一种液氦供应机构的制作方法

本发明涉及液氦供应机构领域。

背景技术：

1、粒子放射治疗中心含有许多磁部件，超导粒子放射治疗中心的含义是，中心中的绝大部分磁部件实现超导，以实现设备的小型化，降低日常运营费用。如超导磁部件中的励磁线圈采用低温超导材料，就需要用液氦制冷。大量的液氦超导磁部件需要大量的液氦，需要配置单独的液氦制取设备。氦液化是成熟技术，已实现规模化生产，其制取设备结构复杂，体积庞大。但液氦超导治疗中心使用的液氦量毕竟是有限的，不需要将庞大复杂的氦液化设备照搬过来。液氦制取设备的小型化是探索的方向。另一方面，液氦超导磁部件中的液氦会因漏热而挥发，液氦的及时补偿是一项繁索而复杂的工作，而目前小型化的液氦制取设备中不能兼具液氦的自动补偿功能。

技术实现思路

1、本发明针对目前超导粒子放射治疗中心中，为其提供液氦制冷的液氦制取设备不能兼具液氦自动补偿的不足，提供一种兼具液氦制取和补偿的液氦供应机构。

2、本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是一种液氦供应机构，为超导粒子放射治疗设备中的低温超导材料提供冷源，包括利用氦气降温制备液氦的液氦制备机构，所述液氦制备机构液氦流入到对所述的低温超导材料降温的液氦终端中；还包括液氦补偿机构；所述的液氦补偿机构收集各液氨终端由于冷却低温超导材料而吸热汽化的氦气，并将这些氦气传送到所述的液氦制备机构。

3、进一步的，上述的液氦供应机构中：所述的液氦制备机构包括储存氦气的气库、气泵和冷却器、制冷机；所述的气泵将气库内的氦气泵入到冷却器中，所述的冷却器为制冷机的冷端热交换器。

4、进一步的，上述的液氦供应机构中：所述的气泵包括一个一端开口并带法兰的圆桶形腔体a，从带法兰的开口端向腔体a中插入一个带推拉杆的活塞，腔体a带法兰的开口端与一个笔试直线电机连接，活塞的推拉杆穿过直线电机。

5、进一步的，上述的液氦供应机构中：腔体a的底部与一个t形氦气管道aa连通，t形管道aa横管道的一端与腔体a的底部连通，另一端利用氦气通道ab与所述的冷却器连通；t形管道aa竖管道的延伸部分与气库连通，在t形管道aa的横管上靠近腔体a底部的部位安装一个阀门a，在t形管道aa竖管道上安装一个阀门b。

6、进一步的，上述的液氦供应机构中：所述的氦气通道ab为板式氦气通道，包括三角形上板和三角形下板；所述三角形上板和三角形下板上下叠合，其中两边相互密封连接，它们的夹角上形成与t形管道aa横管道相接的氦气进气接口，另一边与冷却器相连，在所述三角形上板和三角形下板之间形成缝隙，实现氦气进气接口与冷却器相连，氦气经氦气进气接口进入缝隙内，扩散开来，呈条形面状导出氦气到冷却器。

7、进一步的，上述的液氦供应机构中：所述的制冷机为二级斯特林制冷机构包括初级制冷机构和次级制冷机构；

8、所述的初级制冷机构包括依次连通的压缩机b、热端热交换器b、回热器a、冷端热交换器b、膨胀机b；

9、所述的次级制冷机构包括依次连通的压缩机c、热端热交换器c、回热器b、冷端热交换器c、膨胀机c；

10、所述的热端热交换器c为所述冷端热交换器b，所述的冷端热交换器c为所述的冷却器。

11、进一步的，上述的液氦供应机构中：所述的热端热交换器b、冷端热交换器b或者冷却器均是进行热交换的，具有相同的热交换器结构。

12、进一步的，上述的液氦供应机构中：所述的液氦制备机构和液氦补偿机构设置在真空箱体内。

13、本发明的液氦供应机构中不但包括了液氦制备机构还包括了液氦补偿机构，克服目前液氦供应设备中只提供液氦制取设备不能兼具液氦自动补偿的不足。

14、下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细地说明。

技术特征：

1.一种液氦供应机构，为超导粒子放射治疗设备中的低温超导材料提供冷源，包括利用氦气降温制备液氦的液氦制备机构(1)，所述液氦制备机构(1)液氦流入到对所述的低温超导材料降温的液氦终端(1-10)中；其特征在于：还包括液氦补偿机构；所述的液氦补偿机构收集各液氨终端(1-10)由于冷却低温超导材料而吸热汽化的氦气，并将这些氦气传送到所述的液氦制备机构(1)。

2.根据权利要求1所述的液氦供应机构，其特征在于：所述的液氦制备机构(1)包括储存氦气的气库(1-2)、气泵(1-1)和冷却器(1-4)、制冷机；所述的气泵(1-1)将气库(1-2)内的氦气泵入到冷却器(1-4)中，所述的冷却器(1-4)为制冷机的冷端热交换器。

3.根据权利要求2所述的液氦供应机构，其特征在于：所述的气泵(1-1)包括一个一端开口并带法兰的圆桶形腔体a(1-1-1)，从带法兰的开口端向腔体a(1-1-1)中插入一个带推拉杆的活塞(1-1-2)，腔体a(1-1-1)带法兰的开口端与一个笔试直线电机(1-1-4)连接，活塞(1-1-2)的推拉杆穿过直线电机(1-1-4)。

4.根据权利要求3所述的液氦供应机构，其特征在于：腔体a(1-1-1)的底部与一个t形氦气管道aa(5-1-1)连通，t形管道aa(5-1-1)横管道的一端与腔体a(1-1-1)的底部连通，另一端利用氦气通道ab(5-1-2)与所述的冷却器(1-4)连通；t形管道aa(5-1-1)竖管道的延伸部分与气库(1-2)连通，在t形管道aa(5-1-1)的横管上靠近腔体a(1-1-1)底部的部位安装一个阀门a(1-3-1)，在t形管道aa(5-1-1)竖管道上安装一个阀门b(1-3-2)。

5.根据权利要求4所述的液氦供应机构，其特征在于：所述的氦气通道ab(5-1-2)为板式氦气通道，包括三角形上板(5-1-2-1)和三角形下板(5-1-2-2)；所述三角形上板(5-1-2-1)和三角形下板(5-1-2-2)上下叠合，其中两边相互密封连接，它们的夹角上形成与t形管道aa(5-1-1)横管道相接的氦气进气接口(5-1-2-3)，另一边与冷却器(1-4)相连，在所述三角形上板(5-1-2-1)和三角形下板(5-1-2-2)之间形成缝隙(5-1-2-4)，实现氦气进气接口(5-1-2-3)与冷却器(1-4)相连，氦气经氦气进气接口(5-1-2-3)进入缝隙(5-1-2-4)内，扩散开来，呈条形面状导出氦气到冷却器(1-4)。

6.根据权利要求2所述的液氦供应机构，其特征在于：所述的制冷机为二级斯特林制冷机构(4)包括初级制冷机构(2)和次级制冷机构(3)；

7.根据权利要求6所述的液氦供应机构，其特征在于：所述的热端热交换器b(2-2)、冷端热交换器b(2-6)或者冷却器(1-4)均是进行热交换的，具有相同的热交换器结构。

8.根据权利要求1至7中任一所述的液氦供应机构，其特征在于：所述的液氦制备机构(1)和液氦补偿机构设置在真空箱体(6)内。

技术总结
本技术是一种液氦供应机构，为超导粒子放射治疗设备中的低温超导材料提供冷源，包括利用氦气降温制备液氦的液氦制备机构，所述液氦制备机构液氦流入到对所述的低温超导材料降温的液氦终端中；还包括液氦补偿机构；所述的液氦补偿机构收集各液氨终端由于冷却低温超导材料而吸热汽化的氦气，并将这些氦气传送到所述的液氦制备机构。本技术的液氦供应机构中不但包括了液氦制备机构还包括了液氦补偿机构，克服目前液氦供应设备中只提供液氦制取设备不能兼具液氦自动补偿的不足。

技术研发人员：连卫东
受保护的技术使用者：新里程医疗技术（深圳）有限责任公司
技术研发日：20230605
技术公布日：2024/3/27