[实用新型]一种磁共振超导磁体降温装置

说明书

本实用新型涉及超导磁体降温技术领域，具体地说是一种磁共振超导磁体降温装置。一种磁共振超导磁体降温装置，包括单级GM制冷机、双级GM制冷机、低温热交换器、温度采集系统、50K磁体冷屏，其特征在于：位于50K磁体冷屏的一侧通过铜热连接冷头容器，冷头容器内设有双级GM制冷机；位于双级GM制冷机一侧的50K磁体冷屏上设有颈管，颈管内设有单级GM制冷机，单级GM制冷机的底部连接第一低温热交换器；所述的双级GM制冷机的底部通过第二低温热交换器。同现有技术相比，提供一种磁共振超导磁体降温装置，在能耗微增的前提之下可使降温液氦用量减少90%，从而极大地降低超导磁体制造、调试成本。

技术领域

本实用新型涉及超导磁体降温技术领域，具体地说是一种磁共振超导磁体降温装置。

背景技术

磁共振超导磁体为核磁共振设备主要部件，其线圈工作在4.2K的超低温状态。磁体重量较重，普通1.5T磁体线圈及骨架约2.5吨，3.0T磁体线圈及骨架约5吨，且体积较大，难以用液氦直接冷却到4.2K。传统冷却方法为先用液氮将磁体冷却至77K，排出液氮并经氦气清洗后用液氦进行降温使磁体降至4.2K，此过程消耗较多的液氦（500-1000）L。氦在地球及大气中含量极少属稀有惰性气体，价格昂贵，液氦降温成本较高约占整台磁体生产成本的15%，磁体场强越高液氦成本占比越大。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种磁共振超导磁体降温装置，在能耗微增的前提之下可使降温液氦用量减少90%，从而极大地降低超导磁体制造、调试成本。

为实现上述目的，设计一种磁共振超导磁体降温装置，包括单级GM制冷机、双级GM制冷机、低温热交换器、温度采集系统、50K磁体冷屏，其特征在于：位于50K磁体冷屏的一侧通过铜热连接冷头容器，冷头容器内设有双级GM制冷机；位于双级GM制冷机一侧的50K磁体冷屏上设有颈管，颈管内设有单级GM制冷机，单级GM制冷机的底部连接第一低温热交换器；所述的双级GM制冷机的底部通过第二低温热交换器。

所述的颈管为直径为120mm的大口径颈管结构。

所述的50K磁体冷屏内设有磁体线圈及骨架，位于50K磁体冷屏与磁体线圈及骨架之间的腔体内设有氦气。

所述的50K磁体冷屏、单级GM制冷机、双级GM制冷机通过线路连接温度采集系统。

所述的颈管包括不锈钢管、波纹管、铜法兰，不锈钢管的上下两端分别连接波纹管，位于不锈钢管的中部套设有铜法兰。

所述的不锈钢管及波纹管由厚度为0.2mm的304不锈钢板制得。

所述的不锈钢管及波纹管通过激光焊接形成真空密封结构。

所述的不锈钢管与铜法兰通过真空钎焊连接。

所述的单级GM制冷机与第一低温热交换器之间设有铟片，所述的铟片的厚度为0.2mm。

所述的第一低温热交换器为翅片型低温热交换器。

本发明同现有技术相比，提供一种磁共振超导磁体降温装置，在能耗微增的前提之下可使降温液氦用量减少90%，从而极大地降低超导磁体制造、调试成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为单级GM制冷机与第一低温热交换器连接示意图。

图3为第一低温热交换器结构示意图。

图4为颈管结构示意图。

参见图1至图4，1为单级GM制冷机，2为双级GM制冷机，3为颈管，3-1为不锈钢管，3-2为波纹管，3-3为铜法兰，4为冷头容器，5为第一低温热交换器，6为铜热连接，7为第二低温热交换器，8为50K磁体冷屏，9为氦气，10为磁体线圈及骨架，11为温度采集系统，12为铟片。