专利名称：将冷却管道安装在冷却的成型件上的装置和方法
技术领域：
本发明涉及低温冷却设备，特别涉及到用于将磁体线圈冷却到超导 鹏的做显冷却设备。
背景技术：
冷却槽中放置着相对较大容积的冷却剂。提供及维持这样大容积的 冷却剂是浪费的。冷却齐鹏所需要的容积还决定了可容纳磁体的低温保持器的 最终尺寸要达到相当大的f，。
发明内容
本发明旨在,用于冷却超导磁体的装置和方法，同时降低或避免 将磁條没在液術糊剂槽中的需求。
图1表示了低温保持器中超导磁体的典型配置；图2标了根据本发明改进的fffl保持器中的超导磁体；图3示意性ilfe^了使液体辦卩剂在)t4卩剂管道周围循环的驢；图4表示了根据本发明的特征而安置在沟道中的冷却剂管道；图5表示了根据本发明另外一个实施例的特征而安置在沟道中的冷
却剂管道； 地，如图2戶标，、髓誕该成型f梅一端的周边安毅賴卩剂 管道20。在j顿时，液術賴卩齐麟着冷却齐l滑道循环流动。设置制冷器来麟 基本处于沸点的冷却剂。例如，该^4口齐何以为'鹏约为4K的液氦。该液体冷 却剂沿着H^卩剂管道20循环，并吸 自成型件的热量。该热量被传导到致冷 器，在致冷器中热量被排出。该冷却成型件10依次冷却线圈12，以便使它们处 于超导状态，低于它们的临界鹏。图3示意性地示出了使液体冷却剂78在冷却剂管道周围循环的布置 结构。在该7顿剂難回路上安装了一个相对较小的7賴P齐I赠80。还安装了再 冷ME冷器82。在操作中，在该冷却剂管道20中的一些液体m瞎j78吸te 自7转剛管20以诚自成型件10的热量。这将导致一些液体Jti[]剂78沸赊变
为气体状态。该沸腾离开的^4卩剂气体84将朝着y輕卩剂管道回路的顶部上升， 并iSA至瞎冷》驗冷器82中。该再冷》繊冷器82运转以使7賴卩齐忾体84 7辨卩 并再次冷凝为液体7t4卩剂78，并从系统中移除热量。如图3所示，液体冷却剂 78的沸腾将主要发生在如图所示的回路的右侧，并且沸腾离开的冷去瞎i让升到 再冷》驗冷器82。该再冷凝的液体)ti,由致冷器82麟，如图所示并髓管 道20的左侧流下。因此，该酉還结构衛共了7賴卩剂连续的循环和高效的冷却。 虽然需數賴卩齐赠80,但是所需液体冷却剂78的容积与现有技术中的y賴卩齐赠 14相比显著陶氏了，逸就使f繊体可以浸没在液体冷却剂溶液中。在 的实施例中，该管道20为不辦闪管道，通过在成型件材料中 的形成的突出部分或定位条的机械变形从而保持在适当位置上。在某些实施例 中，在成型件材料中形成沟道来容纳该管道。该管道可以是其它的具有高热传 导性的材料，例如铜。在铝制成型件的情况下，已经发现该不绣钢管道的热膨 胀与成型件的热膨胀充分地接近。用于该管道而选择的材料必须具有相当的机 械亏贼棘受)t4卩齐啲压力。
,]如果该辨卩剂魏20;iiM:IW娜而固定，itiii也，这倾程可 以在磁性线圈被缠绕到成型件上后再进行。图4示出了一怖殊的雌实施例。根据这个实施例，在成型件10 的材料上机械加工出沟道30，以便容纳所述管道20。沟道30被形成为具有与 管道20的横截面相契合的剖面。在定位器10表面中机加工出两个突出部分或 定位条32。如图4所示，可以通过在成型件材料中机械加工以便形^H个相邻 的沟道34， 30， 38，从而使得突出部分或定位条32由位于沟道之间的成型件材 料而形成。如附图5所示，在另一可替换的实施例中，加工出单沟道30来容纳 管道，并且定位条或突出部分32形成为从成型件表面突出出来。优选地，加工出的用于容纳管道20的该沟道30为干涉配合，以便 可以通过机械装置^A力将该管道压入相应位置，并且该管道可以通过与沟道 壁的摩衞乍用i^在相应位置上。图7描述了己经在管道30上郷后的突出部分或定位条32的结构。 该管道30受到微以避免损坏，例如在操作过程中，M駄到成型件材料中 来iW该管道。该，与成型件10保持紧密的热,和W^M。图8描述了可以用于在该管道30上方{跌出部分或定位条32变形 并且将该管道固定在相应位置的工具70。该工具70包括一对成角度的成型轮 72，它们同轴地安装74在轴76上。辦由安驗工具体78上，该工具体本身可 以安装在用于手工操作的把手上或安装在自动运转或有动力辅助的机器上。在 操作中，该成角度的成型轮72在髓容纳有魏20的沟道30运动，在突出部 分或定位条32上挤压。施加在该工具上的压力沿着与成型件10表面完全垂直 的方向，大体如图5中所示的上方箭头所指方向。i誠角度的成型轮72的表面 是有一定角度的，以至于施加在突出部分或定位条上的压力使突出部分或定位 条32在管道20上变形成向内弯折且彼此相对，如图7所示。根据本发明的该)ti卩管道和定位部fl^供了这样一种节约成本的制 造，以便用于冷却如磁体成型件这样的设备，并且由此冷却磁体线圈本身。这 种磁体线圈和成型件可以用于核磁 ^磁共振成像(MRI)。 M根据本发明 配置磁体的7鄉过程，所需液体冷却齐啲容积可以显著im氐。例如，用于MRI 成像系统的磁体可根据本发明禾'J用在根据参照图3戶皿酉虔沿管道20循环的仅 仅80-100升的冷却剂。与现有典型的在7賴卩剂槽14中需要2000升容积的)ti口 剂的系统相比，区别是显著的。尽管本发明已经结合有限数量的特定实施例进行了描述，但是，在 所附权利要求的范围内，本领域技术人员将会认识到可以对本发明进行许多改 进或改变。例如，尽管本发明可以有用ite用于在MRI系统中冷却超导磁体，
本发明可以应用于樹可需敷ti卩的體。虽然描述了某种使突出部分或定位f/变形的特殊工具，但是其它工 具当然也可以被用来完成该项操作。
[033J虽然本发明已经特别详细地关于用两个突出部分^位条32来固定
管M行了描述，本发明可以由只沿着沟道30 —边具有突出部分或定位条的配
置完成。
权利要求
1、一种超导磁体结构，包括多个安装在热传导成型件(10)上的超导线圈(12)，该成型件借助包括至少基本上容纳于在成型件材料中形成的沟道(30)内的热传导管道(20)的结构来冷却，该热传导管道与成型件处于热接触和机械接触状态，并被配置为接收从其流经的循环的冷却剂，其中，沿着沟道(30)的至少一边形成突出部或定位条(32)，并且在管道上变形，以使管道保持在沟道内部。
2、 如权利要求1所述的结构，，征在于，该沟道具有与该管道的横截面 相契合的型面。
3、 如±^任意一项权利要求戶脱的结构，辦征在于，进一步包含被酉讚 成便于使得鹏H^卩剂经管織行循环的再冷;鄉岭器。
4、 如，任意一项权利要求所述的结构，其特征在于，该冷却剂是液氦。
5 、 一种包含根据前述任意一项权利要求所述的超导磁体结构的磁共振成像系统。
6、 一种用于在装置中劍期令却管道的方法，包含以下步骤 -在装置的材料上形成一个沟道(30);-沿沟道形成至少一个凸出部或定位条(32); -将热传导管道(20)放置于沟道内；其中，该方法进一步包括在将热传导管道方爐于沟道内之后，-使得所述突出部分在管道的上变形，以使该管道与该沟道的内表面热接触和机鹏触。
7、 用于iti卩大致如详细描述的和/或如附图2—6中所示的装置的超导磁 体结构。
8、 用于在烦如详细描述的和/或如附图2—7中所示的體中设置^4P 管道的方法。
全文摘要
本发明提供一种用于冷却装置(10)的结构，包括至少基本上容纳于装置中的沟道(30)内的热传导管道(20)，该热传导管与该装置热接触和机械接触，并被配置为接收从其流经的循环的冷却剂。本发明还提供了用于形成这种装置的方法。本发明同时涉及包括借助所述冷却结构来冷却的超导线圈的MRI系统。
文档编号G01R33/38GK101194178SQ200680017125
公开日2008年6月4日 申请日期2006年3月2日 优先权日2005年5月18日
发明者N·J·贝尔顿 申请人:西门子磁体技术有限公司