812。抵靠槽812为倒置的圆台槽孔。抵靠槽812的内壁形成有导向锥面8121。接头主体81在抵靠槽812的底面开设有相互独立布置的进入通道813和排出通道814。接头主体81还设置有用于供预冷管道72的进入段722安装且与进入通道813连通的进入接头815、用于供预冷管道72的排出段723安装且与排出通道814连通的排出接头816。

参照图5，预冷头9包括预冷阀体91、滑移安装在预冷阀体91内腔的预冷阀芯92以及驱动预冷阀芯92滑移的驱动件93。

参照图2和图5，预冷阀体91整体呈圆柱体。预冷阀体91的下端具有和室温外筒21的外筒法兰212适配的预冷法兰911。外筒法兰212和预冷法兰911通过螺栓连接固定。预冷法兰911在与预冷法兰911配合的端面开设有法兰环槽且在法兰环槽内布置有法兰密封圈912。

参照图1和图5，预冷阀体91具有下端开口且与室温真空筒2的内腔相连通的预冷阀腔913。阀腔为圆柱形空腔。预冷阀腔913在预冷阀体91的下端形成有第一开口9131。预冷阀体91还设置有与预冷阀腔913连通的第一接头914、第二接头915和真空接头916。其中，第一接头914用于供预冷介质接入到预冷组件中；第二接头915用于将预冷组件中的预冷介质排出；真空接头916用于供抽真空的设备安装，且始终与第一开口9131相连通，以使得在无液氦核磁共振仪的冷却过程中，抽真空设备始终都能够对室温真空筒2的内腔进行抽真空。

参照图5，预冷阀芯92包括滑移部921和延长部922。滑移部921整体呈圆柱状，且与预冷阀腔913滑移配合。滑移部921在其外壁沿靠近室温外筒21的方向依次开设有第一环槽、第二环槽和第三环槽。第一环槽中设置有与预冷阀腔913的内壁密封滑移配合的第一密封圈9211，第二环槽内设置有与预冷阀腔913的内壁密封滑移配合的第二密封圈9212，第三环槽内设置有与预冷阀腔913的内壁密封滑移配合的第三密封圈9213。

参照图5，滑移部921在第一环槽和第二环槽之间形成有第一密封区域9214。滑移部921在第二环槽和第三环槽之间形成有第二密封区域9215。其中，第一接头914在预冷阀体91的内壁上形成的开口与第一密封区域9214正对。第二接头915在预冷阀体91的内壁上形成的开口与第二密封区域9215正对。

参照图5，延长部922与滑移部921同轴布置，延长部922的外径小于滑移部921的外径。延长部922连接在滑移部921中靠近室温外筒21的一端。真空接头916在预冷阀体91内壁上的开口始终与延长部922正对。延长部922在远离滑移部921的一端具有用于和预冷连接头8对接的抵靠部923。抵靠部923呈倒置的圆台状，并与接头主体81的抵靠槽812相适配。抵靠部923在外侧壁开设有抵靠环槽且在抵靠环槽内布置有抵靠密封圈9231。

参照图4和图5，预冷阀芯92具有第一流道924和第二流道925。第一流道924在第二密封区域9215形成有第一入口9241，且在抵靠部923的底面形成有第一出口9242。第一出口9242与接头主体81的进入通道813正对。第二流道925在第一密封区域9214形成有第二出口9251，且在抵靠部923的底面形成有第二入口9252。第二入口9252与接头主体81的排出通道814正对。

其中，第一流道924和第二流道925不位于预冷阀芯92的同一纵截面上，两者相错布置，以方便第一流道924和第二流道925的加工。

预冷阀芯92在预冷阀腔913内滑移且具有第一工位和第二工位。

参照图2，当预冷阀芯92处于第一工位时，预冷阀芯92的抵靠部923与接头主体81脱离，使得预冷阀芯92和接头主体81之间的热传导较弱。其中，第一接头914和第二接头915在外置管路中均设置有控制两者是否导通的截止阀。预冷阀芯92处于第一工位时，第一接头914和第二接头915对应的截止阀均处于关闭状态，使得外界的空气不会通过第一接头914和第二接头915进入到无液氦核磁共振仪系统内。

参照图5，当预冷阀芯92处于第二工位时，预冷高发新的抵靠部923插入接头主体81的抵靠槽812内，抵靠密封圈9231与导向锥面8121密封抵接，抵靠部923的底面与抵靠槽812的底面贴合，第一入口9241与第一接头914正对，第一出口9242与进入通道813连通，第二入口9252与排出通道814连通，第二出口9251与第二接头915正对，使得第一接头914的内腔、第一流道924、进入通道813、预冷管道72的内腔、排出通道814、第二流道925和第二接头915的内腔依次连通，并构成预冷通道，使得预冷介质能够通过第一接头914通入至无液氦核磁共振仪内并吸收超导磁体3的热量，并通过第二接头915排出。

参照图2和图5，当预冷阀芯92从第一工位移动至第二工位时，预冷阀芯92的抵靠部923能够抵接在接头主体81的导向锥面8121上，使得接头主体81能够在四个安装支脚82之间浮动，从而方便抵靠部923和接头主体81完成对接。

参照图2，预冷阀芯92在远离室温外筒21的一端开设有螺纹孔926。驱动件93旋转安装在预冷阀体91的顶端，且具有与螺纹孔926匹配的螺纹杆931。驱动件93在远离预冷阀芯92的一端还设置有手轮932。

其中，预冷阀体91和预冷阀芯92之间还设置有限制预冷阀芯92相对转动的限位结构。限位结构包括布置在延长部922外壁上的导向凸块9221和开设在预冷阀芯92内壁上且用于供导向凸块9221滑移的导向槽917。导向槽917沿预冷阀体91的长度方向布置。在本实施例中，延长部922的外壁上设置有两个导向凸块9221。预冷阀体91的内壁开设有两个导向槽917。

实施例1的实施原理为：上述无液氦核磁共振仪在进行冷却时，将外置的冷却介质循环系统接入到预冷头9的第一接头914和第二接头915处，开启制冷机6，并通过真空接头916对无液氦核磁共振仪的内腔抽真空，然后将预冷阀芯92从第一工位移动至第二工位上，启动外置的冷却循环系统，将冷却介质通过第一接头914通入到无液氦核磁共振仪内，并通过第二接头915排出，使得超导磁体3能够快速地冷却至预冷温度，之后将预冷阀芯92复位后，再通过制冷机6继续对超导磁体3进一步冷却，上述冷却方式提高了无液氦核磁共振仪的冷却效率，缩短了超导磁体3从室温冷却至超导温度的整体冷却时间。

实施例2

本实施例和实施例1的无液氦核磁共振仪除了真空接头916设置的位置不同外，其余结构均与实施例1相同。实施例2中的真空接头916设置在室温外筒21上。

实施例3

结合图1至图5，一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，采用实施例1或实施例2中的无液氦核磁共振仪，包括如下步骤：

抽真空：A1、将真空泵与真空接头916对接，启动真空泵对无液氦核磁共振仪的内腔抽真空，并保持真空泵开启，使得无液氦核磁共振仪的内腔处于真空状态。

预冷步骤：B1、将预冷阀芯92从第一工位移动至第二工位，通过第一接头914向预冷该系统中输入冷却介质，并通过第二接头915回收冷却介质；在本实施例中，冷却介质为低温氦气。其中，低温氦气为温度保持在50K～100K的氦气。

B2、当超导磁体3的温度下降至预冷温度后，停止冷却介质的输入，即关闭第一接头914和第二接头915处的截止阀；在本实施例中，预冷温度为77K。

B3、将预冷阀芯92从第二工位移动至第一工位，使得预冷阀芯92和接头主体81发生脱离。

冷却步骤：C1、开启制冷机6，将超导磁体3冷却至超导温度。超导温度为5K。

其中，预冷步骤和冷却步骤两者可以同步进行；也可以先开启预冷步骤，待超导磁体3处于预冷高温度后，再开启冷却步骤。

实施例4

结合图1至图5，一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，采用实施例1或实施例2中的无液氦核磁共振仪，包括如下步骤：

抽真空：A1、将真空泵与真空接头916对接，启动真空泵对无液氦核磁共振仪的内腔抽真空，并保持真空泵开启，使得无液氦核磁共振仪的内腔处于真空状态。

预冷步骤：B1、将预冷阀芯92从第一工位移动至第二工位，通过第一接头914向预冷该系统中输入冷却介质，并通过第二接头915回收冷却介质；在本实施例中，冷却介质为低温氦气。其中，低温氦气为温度保持在50K～100K的氦气。

B2、当超导磁体3的温度下降至预冷温度后，停止冷却介质的输入，即关闭第一接头914和第二接头915处的截止阀；在本实施例中，预冷温度为77K。

B3、对预冷通道进行抽真空，由于预冷通道中的内壁较为光滑，相较于核磁共振仪内腔的复杂结构而言，低温氦气更不容易吸附，有助于去除用于预冷的低温氦气并回收；

B4、将预冷阀芯92从第二工位移动至第一工位，使得预冷阀芯92和接头主体81发生脱离。

冷却步骤：C1、开启制冷机6，将超导磁体3冷却至超导温度。超导温度为5K。

其中，预冷步骤和冷却步骤两者可以同步进行；也可以先开启预冷步骤，待超导磁体3处于预冷高温度后，再开启冷却步骤。

实施例5

本实施例的无液氦核磁共振仪的冷却方法与实施例4相比，不同之处在于，采用的预冷介质不同。

在本实施例中，采用的预冷介质为液氮。其中，液氮的温度为80K～100K。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无液氦核磁共振仪，包括室温真空筒(2)、布置在所述室温真空筒(2)内的超导磁体(3)、安装在所述室温真空筒(2)上的制冷机(6)、与所述室温真空筒(2)连通的真空接头(916)；其特征在于，

还包括布置在所述室温真空筒(2)内且用于与所述超导磁体(3)热传导的预冷管道(72)、供所述预冷管道(72)两端安装的预冷连接头(8)、用于和所述预冷连接头(8)对接的预冷头(9)；

所述预冷连接头(8)具有进入通道(813)和排出通道(814)；所述预冷管道(72)的一端连接于所述进入通道(813)，所述预冷管道(72)的另一端连接于所述排出通道(814)；

所述预冷头(9)包括安装在所述室温真空筒(2)上的预冷阀体(91)、滑移安装在所述预冷阀体(91)内且用于和所述预冷连接头(8)对接的预冷阀芯(92)以及驱动所述预冷阀芯(92)滑移的驱动件(93)；

所述预冷阀体(91)具有用于供所述预冷介质流入的第一接头(914)和用于供预冷介质流出的第二接头(915)；所述预冷阀芯(92)设有用于连通所述第一接头(914)和所述进入通道(813)的第一流道(924)和用于连通所述第二接头(915)和所述排出通道(814)的第二流道(925)；所述预冷阀芯(92)具有第一工位和第二工位；当所述预冷阀芯(92)处于第一工位时，所述预冷阀芯(92)与所述预冷连接头(8)脱离；当所述预冷阀芯(92)处于第二工位时，所述预冷阀芯(92)和所述预冷连接头(8)对接，所述第一流道(924)连通所述第一接头(914)和所述进入通道(813)，所述第二流道(925)连通所述第二接头(915)和所述排出通道(814)。

2.根据权利要求1所述的一种无液氦核磁共振仪，其特征在于，所述预冷阀芯(92)具有用于和所述预冷连接头(8)对接的抵靠部(923)；所述预冷连接头(8)包括接头主体(81)和用于供接头主体(81)浮动安装的安装支脚(82)；所述接头主体(81)设有用于供所述抵靠部(923)插入的抵靠槽(812)，所述接头主体(81)在所述抵靠槽(812)的内壁处具有用于供所述抵靠部(923)抵靠的导向锥面(8121)。

3.根据权利要求2所述的一种无液氦核磁共振仪，其特征在于，所述接头主体(81)在外壁周向均布有至少三根浮动插柱(811)；所述安装支脚(82)的数量与所述浮动插柱(811)一一对应，所述安装支脚(82)开设有用于支撑所述浮动插柱(811)的浮动插孔(8223)。

4.根据权利要求1所述的一种无液氦核磁共振仪，其特征在于，还包括与所述超导磁体(3)的骨架(31)连接的预冷板(71)，所述预冷管道(72)包括布置在所述预冷板(71)上的冷却段(721)、连接所述冷却段(721)一端和预冷连接头(8)的进入段(722)和连接所述冷却段(721)另一端和预冷连接头(8)的排出段(723)。

5.根据权利要求1所述的一种无液氦核磁共振仪，其特征在于，所述预冷阀芯(92)在远离所述预冷构件的一端开设有螺纹孔(926)；所述驱动件(93)旋转安装在所述预冷阀体(91)上且具有与所述螺纹孔(926)配合的螺纹杆(931)；所述预冷阀体(91)和所述预冷阀芯(92)之间还设置有限制所述预冷阀芯(92)转动的限位结构。

6.根据权利要求1所述的一种无液氦核磁共振仪，其特征在于，所述真空接头(916)布置在所述预冷阀体(91)上。

7.一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的无液氦核磁共振仪，包括如下步骤：

抽真空：对无液氦核磁共振仪的内腔抽真空并保持；

预冷步骤：将预冷阀芯(92)从第一工位移动至第二工位，通过第一接头(914)输入冷却介质，并通过第二接头(915)回收冷却介质；待超导磁体(3)的温度下降至预冷温度，停止冷却介质的输入；将预冷阀芯(92)从第二工位移动至第一工位；

冷却步骤：开启制冷机(6)，将超导磁体(3)冷却至超导温度。

8.根据权利要求7所述的一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，其特征在于，所述预冷介质为低温氦气。

9.根据权利要求7所述的一种无液氦核磁共振仪的冷却方法，其特征在于，当所述预冷阀芯(92)处于第二工位时，第一接头(914)的内腔、第一流道(924)、进入通道(813)、预冷管道(72)的内腔、排出通道(814)、第二流道(925)和第二接头(915)的内腔构成预冷通道；所述预冷步骤还包括：在停止冷却介质的输入后，对预冷通道抽真空并回收冷却介质，再将预冷阀芯(92)从第二工位移动至第一工位。

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