超导磁体用冷头组件及磁共振成像设备的制作方法

本实用新型涉及一种超导磁体用冷头组件及磁共振成像设备。

背景技术：

磁共振设备中的超导磁体线圈需要浸泡在低温容器的作为制冷剂的液氦中来实现超导，因而需要将液氦保持在低温并保持液氦的低蒸发率来保证磁共振设备的正常工作。通常利用GM制冷机冷头对液氦进行冷却，并对从低温容器蒸发出的氦气进行再冷凝重新变为液态，从而降低液氦的消耗。此外，通常在设置制冷机冷头的冷头容器的壁上开设有与低温容器连通的导入口，蒸发的氦气通过该导入口能够与制冷机冷头接触，从而在磁共振设备的运输过程中保持制冷机冷头始终处在低温状态。

当磁共振设备运行一段时期后需要对冷头进行更换操作。此时，首先需要对磁体进行降场操作，否则大量的液氦将会变为气体从低温容器中通过冷头容器排出到设备外，造成损失。但是磁体的降场操作以及冷头更换后进行的升场操作会使冷头的更换操作花费大量的时间和人力。

在现有技术WO2015104161A1提出了一种更换冷头时不需要磁体升降场操作的构造。在转台30中设置有用于将氦引导入氦容器(低温容器)的端口30，且在该端口30中设置虹吸管32、虹吸锥体33、管道34等，其结果，导致设置有引线/排气构造及冷头组件的转塔变得结构复杂。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种利用简单结构就能够实现降低制冷剂损失且无需升降场操作地更换冷头的冷头组件。

本实用新型的一实施例提供一种超导磁体用冷头组件，其对浸渍于制冷剂的超导磁体线圈进行冷却，其包括：冷头；容器，用于收纳所述冷头，且在所述容器的壁部设置有用于导入所述制冷剂气化后的气体的导入孔；阀门，其设置于所述容器内，且能够在打开所述导入孔的第一位置和关闭所述导入孔的第二位置之间切换，当所述冷头配置于所述容器时，所述阀门切换为所述第一位置，当所述冷头未配置于所述容器时，所述阀门切换为所述第二位置。

在上述超导磁体用冷头组件中，优选还包括用于连接所述容器和所述阀门的弹性体，

当所述冷头配置于所述容器时，使所述阀门克服弹性体的弹性力移动到打开所述导入孔的第一位置，当所述冷头未配置于所述容器时，利用所述弹性体的弹性力将所述阀门移动到关闭所述导入孔的第二位置。

在上述超导磁体用冷头组件中，优选所述阀门设有能够与所述导入孔连通的第一开口部和能够与所述容器的内部连通的第二开口部，所述第一开口部与所述第二开口部在所述阀门内通过气道连通，所述阀门设置为能够围绕所述容器的长度方向的轴线旋转，当所述冷头配置于所述容器时，所述阀门旋转至所述第一位置，所述阀门的所述第一开口部与所述导入孔连通，当所述冷头未配置于所述容器时，所述阀门旋转至所述第二位置，断开所述阀门的所述第一开口部与所述导入孔之间的连通。

在上述超导磁体用冷头组件中，优选在所述容器的壁部形成有定位台阶，当所述冷头未配置于所述容器时，所述阀门移动到所述第二位置并与所述定位台阶抵接。

在上述超导磁体用冷头组件中，优选在所述阀门的与所述定位台阶接触的面上设有密封环。

本发明的又一实施例提供一种磁共振成像设备，其具备上述任一项所述的超导磁体用冷头组件。

根据本上述实施方式，利用简单结构就能够实现降低制冷剂损失且无需升降场操作地更换冷头的冷头组件。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1A是表示本实用新型第一实施例中阀门处于打开导通孔的第一位置的示意图。

图1B是表示本实用新型第一实施例中阀门处于关闭导通孔的第二位置的示意图。

图2A是表示本实用新型第二实施例中阀门处于打开导通孔的第一位置的示意图。

图2B是表示本实用新型第二实施例中阀门处于关闭导通孔的第二位置的示意图。

图3是表示上述第二实施例中阀门的俯视图。

其中，附图标记如下：

1、1’冷头组件包括；

2铜索；

3排气及引线通道；

10冷头；

11容器；

12阀门；

111开口端；

112封闭端；

113导入孔；

12阀门；

31冷却体；

121密封环；

12’阀门；

第一开口部122’；

第二开口部123’；

气道124’；

第一销15；

第二销16；

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

第一实施例

图1A、图1B示出了本实用新型第一实施方式涉及的冷头组件的结构示意图。

如图1A所示，冷头组件1包括：一冷头10、一容器11、一阀门12。冷头10例如为二级式的GM制冷机，且内置于容器11中。其中第一级冷头与容器11的法兰F连接，并利用铜索2与超导磁体的排气及引线通道3中的冷却体31相连，用于对浸渍于制冷剂的超导磁体线圈进行冷却。在本实施例中，容器11由金属例如不锈钢制成，容器11为长筒状，且容器11具有用于使冷头10插入其中的开口端111和与所述开口端相对的封闭端112。在本实施例中，在容器11的封闭端112附近开设有导入孔113。该导入孔113通过导气管4连接于排气及引线通道3。当气化后的制冷剂从排气及引线通道3经由导气管4通过导入孔113导入到冷头组件1中，并被冷头10再次冷凝后返回到用于贮存制冷剂的低温容器中。

如图1A所示，在本实施例中，在容器11的封闭端112设有阀门12和弹簧13。阀门12例如由不锈钢等金属形成为侧面能够与容器11的内壁贴合的盘状。弹簧13的一端固定于容器11的封闭端112，另一端连接于阀门12。弹簧13的长度设定为能够将阀门12支承在关闭导入孔113的位置。此外，在容器11下端部附近的壁部形成有缩径的定位台阶114。当磁共振设备正常工作时，即冷头10设置于容器11内时，克服弹簧13的作用力，阀门12被冷头10压下而处于打开导入孔113的第一位置，此时，弹簧13处于压缩状态。

如图1B所示，当需要对冷头10进行更换操作时，只需要从容器11卸下冷头10，这时，阀门12在弹簧13的回复力的作用下向上运动，直至阀门12与定位台阶114抵接，此时，利用阀门12位于关闭导入孔113的第二位置。此外，在阀门12的与定位台阶114接触的面上还设有环状的密封环121。在本实施例中，密封环121例如与阀门12同样由不锈钢等制成。利用密封环121能够进一步防止从关闭后的导入孔113漏入的微量制冷剂气体进一步进入到容器11内。

根据本实施例，在进行冷头10更换时，能够利用阀门12关闭与磁体容器连通的导入孔13，从而能够降低制冷剂的损失，也不需要对磁体进行升降场操作。

第二实施例

图2A、图2B示出了第二实施例涉及的冷头组件1’的结构示意图。图3示出了本实施例涉及的阀门12’的俯视图。此外，对于与第一实施例相同的部件标注相同的标记，并省略说明。在此，主要说明与第一实施例不同的结构。

本实施例的阀门12’为金属制的圆盘状。如图2A所示，在与容器11相接触的侧面开设有能够与导入孔113连通的第一开口部122’，在上表面开设有能够与容器的内部连通的第二开口部123’，第一开口部122’与第二开口部123’在阀门12’的主体内通过气道124’连通。此外，在本实施例中，在容器11的封闭端112的端面中心设有第一销15，阀门12’设置为能够利用第一销15围绕容器11的长度方向的轴线旋转。此外，在冷头10的与阀门12’相对的面上设有第二销16，在阀门12’的与冷头10相对的面上设有能够与第二销16嵌合的凹部126’，该凹部126’例如为横剖面六棱柱状的凹部。

在本实施例中，如图2A所示，当磁共振设备正常工作时，冷头10配置于容器11，并将第二销16插入阀门12’的凹部126’中，此时，阀门12’位于打开导入孔113的第一位置，也就是说，将阀门12’的第一开口部122’与容器11的导入孔113连通，此时磁体线圈容器内的制冷剂气体可以从排气及引线通道3经由导气管4并通过导入孔113(第一开口部122’)进入气道124’，并从第二开口部123’排出到容器11的内部，由冷头10进行冷却。

当欲更换冷头10时，如图2B所示，首先转动冷头10，该转动经由第二销16带动阀门12’围绕第一销15旋转至图2B所示的位置(第二位置)，断开阀门的第一开口部122’与导入孔113之间的连通，并利用阀门12’的侧壁关闭导入孔113，在此，将冷头旋转180度，但并不限定于此，只要能够转动至断开阀门的第一开口部122’与导入孔113之间的连通即可。然后将冷头10从容器11内卸下。当更换冷头10之后，再次将冷头10转动回图2A所示的位置(第一位置)。

根据本实施例，在进行冷头10更换时，能够利用阀门12’关闭与磁体容器连通的导入孔13，从而能够降低制冷剂的损失，也不需要对磁体进行升降场操作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。