一种超导磁体制冷装置的制作方法

本实用新型涉及超导磁体技术领域，更具体地说，涉及一种超导磁体制冷装置。

背景技术：

超导磁共振设备必须使用液氦作为制冷介质，为超导线圈建立和保持环境温度(4.2K)，超导磁共振设备上有制冷系统，来维持4.2K的温度。制冷系统由冷头、压缩机、水冷机组3部分组成，冷头是制冷部件，为超导线圈提供4K/50K两级低温，它是一个膨胀机，经过压缩的高纯氦气在这里膨胀带走周围的热量，将冷量传递到磁共振的冷屏上，来隔绝结构导热。压缩机主要为冷头提供高压氦气，由冷头返回的低压氦气，经过压缩提升压力，与水冷机组提供的冷却水换热、滤油这几个过程，将高压氦输送到冷头，建立氦气循环过程：通过冷头和压缩机不停的工作，就可以源源不断地为超导磁共振设备提供冷量。

现有技术中冷头上的铜编与颈管通过螺栓进行连接，这样设置铜编与颈管的接触面比较小，限制了冷量的传递，冷量不能很好的通过颈管传递至冷屏上，因而冷屏不能起到很好的绝热作用。

综上所述，如何提高铜编与颈管的冷量传递效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种超导磁体制冷装置，铜编与用于连接冷屏的第二冷头颈管焊接，增大了连接面积，提高了冷量传递效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超导磁体制冷装置，包括制冷部，所述制冷部的冷头通过第一冷头颈管与铜编连接，所述铜编与用于连接冷屏的第二冷头颈管焊接，以传递所述制冷部的冷量于所述冷屏上。

优选的，所述第二冷头颈管包括直管部以及与所述直管部的底端连接的波纹管部，所述铜编的一端焊接于所述波纹管部的波谷处。

优选的，所述第二冷头颈管为薄壁管。

优选的，所述铜编的数量为至少两条，且各个所述铜编沿所述波纹管部的周向均匀分布。

优选的，所述铜编为紫铜编织绳。

优选的，所述第一冷头颈管为工作温度为50K的第一圆颈管。

优选的，所述第二冷头颈管的顶端与所述冷屏连接。

优选的，所述冷头包括一级冷头以及二级冷头，所述一级冷头与所述第一冷头颈管连接，所述二级冷头用于为设置于所述二级冷头下方的液氦容器制冷。

本实用新型提供的超导磁体制冷装置，包括制冷部，制冷部的冷头通过第一冷头颈管与铜编连接，铜编与用于连接冷屏的第二冷头颈管焊接，以传递制冷部的冷量于冷屏上。其中，制冷部的冷头的冷量通过第一冷头颈管传递至铜编上，并且铜编与用于连接冷屏的第二冷头颈管焊接，铜编与第二冷头颈管两者的焊接处的接触面积相对螺栓连接更大，冷量的传递效率更高，并且采用焊接的方式使铜编与第二冷头颈管连接的更加牢固，不易松动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的超导磁体制冷装置的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的铜编的结构示意图。

图1-2中：

1为第一冷头颈管、2为第二冷头颈管、21为直管部、22为波纹管部、3为铜编、4为制冷部、5为冷屏、6为液氦容器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种超导磁体制冷装置，铜编与用于连接冷屏的第二冷头颈管焊接，增大了连接面积，提高了冷量传递效率。

请参考图1～2，图1为本实用新型所提供的超导磁体制冷装置的结构示意图；图2为本实用新型所提供的铜编的结构示意图。

本实用新型所提供的超导磁体制冷装置，包括制冷部4，制冷部4的冷头通过第一冷头颈管1与铜编3连接，铜编3与用于连接冷屏5的第二冷头颈管2焊接，以传递制冷部4的冷量于冷屏5上。

其中，铜编3是指由导热性较好的铜制成的细长管体，一般为实心，传热效果好，并且铜编3的质地较软，用户可以根据实际需要设置铜编3的具体形状，制冷部4一般采用膨胀机，经过压缩的高纯氦气在制冷部4膨胀而带走周围的热量，以实现制冷，当然，也可以采用其他制冷装置。

可以理解的是，铜编3的一端与第一冷头颈管1连接，另一端焊接于第二冷头颈管2上，具体焊接位置可以根据实际情况进行选择，制冷部4的冷头的冷量通过第一冷头颈管1传递至铜编3上，并且铜编3与用于连接冷屏5的第二冷头颈管2焊接，铜编3与第二冷头颈管2两者的焊接处的接触面积相对螺栓连接更大，冷量的传递效率更高，并且采用焊接的方式使铜编3与第二冷头颈管2连接的更加牢固，不易松动。

在上述具体实施方式的基础上，第二冷头颈管2包括直管部21以及与直管部21的底端连接的波纹管部22，铜编3的一端焊接于波纹管部22的波谷处。

其中，波纹管部22是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状元件，两相邻皱纹片之间为波谷，波纹管部22一般为不锈钢波纹管，设置波纹管部22一则可以起到低温补偿的作用，二则增加热传导距离，减少颈管的固体热传导。可以理解的是，铜编3的一端焊接于波纹管部22的波谷，不仅铜编3的末端可以与波纹管部22接触传热，铜编3的部分侧壁也会与皱纹片接触传热，提高了冷量的传递效率。

在关于直管部21的一种具体实施方式中，直管部21为薄壁管。其中，薄壁管，是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。薄壁管的原料是圆管坯，圆管坯要经过切割机的切割加工成长度约为1米的坯料，并经传送带送到熔炉内加热加工，具有较好的结构强度以及低温强度，当然，直管部21也可以采用其他结构形式的管体。

为了进一步提高传热效率，在本具体实施方式中，铜编3的数量为至少两条，且各个铜编3沿波纹管部22的周向均匀分布。

可以理解的是，铜编3的数量越多，冷量传递的速度越快越多，但是需要考虑波纹管部22波谷处可连接铜编3的最大数量以及铜编3的成本，同时将各个铜编3关于波纹管部22的周向均匀设置，能够使冷量的传递更加均匀，当然铜编3的数量以及设置位置并无特殊限定，用户可以根据实际情况进行选择。

在关于铜编3的一种具体实施方式中，铜编3为紫铜编织绳。其中，紫铜又名红铜就是铜单质，因其颜色为紫红色而得名，含铜量达99.95％以上，具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花等导电性要求高的产品。并且紫铜的低温强度高，常用于制造换热设备，如冷凝器等，也用于制氧设备中装配低温管路。紫铜编织绳由多股紫铜管编织成，具备坚固、耐腐蚀的特性，且紫铜编织绳可弯曲、变形，用户可以根据实际需求进行设置。当然，铜编3可以采用铜合金等其他材料制作，只要具有足够的导热性能即可。

在上述具体实施方式的基础上，第一冷头颈管1为工作温度为50K的第一圆颈管。

其中，50K即50开尔文，而开尔文为一种温度度量单位，由于超导磁体采用多层真空绝热结构，每层结构具有不同的温度，第一冷头颈管1为工作温度为50K的第一圆颈管，能够为与第一圆颈管连接的50K冷屏提供相应的制冷量，优选的，第二冷头颈管2为40K颈管，能够为与第二冷头颈管2连接的冷屏5提供相应的制冷量，当然，第一冷头颈管1与第二冷头颈管2的温度并不局限于上述温度，还可以根据实际情况进行调整。优选的，第二冷头颈管2的顶端与冷屏5连接，可以通过焊接、螺栓或者其他导热件等方式连接。

冷头包括一级冷头以及二级冷头，一级冷头与第一冷头颈管1连接，二级冷头用于为设置于二级冷头下方的液氦容器6制冷。

其中，一级冷头与二级冷头的制冷温度不同，优选的，一级冷头也可以通过导热管与液氦容器6连接，为其提供冷量，液氦容器6一般采用液氦罐，技术较成熟，生产成本低。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的超导磁体制冷装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。