超导磁体用固定式电流引线结构.pdf

本发明涉及磁共振医疗设备领域，尤其是一种超导磁体用固定式电流引线结构。所要解决的技术问题是提供一种结构更简单、使用更方便、冷却效果更理想的超导磁体用固定式电流引线结构，正极管套接于负极管管内，正极管和负极管均为薄壁管且正极管和负极管相互之间为有装配间隙的同轴布置，正极管的上端通过正极管上过渡块与正极引线端连接，正极管的下端通过正极管下过渡块与超导线圈正极接头端子连接，负极管上端与超导磁体外壳连接，负极管下端通过连接法兰与低温容器外壳连接，负极管中部通过传热体与制冷机连接，低温容器外壳与超导线圈负极接头端子连接。本发明适用于对使用稳定性要求较高的磁共振医疗设备。

权利要求书
1.  超导磁体用固定式电流引线结构，包括正极管(1)和负极管(7)，其中正极管(1) 套接于负极管(7)管内，其特征在于：正极管(1)和负极管(7)均为薄壁管且正极管(1) 和负极管(7)相互之间为有装配间隙的同轴布置，所述正极管(1)的上端通过正极管上过 渡块(2)与正极引线端(14)连接，正极管(1)的下端通过正极管下过渡块(3)与超导线 圈正极接头端子(10)连接，负极管(7)上端与设置有负极引线端(16)的超导磁体外壳(5) 连接，负极管(7)下端通过连接法兰(9)与低温容器外壳(4)连接，负极管(7)中部通 过传热体(8)与制冷机(6)连接，低温容器外壳(4)与超导线圈负极接头端子(11)连接， 正极管(1)和负极管(7)通过与低温容器外壳(4)内的冷氦气进行对流换热而冷却。

2.  如权利要求1所述的超导磁体用固定式电流引线结构，其特征在于：包括套接于正极 引线端(14)外周的真空套管(13)，所述真空套管(13)固定于超导磁体外壳(5)上。

3.  如权利要求2所述的超导磁体用固定式电流引线结构，其特征在于：所述真空套管(13) 与正极引线端(14)之间设置有绝缘密封件(15)。

4.  如权利要求2所述的超导磁体用固定式电流引线结构，其特征在于：所述真空套管(13) 上设置有排气阀(12)。

5.  如权利要求1、2、3或4所述的超导磁体用固定式电流引线结构，其特征在于：所述 正极引线端14为中空的结构。

6.  如权利要求1、2、3或4所述的超导磁体用固定式电流引线结构，其特征在于：所述 正极管(1)和负极管(7)的材料为纯铜、不锈钢或者黄铜。

7.  如权利要求1、2、3或4所述的超导磁体用固定式电流引线结构，其特征在于：包括 固定设置于制冷机(6)上的绝热辐射冷屏(17)，所述绝热辐射冷屏(17)设置于超导磁体 外壳(5)与低温容器外壳(4)之间。

8.  如权利要求1、2、3或4所述的超导磁体用固定式电流引线结构，其特征在于：所述 传热体(8)通过传热带(18)与制冷机(6)相连。

说明书超导磁体用固定式电流引线结构
技术领域
本发明涉及磁共振医疗设备领域，尤其是一种超导磁体用固定式电流引线结构。
背景技术
超导磁体的电流引线分为两种，一种是可插拔式电流引线，一种是固定式电流引线。分离 式电流引线是指该电流引线与磁体线圈的正负两极是分离的，当线圈需获得磁场通电流时就 必须从外部插入电流引线与磁体内线圈的正负两极连接，当获得稳定磁场后需要断电以减小 热负荷必须将可插拔式电流引线拔出来。这种可插拔式电流引线存在诸多不足，比如磁体线 圈升降场过程中需要反复插入和拔出电流引线(有冷氦气蒸发的条件下)、需要特殊的工具、 需要专业的培训操作、维护困难、以及多次插拔后可靠性降低等，同时消耗损失部分液氦。 而固定式电流引线是指磁体线圈的正负两极直接通过引线端子连接到磁体外，在磁体需要通 电升场时只需要在常温条件下将电源电缆的正负极与线圈引出到磁体外的正负极机械连接即 可，这样操作简单、维护方便。因此很多磁共振设备都采用了固定式电流引线。但是固定式 电流引线的引入极大地增加了低温区到高温区的热负荷，同时通电流过程中正极管的温度将 会很高，另外如何保证正极与负极之间的电绝缘也是一个大的技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构更简单、使用更方便、冷却效果更理想的超 导磁体用固定式电流引线结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：超导磁体用固定式电流引线结构，包括正 极管和负极管，其中正极管套接于负极管管内，正极管和负极管均为薄壁管且正极管和负极 管相互之间为有装配间隙的同轴布置，所述正极管的上端通过正极管上过渡块与正极引线端 连接，正极管的下端通过正极管下过渡块与超导线圈正极接头端子连接，负极管上端与设置 有负极引线端的超导磁体外壳连接，负极管下端通过连接法兰与低温容器外壳连接，负极管 中部通过传热体与制冷机连接，低温容器外壳与超导线圈负极接头端子连接，正极管和负极 管通过与低温容器外壳内的冷氦气进行对流换热而冷却。
进一步的是，包括套接于正极引线端外周的真空套管，所述真空套管固定于超导磁体外 壳上。
进一步的是，所述真空套管与正极引线端之间设置有绝缘密封件。
进一步的是，所述真空套管上设置有排气阀。
进一步的是，所述正极引线端为中空的结构。
进一步的是，所述正极管和负极管的材料为纯铜、不锈钢或者黄铜。
进一步的是，包括固定设置于制冷机上的绝热辐射冷屏，所述绝热辐射冷屏设置于超导 磁体外壳与低温容器外壳之间。
进一步的是，所述传热体通过传热带与制冷机相连。
本发明的有益效果是：本发明通过创新的设计超导磁体用固定式电流引线的正极管与负 极管的相对尺寸及空间位置，简化了固定式电流引线的结构，也使得固定式电流引线的的电 流回路连接更加牢固可靠、加工制造更加简便、安装工艺更加简化，易于操作。另外的，在 保证使用效果的前提下，更好地保证了正极和负极间的绝缘性能而不会短路，固定式电流引 线其正负极的冷却更易于实现，且效果明显，不会出现过高温度而烧损，同时的，制造成本 更低。本发明尤其适用于对使用稳定性要求较高的磁共振医疗设备。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记为：正极管1、正极管上过渡块2、正极管下过渡块3、低温容器外壳4、超导 磁体外壳5、制冷机6、负极管7、传热体8、连接法兰9、超导线圈正极接头端子10、超导 线圈负极接头端子11、排气阀12、真空套管13、正极引线端14、绝缘密封件15、负极引线 端16、绝热辐射冷屏17、传热带18。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示的超导磁体用固定式电流引线结构，包括正极管1和负极管7，其中正极管1 套接于负极管7管内，正极管1和负极管7均为薄壁管且正极管1和负极管7相互之间为有 装配间隙的同轴布置，所述正极管1的上端通过正极管上过渡块2与正极引线端14连接，正 极管1的下端通过正极管下过渡块3与超导线圈正极接头端子10连接，负极管7上端与设置 有负极引线端16的超导磁体外壳5连接，负极管7下端通过连接法兰9与低温容器外壳4连 接，负极管7中部通过传热体8与制冷机6连接，低温容器外壳4与超导线圈负极接头端子 11连接，正极管1和负极管7通过与低温容器外壳4内的冷氦气进行对流换热而冷却。在实 际使用时，正极管1和负极管7的管内部分通过设置于低温容器外壳4内的冷氦气来实时冷 却，而负极管7的管外壁还可以通过制冷机6进一步的进行冷却。正极引线端14和负极引线 端16分别与外界的正负极连接。一般的，由于正极管1套接于负极管7管内，所以在实际生 产时还需要合理的装配间隙为以保证正极管1和负极管7之间的绝缘要求。一般优选所述正 极管1和负极管7的材料为纯铜、不锈钢或者黄铜为最佳，而正极引线端14则优选以纯铜为 代表的导线效果好的导线来连接。通过以上各部分零件的连接和绝缘处理，本发明构成了一 个完整的电流回路，使磁体的线圈具有从外部获得电流的能力。当然，正极引线端14也可以 通过较软的导电材料与正极管1机械相连。
为了保证绝热的效果，优选增设套接于正极引线端14外周的真空套管13，所述真空套 管13固定于超导磁体外壳5上。真空套管13可以较好的隔绝内外的热交换，让电极的工作 环境更稳定。当然，进一步的，如图1所示，可以在真空套管13与正极引线端14之间设置 绝缘密封件15，让绝热效果更佳。与此同时的，也可以在真空套管13上设置排气阀12，可 以让受热气化后的液氦及时的通过排气阀12排出，保证电极工作环境稳定。当然，对于正极 引线端14，也可以设计为中空的结构，让气化后的液氦可以及时的排出，让冷却效果更佳。
另外的，为了让低温容器外壳4内的液氦绝热效果更好，可以选择这样的方案：包括固 定设置于制冷机6上的绝热辐射冷屏17，所述绝热辐射冷屏17设置于超导磁体外壳5与低 温容器外壳4之间。如图1所示的，绝热辐射冷屏17有效的隔绝了低温容器外壳4与外界的 热交换，让液氦可以更持久的使用。当然，也可以选择所述传热体8通过传热带18与制冷机 6相连，保证负极管7也可以获得较好的散热效果。
由于结构上的改进，尤其是正极管1和负极管7均为薄壁管，且正极管1和负极管7相 互之间为有装配间隙的同轴布置，故而本发明可以保证正极管1和负极管7的冷却只需要通 过蒸发的低温冷氦气进行对流换热冷却和制冷机6的传导冷却即可，而不需要额外的冷却结 构进行正负极的冷却，因此冷却结构更佳精简。另外，正极管1与负极管7彼此有装配间隙 的同轴设置，并保持合理间隙，故而不需要做特殊的绝缘处理就可获得正负极间的绝缘而不 短路，以及正极管1与负极管7彼此分离同轴设置而不需要在彼此间增加相应的传热件来连 接正极管1和负极管7。