[发明专利]一种无液氦超导磁体系统

说明书

本发明公开了一种无液氦超导磁体系统，解决了现阶段的超导磁体系统依赖液氦的问题。其技术方案要点是一种无液氦超导磁体系统，包括室温真空筒、超导磁体、低温系统；室温真空筒包括室温外筒、室温内筒、第一室温环和第二室温环；低温系统包括制冷机、第一隔热筒、冷屏筒、第二隔热筒、第一冷屏环和第二冷屏环和支撑环；第二隔热筒一端固定于第一室温环且另一端固定于第一冷屏环；第一隔热筒的一端固定于第一冷屏环且另一端固定于支撑环；制冷机的一级冷头与冷屏筒热连接，制冷机的二级冷头与超导磁体的超导线圈热连接，所述无液氦超导磁体系统内部没有设计液氦杜瓦，对液氦的依赖较小，确漏热量较小，且结构强度较高。

技术领域

本发明涉及核磁共振仪领域，特别是涉及一种无液氦超导磁体系统。

背景技术

现有技术中，超导磁体系统往往需要使用液氦作为冷却介质，把超导线圈浸泡在液氦杜瓦中，使超导线圈温度能够保持在4.2K，从而实现超导线圈处于超导状态。但由于氦气（液氦）是天然气开采时的副产物，但氦气（液氦）资源普遍在美国、卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯，上述四国的害死资源总量占了全球总量的88%。而中国的氦气储量仅有11亿立方米，仅占全球氦气储量的2%。由于我国液氦资源储量较少的影响，我国的核磁共振超导磁体事业的发展受到了影响。因此现阶段需要研制出一种受液氦资源影响较小的超导磁体系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种无液氦超导磁体系统。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种无液氦超导磁体系统，包括室温真空筒、超导磁体、低温系统；所述室温真空筒包括室温外筒、室温内筒、第一室温环和第二室温环；所述低温系统包括制冷机、第一隔热筒、冷屏筒和第二隔热筒；所述超导磁体、所述第一隔热筒、所述冷屏筒、所述第二隔热筒从内至外依次布置；所述冷屏筒的两端分别设有供冷屏筒安装的第一冷屏环和第二冷屏环；所述第二隔热筒一端固定于所述第一室温环且另一端固定于第一冷屏环；所述超导磁体远离所述第一冷屏环的端部设有支撑环；所述第一隔热筒的一端固定于第一冷屏环且另一端固定于所述支撑环；所述制冷机的一级冷头与所述冷屏筒热连接，所述制冷机的二级冷头与所述超导磁体的超导线圈热连接。

通过采用上述技术方案，上述无液氦超导磁体系统的工作原理如下：制冷机的二级冷头具有4K的制冷效果，能够使得超导磁体处于7K以下的温度，从而使得超导磁体的超导线圈在环境温度上具备了实现超导状态的条件；制冷机的一级冷头具有40K的制冷效果，使得冷屏筒、第一冷屏环、第二冷屏环处于50K左右的温度；同时，第一隔热筒、第二隔热筒的设定，降低了热量在超导磁体、冷屏筒和室温筒之间的传递，且使得上述无液氦超导磁体系统内部具有二级低温（4.2K-8K）、一级低温（38K-55K）和室温的阶梯布置，有助于超导磁体的超导线圈处于超导状态。在本申请中的无液氦超导磁体系统中，采用了筒状的支撑结构，不仅使得无液氦超导磁体系统中的漏热量减小，且提高了无液氦超导磁体系统内部的结构强度。

本发明进一步设置为，所述超导磁体包括安装架和安装于安装架的超导线圈；所述安装架包括间隔布置的支持件，相邻所述支持件之间形成供所述超导线圈安装的安装间隙；所述支持件还设置有支撑于所述超导线圈内环侧壁的限位凸环。

通过采用上述技术方案，上述超导磁体的生产方式如下所示：1、将安装架的支持件置于安装平面上；2、将超导线圈安装在支持件的顶面；3、将另一个支持件置于超导线圈的表面；重复步骤2和3，直至完成所有超导线圈的安装。其中，支持件具有支撑于相邻超导线圈内环侧壁的限位凸环，有助于在安装过程中对超导线圈进行径向限位，提高超导线圈在安装架上的安装精度。上述超导磁体的结构和生产方式，相较于将超导线圈绕制在一个骨架上的方式而言，有助于减少超导线在超导磁体生产工艺中的损耗。