一种连接结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于磁共振成像系统超导磁体的连接结构及其制造方法。所述连接结构包括正极管和冷却块，所述冷却块设置有容纳所述正极管穿过的通孔，所述正极管的外壁和所述通孔内表面之间的空隙填充有绝缘导热胶体材料。本发明专利技术提出的连接结构相比现有的连接结构，结构更紧凑，节省空间；制作方法简单，制作成本也大为降低；力学性能优于现有的连接结构，能够减少由于受力导致结构损坏的情况，避免高额的维修费用，并且一旦损坏也易于更换。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于磁共振成像系统超导磁体的连接结构及其制造方法。所述连接结构包括正极管和冷却块，所述冷却块设置有容纳所述正极管穿过的通孔，所述正极管的外壁和所述通孔内表面之间的空隙填充有绝缘导热胶体材料。本专利技术提出的连接结构相比现有的连接结构，结构更紧凑，节省空间；制作方法简单，制作成本也大为降低；力学性能优于现有的连接结构，能够减少由于受力导致结构损坏的情况，避免高额的维修费用，并且一旦损坏也易于更换。【专利说明】 【
】 本专利技术涉及磁共振成像（MRI，Magnetic Resonance Imaging)
，尤其涉及 一种用于磁共振成像系统超导磁体的连接结构及其制造方法。 【
技术介绍
】 超导磁体是磁共振成像系统中的一个重要部件，图1示出了磁共振成像系统的超 导磁体的结构示意图，超导磁体为中间设有空腔的圆环体形状，包括低温保持器4和磁体 10,磁体10位于制冷剂容器5内，并被浸入液态制冷剂8中冷却至超导状态；真空腔9位于 所述低温保持器4与空气接触的两侧最外层，制冷剂容器5位于所述低温保持器4的中间 层；在制冷剂容器5和外部真空腔9之间的真空空间中设有一个或多个热辐射屏蔽7 ;制冷 机12位于角塔11中，制冷机12通常具有两个或更多制冷级；第一制冷级连接至辐射屏蔽 7,并且将该屏蔽冷却至50-100K范围内的温度；第二制冷级将制冷剂容器5中的制冷剂气 体6冷却至4-10K区域内的温度，通过再凝结将制冷剂气体6变成液态制冷剂8。 到磁体10的负电连接通常通过低温保持器4主体和阴性电缆14提供到磁体10 ; 正电连接通常通过阳极电缆15提供，为了将外部电源连接至阳极电缆15,正电连接件必须 穿过角塔11外部的壁，并且需要与制冷剂容器5电绝缘，这样的正电连接件2通常被称作 正极管2。 正极管2必须电连接到外部电源，所以外部的热量会通过正极管2传递到磁体10 中，所以要用冷却块3对正极管2进行冷却，冷却块3通过导热线缆13与制冷机12的一级 冷头相连接，因此需要使正极管2与冷却块3之间导热。 在平时工作时，正极管2靠近制冷剂容器5的一端被冷却至大约氦的沸点温度 4. 2K，同时正极管2靠近周围环境的一端可能达到300K或更高。此时，冷却块的温度约为 60K，为高效地阻止环境端的热量传入到制冷剂容器端，正极管2与冷却块3之间必须具有 较高的导热性能。 若要用冷却块3同时对正极管2及负极管1冷却，必须防止正极管2及负极管1 间形成短路，因此需要使正极管2或负极管1与冷却块3之间绝缘。 在正常运行时，进入磁体5的感应电流，或者从磁体5中引入的输出电流，横跨磁 体5从而横跨正极管2及冷却块3间绝缘体的电压将不大于20V，在这样的电压下提供有效 的电绝缘是相对容易的。然而，在超导磁体突然发生失超的情况下，超导磁体突然变为阻抗 性的,在磁体5的磁体线圈的两端会产生很大的电压。在这种情况下，高达约5kv的电压可 能出现并横跨正极管2与冷却块3间绝缘体。任何这样的连接中都需要提供足以耐受千伏 电压的电绝缘。 在平时安装时，一般冷却块3固定，正极管2由于两端分别需要和阳极电缆15及 电流贯穿引线连接，所以会受较大的力，必须保证正极管2与冷却块3间的连接能在受一定 力时不致损坏。 综上所述，正极管2和冷却块3之间的连接结构需要有良好的绝缘导热性能，并且 在受到较大剪切力时不易被损坏。 图2是一种现有的正极管与冷却块的连接结构。如图2所示，在正极管2上用高 温等离子喷涂法喷涂一层陶瓷粉层19,在陶瓷粉层19上再喷涂一层无氧铜粉层20,冷却块 3与无氧铜粉层20通过钎焊连接。陶瓷粉层19起到了绝缘作用，将陶瓷粉层19做的非常 薄，使其满足高导热的需求。 这种连接结构能够提供满意的绝缘性能和导热性能。但是，连接结构中的陶瓷粉 层19在一定的机械或热压力下会破碎，极容易损坏。陶瓷粉层19的破碎可导致其绝缘性 能的丧失，并且会导致制冷剂容器5被陶瓷粉碎片污染。技术人员可以通过操作时减少正 极管2的受力来防止陶瓷粉层19的破裂，但并没有在本质上解决这一缺点。 并且，这种连接结构的制造方法复杂，需要高温等离子喷涂工艺和钎焊工艺，制造 成本也较高。 一旦陶瓷粉层19破碎，则需要切除整个角塔11与外真空室壁的焊接来对其进行 更换。如果用户处的陶瓷粉层的损毁导致被冷却设备和低温保持器的召回，可能会有更高 的花费。总之，现有的连接结构一旦损坏，不易维修、更换。 还有其他一些方法能够连接正极管与冷却块，例如用螺栓连接，然后在他们之间 放置陶瓷片等绝缘介质，这种连接结构在低温下不稳定，陶瓷片的导热率较低，若陶瓷片较 厚则冷却效果不理想，若较薄则非常容易破碎，在温差较大时，陶瓷片自身容易受热应力而 破碎，因此这种连接结构不能在磁共振成像系统的超导磁体中稳定使用。 因此，需要提出一种不易损坏，制造工艺简单，制造成本较低，在损坏后易于更换， 并且满足导热绝缘要求的连接结构。 【
技术实现思路
】 本专利技术解决的是现有技术中连接结构的力学性能较差，容易损坏；制造工艺复杂， 制造成本较高；并且损坏后不易更换的问题。 为了解决上述问题，本专利技术提出一种连接结构，包括正极管和冷却块，所述冷却块 设置有容纳所述正极管穿过的通孔，所述正极管的外壁和所述通孔之间的空隙填充有绝缘 导热胶体材料。 可选地，所述绝缘导热胶体材料为纳米ALN复合材料。 可选地，所述正极管的外壁和所述通孔之间的空隙填充的绝缘导热胶体材料的厚 度为0· 3謹?0· 8mmn 可选地，所述绝缘导热胶体材料沿所述正极管外壁的周向不连续分布。 可选地，所述绝缘导热胶体材料沿所述正极管外壁的周向连续分布。 可选地，所述空隙中的绝缘导热胶体材料部分暴露出冷却块外面或全部收容于冷 却块里面。 可选地，所述正极管为不锈钢管，所述冷却块为无氧铜制成。 本专利技术还提出一种连接结构的制造方法，用于制造如上述任一项所述的连接结 构，包括以下步骤： (1)将正极管穿过冷却块的通孔，使用夹具将所述正极管和冷却块分别固定，使所 述通孔的内表面和所述正极管的外壁之间留有空隙； (2)将所述液态的绝缘导热胶体材料填充入所述空隙中； (3)烘烤所述连接结构，使得液态的绝缘导热胶体材料固化。 可选地，在所述空隙中放入栅栏工装，将所述液态的绝缘导热胶体材料填充入所 述正极管和冷却块之间被所述栅栏工装隔断的空隙中，使得所述绝缘导热胶体材料沿所述 正极管外壁的周向不连续分布。 可选地，在将所述液态的绝缘导热胶体材料填充入所述空隙中后，将所述连接结 构放入真空室，排除所述液态的绝缘导热胶体材料中残余的空气。 本专利技术对比现有技术有如下的有益效果： 1)制造方法简单，无需制造现有的连接结构需要的高温等离子喷涂以及钎焊等复 杂的工艺，制造成本也大为降低； 2)使用绝缘导热胶体材料取代了现有的陶瓷粉层，力学性能有显著的提高，可避 免在安装时由于受力导致连接结构损坏的情况，并且一旦损坏也易于更换受损部件； 3)相比现有的连接结构，本专利技术的连接结构更紧凑，因此能节约空间。 【【专利附图】【附图说明】】 图1是磁共振成像系统的超导磁体的结构示意图； 图2是现有的正极管与冷却块的连接结构的示意图； 图3是本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接结构，包括正极管和冷却块，所述冷却块设置有容纳所述正极管穿过的通孔，其特征在于，所述正极管的外壁和所述通孔之间的空隙填充有绝缘导热胶体材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱津，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31