一种超导磁体的制作方法

本申请涉及医疗设备领域，尤其涉及一种超导磁体。

背景技术：

超导磁体是磁共振成像设备的重要组成部分。超导磁体使用由超导材料制成的线圈通过大电流产生大磁场来实现，而使超导线圈中年流通如此大的电流需要保持超低温运行。为了减少外界与超导线圈之间的热传递，以及磁体在运输过程中很好的承受作用力的目的，通常采用一种将超导磁体悬挂起来的装置，此种装置决定了超导磁体的大小和结构。该装置一端悬挂在常温筒上(300K筒)，一端悬挂在冷端筒上(4K液氦筒)，起到固定和减少热传导的作用。

现有技术中，采用三种方式悬挂超导磁体。第一种如图1所示，超导磁体悬挂装置有采用拉杆(11、12)轴向径向分别悬挂冷端筒(1)；第二种如图2所示，从冷端筒(2)的端面向常温筒采用拉杆(21)悬挂；第三种如图3所示，从冷端筒(3)向常温筒采用拉杆(31)悬挂；三种悬挂方式均通过拉杆实现。

第一种因为采用拉杆较多，成本较高。第二种因为是在冷端筒端面与常温筒端面之间悬挂，取消了轴向拉杆，轴向拉力只能由其他拉杆提供，所以必然造成端面和端面之间距离增大，从而使超导磁体尺寸变大。第三种是冷端筒与常温筒之间悬挂，必然需要增加附件或者增加厚度以满足强度要求，从而增加了生产成本；而且因为连接方式是在冷端筒和常温筒之间连接，所以必然增加两者间的间隙或者在常温筒上增加密封盒，这样将增加成本且常温筒尺寸将变大。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种超导磁体。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种超导磁体，包括常温筒及套装在所述常温筒内的冷端筒，所述冷端筒通过拉杆沿径向与所述常温筒悬挂连接；

所述冷端筒包括第一固定端，所述常温筒包括设于侧表面上的第二固定端，所述第一固定端通过所述拉杆与第二固定端连接；其中，

所述第一固定端设置于所述冷端筒上的一容置空间内，所述容置空间位于所述冷端筒的侧表面上、并向所述冷端筒的内部延伸；

或者所述第一固定端设置于所述冷端筒的超导线圈骨架上。

进一步地，所述拉杆分别与所述第一固定端和所述第二固定端连接后，与所述冷端筒或所述常温筒的轴线倾斜设置。

进一步地，所述第一固定端包括第一支撑部，以及与所述第一支撑部连接的第一连接端。

进一步地，所述拉杆与所述第一连接端活动连接，且部分所述拉杆位于所述容置空间中。

进一步地，所述第一固定端包括第二支撑部和第二连接端，所述第二支撑部与所述超导线圈骨架连接，所述第二连接端与所述第二支撑部连接。

进一步地，所述第二支撑部为支撑筋板，所述冷端筒还包括设于所述超导线圈骨架两端的屏蔽线圈骨架，所述支撑筋板位于所述屏蔽线圈骨架之间的、用于设置超导线圈的空间中。

进一步地，所述第二固定端设置于所述常温筒侧表面的位置，靠近所述常温筒的端面。

进一步地，所述第二固定端为固定板，所述固定板与所述拉杆活动连接。

进一步地，所述第二固定端包括第三支撑部，以及与所述第三支撑部连接的第三连接端；所述第三连接端与所述拉杆活动连接。

进一步地，所述常温筒包括本体部，所述拉杆的一端穿过所述本体部后与所述第二固定端连接。

本申请提供的超导磁体，利用了冷端筒的径向尺寸增加拉杆长度，在满足轴向和径向冲击力的条件下取消了轴向拉杆的设置，从而减小超导磁体的体积。

附图说明

图1是现有技术中第一种超导磁体悬挂方式的示意图。

图2是现有技术中第二种超导磁体悬挂方式的示意图。

图3是现有技术中第三种超导磁体悬挂方式的示意图。

图4是本申请超导磁体中拉杆的一端部分收容于冷端筒表面的容置空间内的示意图。

图5是本申请超导磁体在第一实施方式中冷端筒连接拉杆的一个示意图。

图6是本申请超导磁体在第一实施方式中冷端筒连接拉杆的另一个示意图。

图7是本申请超导磁体第二实施方式中冷端筒连接拉杆的一个示意图。

图8是本申请超导磁体第二实施方式中冷端筒连接拉杆的另一个示意图。

图9是与图5和图7中所示冷端筒相适配的常温筒与拉杆连接的示意图。

图10与图6和图8中所示冷端筒相适配的常温筒与拉杆连接的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图4至图10，本申请提供的一种超导磁体，包括常温筒5和冷端筒4。所述冷端筒4套装在所述常温筒5内，且所述冷端筒4以悬挂的方式设置在所述常温筒5内。所述冷端筒4通过拉杆42沿径向与所述常温筒5悬挂连接。

所述冷端筒4包括第一固定端(未标号)，所述常温筒5包括设于侧表面上的第二固定端(未标号)。所述第一固定端通过所述拉杆42与第二固定端连接，所述冷端筒4通过所述拉杆42悬挂在所述常温筒5内。其中，所述第一固定端可以固定在所述冷端筒4的侧表面上，也可以固定在冷端筒4的超导线圈骨架45上。

所述第一固定端固定在所述冷端筒4的表面上时，在所述冷端筒4的表面上开设容置空间41，在不增加冷端筒4与常温筒5之间的径向间隙条件下，该容置空间41以增加所述拉杆42的尺寸为目的。所述拉杆42收容在所述容置空间41内的部分即为所述拉杆42一端增加的尺寸。利用冷端筒4的径向尺寸增加拉杆42的长度，在满足轴向和径向冲击力的条件下取消了轴向拉杆的设置，可减小超导磁体的体积。

所述第一固定端固定在冷端筒4的超导线圈骨架45上，利用了超导线圈骨架45缠绕超导线圈的深度尺寸，增加与所述第一固定端连接的所述拉杆42的长度尺寸。在满足轴向和径向冲击力的条件下取消了轴向拉杆的设置，可减小超导磁体的体积。

具体实施方式如下所述：

实施方式一

图5和图6所示为所述第一固定端固定在所述冷端筒4的侧表面上的实施方式。所述第一固定端设置于所述冷端筒4上的一容置空间41内，所述容置空间41位于所述冷端筒4的侧表面上、并向所述冷端筒4的内部延伸。

具体的，所述冷端筒4包括位于所述冷端筒4侧表面上的，向所述冷端筒4的内部延伸的容置空间41，所述第一固定端位于所述容置空间41中。由于所述容置空间41向所述冷端筒4内部延伸，占用了所述冷端筒4的内部空间，从而使得连接在所述第一固定端的部分所述拉杆收容在所述容置空间41。在保证不改变所述冷端筒4与所述常温筒5之间径向间隙不变的情况下(即超导磁体体积不变)，使所述拉杆42的在超导磁体的径向纵深增加，以满足径向冲击力的设计要求。同时，所述冷端筒4内容纳有液氦，所述容置空间41向所述冷端筒4内部延伸，挤占了所述冷端筒4的内部空间，可减少液氦的使用量，进而降低了生产成本。

在一实施方式中，如图5和图6所示，所述第一固定端包括第一支撑部(未标号)，以及与所述第一支撑部固定连接的第一连接端43。其中所述第一支撑部可以是所述冷端筒4的本体，在此实现方式下，所述第一连接端43直接固定在所述冷端筒4上。所述拉杆42与所述第一连接端43活动连接，便于调节拉杆42的安装角度，以满足拉杆42在轴向的冲击力。所述拉杆42部分位于所述容置空间41中。所述拉杆42部分伸入所述容置空间41中增加了径向空间，进而可增加拉杆42的长度。

所述冷端筒4包括至少两个所述容置空间41，其中一个所述容置空间41内至少设置一个所述第一固定端，所述容置空间41均匀的设置于所述冷端筒4的侧表面上。例如，在所述冷端筒4的侧表面上设置四个容置空间41，每个容置空间41内设置一个或两个所述第一连接端，使得所述第一连接端能够连接两个所述拉杆42。这样，所述冷端筒4采用八根拉杆42悬挂，相较于现有技术中采用的十二根拉杆相比，减少了拉杆数量，但能够达到的相同的效果甚至更优。

进一步地，所述拉杆42的一端与第一连接端连接，另一端与第二连接端连接。所述常温筒5包括本体部51，所述第二连接端设置于所述本体部51的侧表面上。

所述拉杆42分别与所述第一固定端和所述第二固定端连接后，与所述冷端筒4或所述常温筒5的轴线倾斜设置。例如所述拉杆42连接第一固定端和第二固定端后，与冷端筒4或所述常温筒5的轴线之间成锐角设置。所述倾斜设置的拉杆42在增加长度后，具有一定倾斜角度可承载轴向冲击力。

在一实施方式中，所述第二固定端设置于所述常温筒5侧表面的位置，靠近所述常温筒5的端面。例如图5和图9所示，所述第一固定端靠近或位于所述容置空间41的中部，所述拉杆42与所述第一固定端连接后，向所述冷端筒4的两侧延伸。所述第二固定端设置于所述常温筒5的侧表面与端面连接处。所述第二固定端可采用固定板51a，所述固定板51a固接于所述常温筒5的侧表面上，也可以是与所述常温筒5的本体部51一体成型的凸出结构。本实施方式中所述固定板51a与所述拉杆42活动连接，例如铰接等。所述拉杆42的一端设置在所述固定板51a铰接部上，所述拉杆42可相对于所述固定板51a转动。所述拉杆42如图5和图9连接，具有一定倾斜角度可承载轴向冲击力。

在另一实施方式中，如图6和图10所示，所述第一固定端靠近或位于所述容置空间41的两侧，所述拉杆42与所述第一固定端连接后，向所述冷端筒4的中部延伸。所述第二固定端设置于靠近或位于所述常温筒5侧表面的中部。使所述第二固定端包括设置于所述本体部51上的第三支撑部52a，以及与所述第三支撑部52a固定连接的第三连接端52b。其中所述第三连接端52b与所述拉杆42活动连接，便于拆装以及设置拉杆42的安装角度。所述第三支撑部52a上可设置两个所述第三连接端52b，以对应所述容置空间41内设置两个所述第一固定端连接，便于采用所述拉杆42连接。当然根据不同设计要求可随意变更各结构个数，例如一个所述第三支撑部52a上设置一个所述第三连接端52b。在图8所示的实施方式中，所述本体部51侧表面上设置四个所述第二固定端，每个所述第三支撑部52a上固定两个所述第三连接端52b。则有八个第三连接端52连接八个拉杆42。所述拉杆42如图6和图10连接，具有一定倾斜角度可承载轴向冲击力。

更进一步地，由上可知，所述拉杆42的两端分别与所述第一连接端和所述第二连接端连接。所述拉杆42与所述第二连接端连接时，所述拉杆42的一端穿过所述常温筒5的本体部51后与所述第二固定端连接。例如在所述常温筒5上开设孔结构供所述拉杆42穿过。所述拉杆42穿过所述常温筒5的本体部51，利用了常温筒5的径向尺寸，进一步地在不改变所述常温筒5与所述冷端筒4之间的径向间隙的情况下，使所述拉杆42的在超导磁体的长度尺寸增加，以满足径向冲击力的设计要求。

实施方式二

图7和图8所示为所述第一固定端固定在冷端筒4的超导线圈骨架45上的实施方式。

具体的，所述冷端筒4包括超导线圈骨架45，所述第一固定端设于所述超导线圈骨架45上。所述超导线圈骨架45用于缠绕超导线圈，将所述第一固定端设于所述超导线圈骨架45上，利用了超导线圈骨架45缠绕超导线圈的深度尺寸，增加与所述第一固定端连接的所述拉杆42的长度尺寸。

在一实施方式中，如图7和图8所示，使所述第一固定端包括第二支撑部44a和第二连接端44b，所述第二支撑部44a与所述超导线圈骨架45固定连接，所述第二连接端44b与所述第二支撑部44a固定连接。例如使所述第二支撑部44a为支撑筋板。所述冷端筒4还包括设于所述超导线圈骨架45两端的屏蔽线圈骨架46，使所述支撑筋板位于所述屏蔽线圈骨架46之间的、用于设置超导线圈的空间中。

所述支撑筋板固定于所述超导线圈骨架45上，所述第二连接端固定在所述支撑筋板上。使所述第二连接端与所述拉杆42活动连接，结合上述结构能很好的解决悬挂对所述拉杆42的长度和角度的要求，同时也便于调节拉杆的倾斜角度。

进一步地，所述拉杆42的一端与第一连接端连接，另一端与第二连接端连接。所述常温筒5包括本体部51，所述第二连接端设置于所述本体部51的侧表面上。所述拉杆42分别与所述第一固定端和所述第二固定端连接后，与所述冷端筒4或所述常温筒5的轴线倾斜设置。例如所述拉杆42连接第一固定端和第二固定端后，与冷端筒4或所述常温筒5的轴线之间成锐角设置。倾斜设置的拉杆42在增加长度后，具有一定倾斜角度可承载轴向冲击力。

在一实施方式中，所述第二固定端设置于所述常温筒5侧表面的位置，靠近所述常温筒5的端面。例如图7和图9所示，所述第一固定端靠近或位于所述超导线圈骨架45的中部，所述拉杆42与所述第一固定端连接后，向所述超导线圈骨架45的两侧延伸。所述第二固定端设置于所述常温筒5的侧表面与端面连接处。所述第二固定端可采用固定板51a，所述固定板51a固接于所述常温筒5的侧表面上，也可以是与所述常温筒5的本体部51一体成型的凸出结构。本实施方式中所述固定板51a与所述拉杆42活动连接，例如铰接等。所述拉杆42的一端设置在所述固定板51a铰接部上，所述拉杆42可相对于所述固定板51a转动。所述拉杆42如图7和图9连接，具有一定倾斜角度可承载轴向冲击力。

在另一实施方式中，如图8和图10所示，所述第一固定端靠近或位于所述超导线圈骨架45的两侧，所述拉杆42与所述第一固定端连接后，向所述超导线圈骨架45的中部延伸。所述第二固定端设置于靠近或位于所述常温筒5侧表面的中部。所述第二固定端包括设置于所述本体部51上的第三支撑部52a，以及与所述第三支撑部52a固定连接的第三连接端52b。其中所述第三连接端52b与所述拉杆42活动连接，便于拆装以及设置拉杆42的安装角度。所述第三支撑部52a上可设置两个所述第三连接端52b，以对应所述容置空间41内设置两个所述第一固定端连接，便于采用所述拉杆42连接。当然根据不同设计要求可随意变更各结构个数，例如一个所述第三支撑部52a上设置一个所述第三连接端52b。在图8所示的实施方式中，所述本体部51侧表面上设置四个所述第二固定端，每个所述第三支撑部52a上固定两个所述第三连接端52b。则有八个第三连接端52连接八个拉杆42。所述拉杆42如图8和图10连接，具有一定倾斜角度可承载轴向冲击力。

更进一步地，由上可知，所述拉杆42的两端分别与所述第一连接端和所述第二连接端连接。所述拉杆42与所述第二连接端连接时，所述拉杆42的一端穿过所述常温筒5的本体部51后与所述第二固定端连接。例如在所述常温筒5上开设孔结构供所述拉杆42穿过。所述拉杆42穿过所述常温筒5的本体部51，利用了常温筒5的径向尺寸，进一步地在不改变所述常温筒5与所述冷端筒4之间的径向间隙的情况下，使所述拉杆42的在超导磁体的长度尺寸增加，以满足径向冲击力和轴向冲击力的设计要求。

本申请提供的超导磁体，与图1所示的方案相比，省略了轴向拉杆，使用径向设置的拉杆具有一定角度可承载轴向冲击力。与图2的所示方案相比，因轴向冲击力已满足要求，可以将冷端筒和常温筒的间隙做到最小，同样条件下超导磁体长度会比图2所示方案的超导磁体短。与图3所示的方案相比，因容置空间增加了拉杆的径向纵深可以满足径向冲击力要求，可以将冷端筒和常温筒间的径向间隙做到最小，同样条件下本申请超导磁体的体积会比图3所示方案的超导磁体体积小。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。