CN212724875U - 冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备 - Google Patents
冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212724875U CN212724875U CN202021389087.3U CN202021389087U CN212724875U CN 212724875 U CN212724875 U CN 212724875U CN 202021389087 U CN202021389087 U CN 202021389087U CN 212724875 U CN212724875 U CN 212724875U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cold
- pipe
- conducting
- conduction
- superconducting magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备。该冷量传导结构应用于低温保持器中,所述冷量传导结构包括传导管道,所述传导管道具有容纳腔室,所述容纳腔室用于承载第一制冷介质;所述传导管道的一端可与所述低温保持器的制冷机的冷头抵接,所述传导管道的另一端伸入内容器,用于冷却超导磁体。当制冷机通过冷头将冷量传递给传导管道时,传导管道中的第一制冷介质液化并流动至传导管道的底部,第一制冷介质通过传导管道的端部对低温保持器的超导磁体冷却。这样,更换制冷机的冷头时,可以直接将制冷机的冷头从传导管道中移出,避免出现氦气泄露等情况,保证低温保持器的使用性能,避免因泄露导致的成本增加,方便操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及低温设备技术领域,特别是涉及一种冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备。
背景技术
通常,超导磁体中需要使用超导线圈来产生磁场,超导线圈需要在极低温下才能维持超导状态,一般通过将超导磁体浸泡在液氦(4.2K)中来维持超导线圈的低温状态。虽然超导磁体的低温恒温器隔热性能良好,但仍然有热量会进入超导磁体内部,造成液氦挥发甚至超导磁体升温。一般超导磁体中会使用低温制冷机,将进入超导磁体内部的热量导出,维持内部的低温环境。
目前,低温制冷机一般通过其低温部分与氦气接触,并使氦气液化回流的方式来传导冷量,但是,此种方式在更换冷头时会导致氦气泄露,增加冷却成本,且不利于更换冷头。
实用新型内容
基于此,有必要针对目前通过冷头直接冷却超导磁体导致的不便于更换冷头的问题,提供一种冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备。
上述目的通过下述技术方案实现:
一种冷量传导结构,应用于低温保持器中,所述冷量传导结构包括传导管道,所述传导管道具有容纳腔室,所述容纳腔室用于承载第一制冷介质;
所述传导管道的一端可与所述低温保持器的制冷机的冷头抵接,所述传导管道的另一端伸入内容器,用于冷却超导磁体。
在其中一个实施例中,所述传导管道包括相连接的第一管路与第二管路,所述第二管路相对于所述第一管路倾斜设置,所述第一管路远离所述第二管路的端部用于与所述冷头抵接,所述第二管路远离所述第一管路的端部用于冷却所述超导磁体。
在其中一个实施例中,所述传导管道还包括端帽,所述端帽设置于所述第一管路的端部,所述端帽与所述第一管路连接的端部的直径小于所述端帽远离所述第一管路的端部的直径。
在其中一个实施例中,所述冷量传导结构还包括连接块,所述连接块设置于所述第二管路的端部,所述连接块用于冷却所述超导磁体。
在其中一个实施例中,所述冷量传导结构还包括安装座,所述安装座具有安装所述传导管道的固定孔以及连接所述冷头的安装孔,所述安装座安装于所述传导管道的端部。
在其中一个实施例中,所述安装座与所述冷头接触表面的面积为所述传导管道截面积的1.5倍~5倍。
在其中一个实施例中,所述冷量传导结构还包括补气管道,所述补气管道的一端连接至所述传导管道,所述补气管道的另一端连接用于连接至外界冷源。
在其中一个实施例中,所述冷量传导结构还包括设置于所述补气管道的补气阀,所述补气阀控制所述补气管道的通断。
一种低温保持器,包括内容器、套设于所述内容器的外容器、制冷机以及如上述任一技术特征所述的冷量传导结构;
所述冷量传导结构的一端与所述制冷机的冷头抵接,所述冷量传导结构的另一端伸入所述内容器,用于冷却超导磁体。
一种磁共振设备,包括超导磁体以及如上述技术特征所述的低温保持器;
所述超导磁体安装于所述低温保持器的内容器中,通过所述低温保持器的冷量传导结构冷却所述超导磁体。
在其中一个实施例中,所述冷量传导结构的传导管道与所述超导磁体抵接;
或者,所述冷量传导结构的传导管道伸入所述内容器中,并与所述内容器中的第二制冷介质抵接。
一种冷量传导结构,应用于低温保持器中,所述冷量传导结构包括传导管道及补气管道,所述传导管道具有容纳腔室,所述补气管道与所述容纳腔室连通;
所述传导管道的一端可与所述低温保持器的制冷机的冷头热传导连接,所述传导管道的另一端可伸入内容器;
所述补气管道的一端连接至所述传导管道,所述补气管道的另一端延伸出低温保持器的外面。
在其中一个实施例中,所述补气管道的直径小于或等于所述传导管道的直径。
在其中一个实施例中,所述补气管道与所述传导管道的连接处邻近所述传导管道的上端。
一种磁共振设备,包括超导磁体以及上述实施例中的所述的冷量传导机构;
所述超导磁体安装于所述低温保持器的内容器中,通过所述低温保持器的冷量传导结构冷却所述超导磁体。
采用上述技术方案后,本实用新型至少具有如下技术效果:
本实用新型的冷量传导结构及低温保持器,传导管道的一端伸入低温保持器的内容器中,传导管道的另一端与制冷机的冷头抵接,传导管道的容纳腔室中具有第一制冷介质。当制冷机通过冷头将冷量传递给传导管道时,传导管道中的第一制冷介质液化并流动至传导管道的底部,第一制冷介质通过传导管道的端部对低温保持器的超导磁体冷却。这样,更换制冷机的冷头时,可以直接将制冷机的冷头从传导管道中移出,有效的解决目前通过冷头直接冷却超导磁体导致的不便于更换冷头的问题,避免出现氦气泄露等情况,保证低温保持器的使用性能,避免因泄露导致的成本增加,方便操作。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的冷量传导结构的示意图;
图2为图1所示的冷量传导结构中传导管道的示意图;
图3为图2所示的传导管道与制冷机抵接的示意图;
图4为图1所示的冷量传导结构安装于低温保持器的示意图。
其中:100、冷量传导结构;110、传导管道;111、第一管路;112、第二管路;113、端帽;120、安装座;130、连接块;140、补气管道;200、制冷机;210、冷头;300、外容器;400、超导磁体。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
参见图1至图4,本实用新型提供一种冷量传导结构100。该冷量传导结构100应用于低温保持器中。冷量传导结构100可以实现制冷机200的冷量传递,将制冷机200的冷量传导至低温保持器的内容器中,以冷却低温保持器中超导磁体400,以使超导磁体400处于超导状态,保证超导磁体400可以正常工作。
低温保持器包括内容器(未标号)、套设于内容器的外容器300以及制冷机200。内容器用于承载磁共振设备的超导线圈,制冷机200部分位于外容器300的外侧,部分位于外容器300的内侧。冷量传导结构100位于外容器300内,且冷量传导结构100的一端(上端)与制冷机200的冷头210抵接,冷量传导结构100的另一端(下端)可伸入内容器中,以冷却内容器中的超导磁体400。
可以理解的,由于冷量传导结构100连接制冷机200的冷头210,通过冷量传导结构100即可将冷量传递至内容器中,实现超导磁体400的冷却。当需要更换制冷机200的冷头210时,可以直接将制冷机200的冷头210从低温保持器上拆卸,不会造成内容器中液氦的泄露,便于制冷机200的冷头210的更换,避免出现氦气泄露等情况,保证低温保持器的使用性能,避免因泄露导致的成本增加,方便操作。
在一实施例中,冷量传导结构100包括传导管道110,传导管道110具有容纳腔室(未标号),容纳腔室用于承载第一制冷介质。传导管道110的一端可与低温保持器的制冷机200的冷头210抵接,传导管道110的另一端伸入内容器,用于冷却超导磁体400。
传导管道110为中空结构,其具有容纳腔室。传导管道110通过容纳腔室承载第一制冷介质。示例的,第一制冷介质可以为液氦或者液氮等低温介质。并且,传导管道110的两端(上、下端)密封设置,避免传导管道110中的第一制冷介质泄露。第一制冷介质吸收热量可从液态变为气态,第一制冷介质吸收冷量可从气态变为液态。当第一制冷介质从气态冷却为液态,液态第一制冷介质可将超导磁体400保持在低温超导状态。
如图1所示,传导管道110的顶部的端部与外容器300中的制冷机200的冷头210抵接,传导管道110的底部端部伸入内容器中,以冷却超导磁体400。传导管道110中的第一制冷介质为气态与液态共存的状态。并且,为气态的第一制冷介质会向传导管道110的上方聚集,为液态的第一制冷介质会向传导管道110的下方聚集。
由于传导管道110顶部的端部与制冷机200的冷头210抵接,制冷机200产生的冷量通过冷头210传递至传导管道110,以冷却传导管道110中的第一制冷介质,此时,传导管道110上升的气态的第一制冷介质吸收冷量变为液态。当第一制冷介质变为液态后,液态的第一制冷介质沿传导管道110的内壁向传导管道110下方流动,汇聚于传导管道110的底部。
传导管道110底部的端部伸入内容器中,可以冷却超导磁体400。当内容器中的温度较高时,该温度会传导至传导管道110的底部。此时,传导管道110下方的液态的第一制冷介质会吸收热量变为气态。当第一制冷介质变为气态后,气态的第一制冷介质沿传导管道110的内壁向传导管道110上方流动,汇聚于传导管道110的顶部。而且,第一制冷介质吸收热量的同时会释放冷量,该冷量即可对内容器中的超导磁体400冷却,以降低超导磁体400的温度,使超导磁体400保持超导状态。
上述实施例的冷量传导结构100通过具有第一制冷介质的传导管道110实现超导磁体400的冷却,当制冷机200通过冷头210将冷量传递给传导管道110时,传导管道110中的第一制冷介质液化并流动至传导管道110的底部,第一制冷介质通过传导管道110的端部对低温保持器的超导磁体400冷却。这样,更换制冷机200的冷头210时,可以直接将制冷机200的冷头210从传导管道110中移出,有效的解决目前通过冷头直接冷却超导磁体导致的不便于更换冷头的问题,避免出现氦气泄露等情况,保证低温保持器的使用性能,避免因泄露导致的成本增加,方便操作。
在一实施例中,传导管道110包括相连接的第一管路111与第二管路112,第二管路112相对于第一管路111倾斜设置,第一管路111远离第二管路112的端部用于与冷头210抵接,第二管路112远离第一管路111的端部用于冷却超导磁体400。第一管路111的一端与第二管路112的一端连接,第一管路111的另一端可与制冷机200的冷头210抵接,第二管路112的另一端可伸入内容器中。
第一管路111的中空部分与第二管路112的中空部分对合形成容纳腔室。安装时,第一管路111位于第二管路112的上方并与冷头210抵接,第二管路112位于第一管路111的下方并伸入内容器。可选地,第一管路111沿竖直方向布置,第二管路112相对于设置方向倾斜设置。这样可以使得第二管路112可以伸入内容器中,以对内容器中的超导磁体400进行冷却。
可以理解的,第一管路111与第二管路112的截面形状原则上不受限制,只要具有中空的容纳腔室,以承载第一制冷介质即可。可选地,第一管路111与第二管路112可以为圆形管;当然,第一管路111与第二管路112也可以为方形管、椭圆形管或者其他形状的管件。
在一实施例中,传导管道110还包括端帽113,端帽113设置于第一管路111的端部,端帽113与第一管路111连接的端部的直径小于端帽113远离第一管路111的端部的直径。端帽113用于实现第一管路111远离第二管路112一端的密封,避免传导管道110中的第一制冷介质泄露,避免因第一制冷介质泄露而影响超导磁体400的冷却。同时,端帽113还可增加传导管道110端部的面积,进而增加传导管道110与制冷机200的冷头210的接触面积。这样,可以提高冷量的传递,实现第一制冷介质的快速冷却。
可选地,端帽113与第一管路111连接处的直径尺寸与第一管路111的连接尺寸相一致,以便于端帽113与第一管路111可靠连接。可选地,端帽113的直径尺寸从与第一管路111连接处到远离第一管路111的端部之间增加。当然,端帽113也可为变截面结构等等。
当然,在本实用新型的其他实施方式中,第一管路111远离第二管路112可以呈自封闭形式设置,也就是说,第一管路111远离第二管路112的端部密封设置;第二管路112远离第一管路111可以呈自封闭形式设置,也就是说,第二管路112远离第一管路111的端部密封设置。
可选地,端帽113、第一管路111、第二管路112为一体结构。这样可以减少零件数量,进而减少装配工序,便于使用。当然,在本实用新型的其他实施方式中,端帽113、第一管路111与第二管路112也可分体设置,通过焊接方式如钎焊等固定连接。可选地,可以在第一管路111上开设注入孔,通过注入孔向传导管道110注入第一制冷介质。
可选地,端帽113的外周、第一管路111以及第二管路112的外周由导热率较低的材料制成。也就是说,端帽113的外周、第一管路111以及第二管路112的外周为热的不良导体。这样,可以减少第一制冷介质冷量的溢出,进而减少冷量流失,使得冷量可以传递至内容器中,以冷却超导磁体400。进一步地,端帽113的外周、第一管路111以及第二管路112的外周由不锈钢制成。
可选地,端帽113与制冷机200的冷头210接触的表面由导热率较高的材料制成。也就是说,端帽113的顶部为热的良导体。这样可以便于冷量通过端帽113的顶部传递至传导管道110中的第一制冷介质中,提高冷量的传递速率,易于第一制冷介质冷却。可选地,当通过第二管路112的端部传递冷量时,第二管路112的端部也由导热率较高的材料制成,这样便于冷量传递至内容器中,以对内容器中的超导磁体400进行冷却。
在一实施例中,冷量传导结构100还包括连接块130,连接块130设置于第二管路112的端部(下端),连接块130用于冷却超导磁体400。也就是说,第二管路112远离第一管路111的端部呈开口状设置,连接块130安装于第二管路112的端部,以密封第二管路112的端部,避免传导管道110中的第一制冷介质泄露。
可选地,连接块130与第二管路112通过钎焊等方式连接。可选地,连接块130由导热率较高的材料制成。也就是说,连接块130为热的良导体。这样,第一制冷介质的冷量可以通过连接块130传递至内容器中,以冷却超导磁体400,提高冷量的传递速率,易于超导磁体400冷却。进一步地,连接块130由铜制成。再进一步地,连接块130由无氧铜制成。
可选地,连接块130具有凹陷设置的连接孔,连接孔为盲孔。该连接孔用于安装第二管路112。可选地,连接孔的外径尺寸与第二管路112的外径尺寸相同,以保证连接块130可靠与第二管路112连接,减小连接处的缝隙,避免第一制冷介质泄露。
在一实施例中,冷量传导结构100还包括安装座120,安装座120具有安装传导管道110的固定孔以及连接冷头210的安装孔,安装座120安装于传导管道110的端部。安装座120可以实现传导管道110与制冷机200的冷头210可靠连接,避免传导管道110的端部脱离冷头210,保证冷却效果。
如图1所示,安装座120下表面开设固定孔,安装座120的上表面与冷头210抵接。传导管道110的端帽113安装于安装座120的固定孔中。安装孔贯通安装座120设置,便于螺纹件等连接件与冷头210的连接,安装座120与冷头210的装配。
在一实施例中,安装座120与冷头210接触表面的面积为传导管道110截面积的1.5倍~5倍。也就是说,安装座120可以增加传导管道110与冷头210接触的面积,便于冷头210的冷量传递,提高冷量传递效率,实现第一制冷介质的快速冷却。
可选地,安装座120与传导管道110通过焊接如钎焊等方式固定,保证传导管道110与安装座120连接可靠。可选地,安装座120由导热率较高的材料制成。也就是说,安装座120为热的良导体。这样可以便于冷量通过安装座120传递至传导管道110中的第一制冷介质中,提高冷量的传递速率,易于第一制冷介质冷却。进一步地,安装座120由铜制成。再进一步地,安装座120由无氧铜制成。
在一实施例中,冷量传导结构100还包括补气管道140,补气管道140的一端连接至传导管道110,补气管道140的另一端连接用于连接至外界冷源。补气管道140可以实现传导管道110中第一制冷介质的补充,可以实现第一制冷介质的及时添加,保证第一制冷介质的冷却效果。补气管道140的一端与第一管路111连接,补气管道140的另一端穿过外容器300伸出,并与外界冷源连接。这样,外界冷源中的第一制冷介质可以通过补气管道140补充到传导管道110中。
可选地,连接块130、安装座120以及补气管道140与传导管道110通过焊接方式固定。这样可以保证连接块130、安装座120、补气管道140以及传导管道110之间连接可靠。可选地,补气管道140由导热率较低的材料制成。也就是说,补气管道140为热的不良导体。这样,可以减少第一制冷介质冷量的溢出,进而减少冷量流失,使得冷量可以传递至内容器中,以冷却超导磁体400。进一步地,补气管道140由不锈钢制成。
在一实施例中,冷量传导结构100还包括设置于补气管道140的补气阀,补气阀控制补气管道140的通断。补气阀控制补气管道140为通路时,第一制冷介质可以通过补气管道140输送至传导管道110中;补气阀控制补气管道140为断路时,第一制冷介质无法通过补气管道140输送至传导管道110中。可选地,补气阀位于外容器300外侧的补气管道140上,便于操作。
本实用新型的冷量传导结构100的工作原理为:
通过补气管道140向传导管道110中输送第一制冷介质。制冷机200降温后,制冷机200的冷量通过冷头210传递至安装座120,进而安装座120将冷量传递至传导管道110的端帽113,以使端帽113将冷量传递至传导管道110中的第一制冷介质,这样,第一制冷介质在端帽113的内壁预冷后由气态变为液态。液态的制冷介质沿传导管道110的第一管路111与第二管路112流动至连接块130中,通过连接块130冷却内容器中的超导磁体400。
而且,连接块130中的液态的第一制冷介质吸热后,第一制冷介质由液态变为气态,并上升至传导管道110的端帽113中,再由制冷机200的冷头210冷却。如此往复,实现第一制冷介质对超导磁体400的冷却。
可以理解的,当内容器中填充第二制冷介质对超导磁体400进行冷却时,冷量传导结构100伸入内容器后,可以对第二制冷介质进行冷却,再通过第二制冷介质冷却超导磁体400。当内容器中直接放置超导磁体400而无液氦填充时,冷量传导结构100伸入内容器后,直接与超导磁体400抵接,实现超导磁体400的冷却。可选地,第二制冷介质为液氦或液氮等。并且,第一制冷介质可以第二制冷介质相同或相异。
本实用新型的冷量传导结构100可以精确、高效的实现冷量的传递,以保证超导磁体400的冷却效果。这样,更换制冷机200的冷头210时,可以直接将制冷机200的冷头210从传导管道110中移出,避免出现氦气泄露等情况,保证低温保持器的使用性能,避免因泄露导致的成本增加,方便操作。
参见图3,本实用新型还提供一种冷量传导结构100,应用于低温保持器中,冷量传导结构100包括传导管道110及补气管道140,传导管道110具有容纳腔室,补气管道140与容纳腔室连通。传导管道110的一端可与低温保持器的制冷机200的冷头210热传导连接,传导管道110的另一端可伸入内容器。补气管道140的一端连接至传导管道110,补气管道140的另一端延伸出低温保持器的外面。
传导管道110为中空结构,其具有容纳腔室。传导管道110通过容纳腔室承载第一制冷介质。传导管道110的顶部的端部与外容器300中的制冷机200的冷头210热传导连接,传导管道110的底部端部伸入内容器中,以冷却超导磁体400。值得说明的是,这里的热传导连接实现冷量传导的连接,该热传导连接可以是直接连接,也可以指上文中的抵接;还可以是辐射接触等方式,只要能够实现冷量传导即可。通过热传导连接建立传导管道110与冷头210之间的冷量传递通道,以使得冷头210对传导管道110中的第一制冷介质进行冷却。传导管道110中的第一制冷介质为气态与液态共存的状态。并且,为气态的第一制冷介质会向传导管道110的上方聚集,为液态的第一制冷介质会向传导管道110的下方聚集。
由于传导管道110顶部的端部与制冷机200的冷头210抵接,制冷机200产生的冷量通过冷头210传递至传导管道110,以冷却传导管道110中的第一制冷介质,此时,传导管道110上升的气态的第一制冷介质吸收冷量变为液态。当第一制冷介质变为液态后,液态的第一制冷介质沿传导管道110的内壁向传导管道110下方流动,汇聚于传导管道110的底部。
传导管道110底部的端部伸入内容器中,可以冷却超导磁体400。当内容器中的温度较高时,该温度会传导至传导管道110的底部。此时,传导管道110下方的液态的第一制冷介质会吸收热量变为气态。当第一制冷介质变为气态后,气态的第一制冷介质沿传导管道110的内壁向传导管道110上方流动,汇聚于传导管道110的顶部。而且,第一制冷介质吸收热量的同时会释放冷量,该冷量即可对内容器中的超导磁体400冷却,以降低超导磁体400的温度,使超导磁体400保持超导状态。
补气管道140可以实现传导管道110中第一制冷介质的补充,可以实现第一制冷介质的及时添加,保证第一制冷介质的冷却效果。补气管道140的一端与第一管路111连接,补气管道140的另一端穿过外容器300伸出,并与外界冷源连接。这样,外界冷源中的第一制冷介质可以通过补气管道140补充到传导管道110中。
本实用新型的冷量传导结构100通过传导管道110实现制冷机200的冷量传递,以对超导磁体400进行冷却。同时,通过补气管道140对传导管道110中的第一制冷介质进行补充,使得传导管道110可以持续对超导磁体400冷却。
在一实施例中,补气管道140的直径小于或等于传导管道110的直径。示例性地,如图1所示。补气管道140的直径小于传导管道110的直径。这样可以减少冷量泄露,同时降低成本。当然,在本实用新型的其他实施方式中,补气管道140的直径也可等于传导管道110的直径。
在一实施例中,补气管道140与传导管道110的连接处邻近传导管道110的上端。也就是说,补气管道140连接于传导管道110的上部分,靠近制冷机200的冷头210设置。这样,当传导管道110位于外容器300后,可以减小补气管道140的安装深度,便于补气管道140安装于外容器300中。同时,由于补气管道140补充的气态的第一制冷介质后,使得第一制冷介质可以在传导管道110中向上移动,减小移动路径,提高冷却效率。
参见图1和图4,本实用新型还提供一种低温保持器,包括内容器、套设于内容器的外容器300、制冷机200以及上述实施例中的冷量传导结构100。冷量传导结构100的一端与制冷机200的冷头210抵接,冷量传导结构100的另一端伸入内容器,用于冷却超导磁体400。
本实用新型的低温保持器采用上述实施例的冷量传导结构100后,可以精确、高效的实现冷量的传递,以保证超导磁体400的冷却效果。这样,更换制冷机200的冷头210时,可以直接将制冷机200的冷头210从传导管道110中移出,避免出现氦气泄露等情况,保证低温保持器的使用性能,避免因泄露导致的成本增加,方便操作。
可选地,低温保持器还包括屏蔽层。屏蔽层位于外容器300与内容器之间。屏蔽层为一种表面发射率很低的屏蔽罩,可以有效的反射外界向内容器的辐射传热,以降低低温保持器与外界的热交换,进而减少内容器中第二制冷介质的蒸发量,同时,屏蔽层还能提供50K的一级热截断(热隔绝),使得通过悬挂或电流引线向内容器的传导漏热也大大减少。
本实用新型还提供一种磁共振设备,包括超导磁体400以及上述实施例中的低温保持器。超导磁体400安装于低温保持器的内容器中,通过低温保持器的冷量传导结构100冷却超导磁体400。
磁共振设备采用具有冷量传导结构100的低温保持器后,可以精确、高效的实现冷量的传递,以保证超导磁体400的冷却效果。这样,更换制冷机200的冷头210时,可以直接将制冷机200的冷头210从传导管道110中移出,避免出现氦气泄露等情况,保证使用性能,避免因泄露导致的成本增加,方便操作。
在一实施例中,冷量传导结构100的传导管道110与超导磁体400抵接。也就是说,内容器中不填充第二制冷介质,直接放置超导磁体400。具体的,当内容器中直接放置超导磁体400而无液氦填充时,冷量传导结构100伸入内容器后,直接与超导磁体400抵接,实现超导磁体400的冷却。
当然,在本实用新型的其他实施方式中,冷量传导结构100的传导管道110伸入内容器中,并与内容器中的第二制冷介质抵接。当内容器中填充第二制冷介质对超导磁体400进行冷却时,冷量传导结构100伸入内容器后,可以对第二制冷介质进行冷却,再通过第二制冷介质冷却超导磁体400。尤其是内容器中第二制冷介质较少的情况,冷量传导管道110仍可以有效的冷却超导磁体400,以使超导磁体400处于超导状态。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书的记载范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种冷量传导结构,其特征在于,应用于低温保持器中,所述冷量传导结构包括传导管道,所述传导管道具有容纳腔室,所述容纳腔室用于承载第一制冷介质;
所述传导管道的一端可与所述低温保持器的制冷机的冷头抵接,所述传导管道的另一端伸入内容器,用于冷却超导磁体。
2.根据权利要求1所述的冷量传导结构,其特征在于,所述传导管道包括相连接的第一管路与第二管路,所述第二管路相对于所述第一管路倾斜设置,所述第一管路远离所述第二管路的端部用于与所述冷头抵接,所述第二管路远离所述第一管路的端部用于冷却所述超导磁体。
3.根据权利要求2所述的冷量传导结构,其特征在于,所述传导管道还包括端帽,所述端帽设置于所述第一管路的端部,所述端帽与所述第一管路连接的端部的直径小于所述端帽远离所述第一管路的端部的直径。
4.根据权利要求2所述的冷量传导结构,其特征在于,所述冷量传导结构还包括连接块,所述连接块设置于所述第二管路的端部,所述连接块用于冷却所述超导磁体。
5.根据权利要求1所述的冷量传导结构,其特征在于,所述冷量传导结构还包括安装座,所述安装座具有安装所述传导管道的固定孔以及连接所述冷头的安装孔,所述安装座安装于所述传导管道的端部。
6.根据权利要求5所述的冷量传导结构,其特征在于,所述安装座与所述冷头接触表面的面积为所述传导管道截面积的1.5倍~5倍。
7.根据权利要求1所述的冷量传导结构,其特征在于,所述冷量传导结构还包括补气管道,所述补气管道的一端连接至所述传导管道,所述补气管道的另一端用于连接至外界冷源。
8.根据权利要求7所述的冷量传导结构,其特征在于,所述冷量传导结构还包括设置于所述补气管道的补气阀,所述补气阀控制所述补气管道的通断。
9.一种低温保持器,其特征在于,包括内容器、套设于所述内容器的外容器、制冷机以及如权利要求1至8任一项所述的冷量传导结构;
所述冷量传导结构的一端与所述制冷机的冷头抵接,所述冷量传导结构的另一端伸入所述内容器,用于冷却超导磁体。
10.一种磁共振设备,其特征在于,包括超导磁体以及如权利要求9所述的低温保持器;
所述超导磁体安装于所述低温保持器的内容器中,通过所述低温保持器的冷量传导结构冷却所述超导磁体。
11.根据权利要求10所述的磁共振设备,其特征在于,所述冷量传导结构的传导管道与所述超导磁体抵接;
或者,所述冷量传导结构的传导管道伸入所述内容器中,并与所述内容器中的第二制冷介质抵接。
12.一种冷量传导结构,其特征在于,应用于低温保持器中,所述冷量传导结构包括传导管道及补气管道,所述传导管道具有容纳腔室,所述补气管道与所述容纳腔室连通;
所述传导管道的一端可与所述低温保持器的制冷机的冷头热传导连接,所述传导管道的另一端可伸入内容器;
所述补气管道的一端连接至所述传导管道,所述补气管道的另一端延伸出低温保持器的外面。
13.根据权利要求12所述的冷量传导结构,其特征在于,所述补气管道的直径小于或等于所述传导管道的直径。
14.根据权利要求12所述的冷量传导结构,其特征在于,所述补气管道与所述传导管道的连接处邻近所述传导管道的上端。
15.一种磁共振设备,其特征在于,包括超导磁体以及如权利要求12-14任一项所述的冷量传导机构;
所述超导磁体安装于所述低温保持器的内容器中,通过所述低温保持器的冷量传导结构冷却所述超导磁体。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202021389087.3U CN212724875U (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备 |
US17/305,819 US11929203B2 (en) | 2020-07-15 | 2021-07-15 | Superconducting magnet assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202021389087.3U CN212724875U (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN212724875U true CN212724875U (zh) | 2021-03-16 |
Family
ID=74906374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202021389087.3U Active CN212724875U (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN212724875U (zh) |
-
2020
- 2020-07-15 CN CN202021389087.3U patent/CN212724875U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5782095A (en) | Cryogen recondensing superconducting magnet | |
ES2842104T3 (es) | Dispositivo para refrigerar un consumidor con un líquido súper-refrigerado en un circuito de refrigeración | |
US20080115510A1 (en) | Cryostats including current leads for electronically powered equipment | |
KR101530916B1 (ko) | 냉동 시스템 및 이를 채용한 초전도 자석 장치 | |
US7266954B2 (en) | Method and device for installing refrigerator | |
JPH09283321A (ja) | 超伝導マグネット・アセンブリ | |
US20170051874A1 (en) | Method and device for precooling a cryostat | |
CN105987923A (zh) | 用于软x射线磁圆二色的低温样品操纵台 | |
US20080216486A1 (en) | Cooling Apparatus Comprising a Thermal Interface and Method For Recondensing a Cryogen Gas | |
CN106298152A (zh) | 超导磁体冷却系统 | |
CN102867610A (zh) | 一种二元可拔气冷电流引线装置 | |
CN112271051A (zh) | 一种超导磁体低温换热装置 | |
CN103307797A (zh) | U型脉管制冷机与红外器件的紧凑式耦合结构及制造方法 | |
JPS6294769A (ja) | 二段熱カツプリング | |
CN1961178B (zh) | 低温恒温器的制冷机接口 | |
CN212724875U (zh) | 冷量传导结构、低温保持器及磁共振设备 | |
CN213242118U (zh) | 干式超导磁体的低温冷却装置及冷却系统 | |
CN219143897U (zh) | 一种超导磁体冷却组件及超导磁体系统 | |
US20100298148A1 (en) | Superconducting magnet system with refrigerator for re-liquifying cryogenic fluid in a tubular conduit | |
CN114520086A (zh) | 干式超导磁体的低温冷却装置、冷却系统及其运行方法 | |
CN110749115B (zh) | 一种多功能低温涡旋盘管预冷换热器 | |
CN108562612B (zh) | 用于低温辐射性能测试的样品杆装置及测试设备 | |
JPH11248326A (ja) | 冷凍機 | |
WO2016070695A1 (en) | Displacer in magnetic resonance imaging system | |
CN102563993A (zh) | 常压封闭氦气吸附式低温热开关 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |