專利名稱：將冷卻管道安裝在冷卻的成型件上的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及低溫冷卻設備，特別涉及到用于將磁體線圈冷卻到超導 鵬的做顯冷卻設備。
背景技術：
冷卻槽中放置著相對較大容積的冷卻劑。提供及維持這樣大容積的 冷卻劑是浪費的。冷卻齊鵬所需要的容積還決定了可容納磁體的低溫保持器的 最終尺寸要達到相當大的f，。
發明內容
本發明旨在,用于冷卻超導磁體的裝置和方法，同時降低或避免 將磁條沒在液術糊劑槽中的需求。
圖1表示了低溫保持器中超導磁體的典型配置；圖2標了根據本發明改進的fffl保持器中的超導磁體；圖3示意性ilfe^了使液體辦卩劑在)t4卩劑管道周圍循環的驢；圖4表示了根據本發明的特征而安置在溝道中的冷卻劑管道；圖5表示了根據本發明另外一個實施例的特征而安置在溝道中的冷
卻劑管道； 地，如圖2戶標，、髓誕該成型f梅一端的周邊安毅賴卩劑 管道20。在j頓時，液術賴卩齊麟著冷卻齊l滑道循環流動。設置制冷器來麟 基本處于沸點的冷卻劑。例如，該^4口齊何以為'鵬約為4K的液氦。該液體冷 卻劑沿著H^卩劑管道20循環，并吸 自成型件的熱量。該熱量被傳導到致冷 器，在致冷器中熱量被排出。該冷卻成型件10依次冷卻線圈12，以便使它們處 于超導狀態，低于它們的臨界鵬。圖3示意性地示出了使液體冷卻劑78在冷卻劑管道周圍循環的布置 結構。在該7頓劑難回路上安裝了一個相對較小的7賴P齊I贈80。還安裝了再 冷ME冷器82。在操作中，在該冷卻劑管道20中的一些液體m瞎j78吸te 自7轉剛管20以誠自成型件10的熱量。這將導致一些液體Jti[]劑78沸賒變
為氣體狀態。該沸騰離開的^4卩劑氣體84將朝著y輕卩劑管道回路的頂部上升， 并iSA至瞎冷》驗冷器82中。該再冷》繊冷器82運轉以使7賴卩齊愾體84 7辨卩 并再次冷凝為液體7t4卩劑78，并從系統中移除熱量。如圖3所示，液體冷卻劑 78的沸騰將主要發生在如圖所示的回路的右側，并且沸騰離開的冷去瞎i讓升到 再冷》驗冷器82。該再冷凝的液體)ti,由致冷器82麟，如圖所示并髓管 道20的左側流下。因此，該酉還結構衛共了7賴卩劑連續的循環和高效的冷卻。 雖然需數賴卩齊贈80,但是所需液體冷卻劑78的容積與現有技術中的y賴卩齊贈 14相比顯著陶氏了，逸就使f繊體可以浸沒在液體冷卻劑溶液中。在 的實施例中，該管道20為不辦閃管道，通過在成型件材料中 的形成的突出部分或定位條的機械變形從而保持在適當位置上。在某些實施例 中，在成型件材料中形成溝道來容納該管道。該管道可以是其它的具有高熱傳 導性的材料，例如銅。在鋁制成型件的情況下，已經發現該不繡鋼管道的熱膨 脹與成型件的熱膨脹充分地接近。用于該管道而選擇的材料必須具有相當的機 械虧賊棘受)t4卩齊啲壓力。
,]如果該辨卩劑魏20;iiM:IW娜而固定，itiii也，這傾程可 以在磁性線圈被纏繞到成型件上后再進行。圖4示出了一怖殊的雌實施例。根據這個實施例，在成型件10 的材料上機械加工出溝道30，以便容納所述管道20。溝道30被形成為具有與 管道20的橫截面相契合的剖面。在定位器10表面中機加工出兩個突出部分或 定位條32。如圖4所示，可以通過在成型件材料中機械加工以便形^H個相鄰 的溝道34， 30， 38，從而使得突出部分或定位條32由位于溝道之間的成型件材 料而形成。如附圖5所示，在另一可替換的實施例中，加工出單溝道30來容納 管道，并且定位條或突出部分32形成為從成型件表面突出出來。優選地，加工出的用于容納管道20的該溝道30為干涉配合，以便 可以通過機械裝置^A力將該管道壓入相應位置，并且該管道可以通過與溝道 壁的摩衞乍用i^在相應位置上。圖7描述了己經在管道30上郷后的突出部分或定位條32的結構。 該管道30受到微以避免損壞，例如在操作過程中，M駄到成型件材料中 來iW該管道。該，與成型件10保持緊密的熱,和W^M。圖8描述了可以用于在該管道30上方{跌出部分或定位條32變形 并且將該管道固定在相應位置的工具70。該工具70包括一對成角度的成型輪 72，它們同軸地安裝74在軸76上。辦由安驗工具體78上，該工具體本身可 以安裝在用于手工操作的把手上或安裝在自動運轉或有動力輔助的機器上。在 操作中，該成角度的成型輪72在髓容納有魏20的溝道30運動，在突出部 分或定位條32上擠壓。施加在該工具上的壓力沿著與成型件10表面完全垂直 的方向，大體如圖5中所示的上方箭頭所指方向。i誠角度的成型輪72的表面 是有一定角度的，以至于施加在突出部分或定位條上的壓力使突出部分或定位 條32在管道20上變形成向內彎折且彼此相對，如圖7所示。根據本發明的該)ti卩管道和定位部fl^供了這樣一種節約成本的制 造，以便用于冷卻如磁體成型件這樣的設備，并且由此冷卻磁體線圈本身。這 種磁體線圈和成型件可以用于核磁 ^磁共振成像(MRI)。 M根據本發明 配置磁體的7鄉過程，所需液體冷卻齊啲容積可以顯著im氐。例如，用于MRI 成像系統的磁體可根據本發明禾'J用在根據參照圖3戶皿酉虔沿管道20循環的僅 僅80-100升的冷卻劑。與現有典型的在7賴卩劑槽14中需要2000升容積的)ti口 劑的系統相比，區別是顯著的。盡管本發明已經結合有限數量的特定實施例進行了描述，但是，在 所附權利要求的范圍內，本領域技術人員將會認識到可以對本發明進行許多改 進或改變。例如，盡管本發明可以有用ite用于在MRI系統中冷卻超導磁體，
本發明可以應用于樹可需敷ti卩的體。雖然描述了某種使突出部分或定位f/變形的特殊工具，但是其它工 具當然也可以被用來完成該項操作。
[033J雖然本發明已經特別詳細地關于用兩個突出部分^位條32來固定
管M行了描述，本發明可以由只沿著溝道30 —邊具有突出部分或定位條的配
置完成。
權利要求
1、一種超導磁體結構，包括多個安裝在熱傳導成型件(10)上的超導線圈(12)，該成型件借助包括至少基本上容納于在成型件材料中形成的溝道(30)內的熱傳導管道(20)的結構來冷卻，該熱傳導管道與成型件處于熱接觸和機械接觸狀態，并被配置為接收從其流經的循環的冷卻劑，其中，沿著溝道(30)的至少一邊形成突出部或定位條(32)，并且在管道上變形，以使管道保持在溝道內部。
2、 如權利要求1所述的結構，，征在于，該溝道具有與該管道的橫截面 相契合的型面。
3、 如±^任意一項權利要求戶脫的結構，辦征在于，進一步包含被酉讚 成便于使得鵬H^卩劑經管織行循環的再冷;鄉嶺器。
4、 如，任意一項權利要求所述的結構，其特征在于，該冷卻劑是液氦。
5 、 一種包含根據前述任意一項權利要求所述的超導磁體結構的磁共振成像系統。
6、 一種用于在裝置中劍期令卻管道的方法，包含以下步驟 -在裝置的材料上形成一個溝道(30);-沿溝道形成至少一個凸出部或定位條(32); -將熱傳導管道(20)放置于溝道內；其中，該方法進一步包括在將熱傳導管道方爐于溝道內之后，-使得所述突出部分在管道的上變形，以使該管道與該溝道的內表面熱接觸和機鵬觸。
7、 用于iti卩大致如詳細描述的和/或如附圖2—6中所示的裝置的超導磁 體結構。
8、 用于在煩如詳細描述的和/或如附圖2—7中所示的體中設置^4P 管道的方法。
全文摘要
本發明提供一種用于冷卻裝置(10)的結構，包括至少基本上容納于裝置中的溝道(30)內的熱傳導管道(20)，該熱傳導管與該裝置熱接觸和機械接觸，并被配置為接收從其流經的循環的冷卻劑。本發明還提供了用于形成這種裝置的方法。本發明同時涉及包括借助所述冷卻結構來冷卻的超導線圈的MRI系統。
文檔編號G01R33/38GK101194178SQ200680017125
公開日2008年6月4日 申請日期2006年3月2日 優先權日2005年5月18日
發明者N·J·貝爾頓 申請人:西門子磁體技術有限公司