[发明专利]一种传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置

说明书

技术领域

本发明属于超导磁体技术领域，涉及一种超导磁体线圈骨架与低温恒温器之间的传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置。

背景技术

随着液氦资源的紧张，制冷技术的发展，传导冷却（Conduction-Cooled，也称制冷机冷却、无液氦，Cryogen-Free）超导磁体技术的研究正在逐步走向实用。现在投入使用的磁体中大部分属于比较成熟的液氦浸泡的低温超导磁体，特别是目前应用最为广泛的超导磁共振成像（MRI）系统，主磁体全部采用NbTi低温超导线材，制冷方式采用液氦浸泡。但NbTi低温超导磁体成本高，而且由于必须工作在液氦温区（4.2K），制冷和维护费用很高。

随着制冷技术特别是超低温技术的发展，低温传导冷却超导磁体（磁共振磁体）技术不断成熟。传导冷却超导磁体因为没有致冷液体的保护，其传热结构十分特殊。目前传导冷却超导磁体技术尚未进入商用领域，其根本问题在于热传导、热稳定性问题尚未得到很好解决。解决热问题对高温超导磁体的应用有着至关重要的作用。一般来说，磁体漏热来源主要有传导、对流和辐射。传导冷却超导磁体的热传导漏热来源主要包括线圈拉杆装置结构的传热、真空容器到辐射屏之间电流引线的热传导、辐射屏到线圈之间的电流引线热传导等。

一般制作磁体线圈的拉杆或支撑结构时采用螺纹结构，在安装时需要用特定扳手进行操作。由于超导磁体具有紧凑性，各部件之间连接紧密，在磁体线圈的径向方向上调节螺母十分不便；很多拉杆结构采用在线圈上部直接安装，热传导的路径较短，不利于抑制热传导；很多拉杆的结构复杂，材料多样，低温下性能差异较大，拉杆的低温稳定性很难获得。

发明内容

本发明的目的是提供一种传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置，解决超导磁体线圈的悬挂问题，使超导线圈在低温容器内的位置可以调节，通过减少拉杆与低温容器的接触面积，增加拉杆的长度，从而减少了磁体的漏热，最终达到增强磁体稳定性的目的。

本发明所采用的技术方案是，传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置，包括固定在低温容器内部边缘上的由非磁性奥氏体不锈钢制作的支架底座，支架底座上设置有圆弧开口与支架底座圆坑，支架底座上设置有由非磁性奥氏体不锈钢制作的顶丝支架，支架底座与顶丝支架之间通过顶丝连接，支架底座与顶丝支架之间还设置有由非磁性奥氏体不锈钢或钛合金制作的拉杆，拉杆穿过顶丝支架、圆弧开口。

本发明的特征还在于，

顶丝与顶丝支架螺纹连接，顶丝穿过顶丝支架固定在支架底座圆坑上。

拉杆的两端还设置有由非磁性奥氏体不锈钢或钛合金熔化制成的圆头。

本发明的有益效果是，针对传导冷却磁体漏热中的热传导漏热来源，克服现有拉杆的缺点，通过该拉杆装置可以方便调整磁体线圈在低温容器内的位置，通过减小接触面积降低了磁体系统的热传导，降低了磁体的漏热，使磁体的稳定性大大增强，在实际应用中效果良好，使用方便。

附图说明

图1是本发明传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置的结构示意图。

图2是本发明中支架底座的结构示意图。

图3是本发明中顶丝的结构示意图。

图中，1.圆头，2.顶丝，3.顶丝支架，4.支架底座，5.拉杆，6.圆弧开口，7.支架底座圆坑。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提出一种传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置，增加热传导的传播路径，减少降温时间。

具体来说，本发明传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置的结构如图1所示，包括固定在低温容器内部边缘上的支架底座4。支架底座4的结构如图2所示，支架底座4上具有圆弧开口6与支架底座圆坑7，支架底座4上设置有顶丝支架3，支架底座4与顶丝支架3之间通过顶丝2连接。顶丝2的结构如图3所示，顶丝2与顶丝支架3螺纹连接，顶丝2穿过顶丝支架3固定在支架底座圆坑7上。支架底座4与顶丝支架3之间还设置有拉杆5，拉杆5穿过顶丝支架3与圆弧开口6，拉杆5的两端还设置有圆头1。

拉杆5由非磁性奥氏体不锈钢或钛合金制作，拉杆5两端的圆头1由非磁性奥氏体不锈钢或钛合金熔化制成。

支架底座4与顶丝支架3由非磁性奥氏体不锈钢制作。

拉杆5两端的圆头1的形状由T2铜制成的模具制成。