一种机械操作的超导开关，包括两个超导线(10,12)，每个超导线的相应端部嵌入相应的超导材料块(13,14；42,52)中。机械装置(24,16,18,20；60)设置用于驱动两个块的相应接触表面(15)彼此物理接触以及用于使两个块的相应接触表面分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种机械操作的超导开关，包括两个超导线(10,12)，每个超导线的相应端部嵌入相应的超导材料块(13,14；42,52)中。机械装置(24,16,18,20；60)设置用于驱动两个块的相应接触表面(15)彼此物理接触以及用于使两个块的相应接触表面分离。【专利说明】机械超导开关
超导MRI磁体由串联电连接的若干超导线的线圈形成，并通常容纳在具有低温致 冷器的低温恒温器内，低温致冷器将磁体冷却至低于线圈材料的超导转变的温度。
技术介绍
许多常规设计包括液态致冷剂浴，比如液态氦，其通过低温致冷器维持在其沸点 之下。 然而，更多新近设计寻求例如通过使用冷却回路或"干"磁体（还称为无致冷剂磁 体）来减少或消除致冷剂（比如氦）的消耗，在干磁体中，不使用液态致冷剂。 有必要提供一种横跨线圈的串联连接终端的开关。在一个状态下（"接通"状态）， 开关应当是超导的，以完成穿过线圈的超导回路，使得电流可持续地在磁体中流动。在另一 状态下（"断开"状态），开关应当是电阻性的，以允许通过连接至磁体的为此目的的电源单 元而将电流引入线圈或从线圈引走电流。常规地，所有超导开关要求制造辅助超导线圈以 用于实现开关操作。辅助线圈通常由具有基体的线形成，所述基体一般由电阻性CuNi合金 制成。这使得开关易受温度和线不稳定性影响。线和细丝大小在开关抵抗磁通跳跃的稳定 性方面有重要作用，在磁通跳跃中，由于在细丝之间运送电流的基体材料的电阻耗散，单个 细丝中的小猝熄（quench)可传播至线中的另一细丝。 常规超导开关具有有限的断路电阻，因此限制可获得的缓变率（ramp rate)，并在 磁体的激励和去激励期间消散热量。常规开关使用与辅助超导线圈热接触的加热器来断开 和闭合。该加热器影响制冷器上的热负荷以及热的消散。例如，某一常规设计包括具有约 5-50 Ω "断开"电阻的辅助线圈。这在上升（ramp up)期间和下降（ramp down)期间消散 能量。本身位于开关上的加热器进一步在上升或下降期间消散能量。这种程度的加热远超 过通常4. 2K低温致冷器的冷却能力。在具有液态致冷剂浴的低温恒温器中，通过将开关浸 没在液态浴中来提供所需冷却。 用于干磁体的驱动器要求关于超导开关的不同途径，因为在4. 2K下的冷却能力 十分有限，通常为1.2W。 下列文献包含与本专利技术背景有关的技术信息： Makoto Takayasu, Electric Characteristics of Contact Junctions Between NbTi Multifilament ary Wires, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 9，No.3，1999 年 9 月。 Makoto Takayasu, Toshiaki Matsui，以 及 Joseph V.Minervini,Negative-Resistance Voltage-Current Characteristics of Superconductor Contact Junctions for MacroScale Applications,IEEE Transactions on Applied Superconductivity，Vol. 13, No. 2, 2003 年 6 月。 S. Ohtsuka，Η· Ohtsubo, 1. Nakamura，J. Suehiro，以及 Μ· Hara，Characteristics of NbTi mechanical persistent current switch and mechanism of superconducting connection at contact, Cryogenics38(1998) 1441-1444。 2002 年 12 月 19 日的 US2002/0190824A1:Persistent Current switch and method for the same。 CH0DEND0 MAGNET KK(CHOD-C) ;FURUKAWA ELECTRIC ⑶LTD(FURU-S)的于 1995-08-29 的 JP7231125-A :Persistent current switch examination method e.g. for magnetic-levitation train,其涉及通过在两端承载的第二电源使周向电流和DC电流沿 相同方向流动至恒定电流开关。 HITACHI LTD(HITA-S)的于 1994-12-22 的 JP6350148-A Persistent current superconductive device for energy storage,其包含了超导线、电线和恒定电流机械开 关。 CHUBU DENRY0KU KK(CHUB-S) ;CHUBU ELECTRIC POWER ⑶（CHUB-S) ;HITACHI LTD(HITA-S)的于 1996 年 7 月 2 日的 US 5, 532, 638 :Superconductive energy storage device for the same。 E M Pavaoe Critical Temperatures of Superconducting Solders. MIT. June2007。 中国科学院的 CN100595856C。
技术实现思路
因此，本专利技术解决了上述问题，并旨在提供一种与超导磁体一起使用的超导开关， 该超导开关不会遭受高热消散和有限"断开"电阻的问题。 相应地，本专利技术提供了所附权利要求书中所限定的设备。 【专利附图】【附图说明】 通过参考附图对本专利技术中仅以示例给出的某些示例的下列描述，本专利技术的上述和 其它目的、特征和优点是变得更加明显，附图中： 图1示出根据本专利技术的线性致动的机械超导开关的示例； 图2-5示出用在本专利技术实施例中的具有接触表面的替代类型块； 图6-7示出根据本专利技术的旋转致动的机械超导开关的示例，其中，图6示出沿图7 的线VI-VI的部分横截面。 【具体实施方式】 根据本专利技术，超导开关不需要分离的辅助线圈。相反地，该开关使用形成超导磁体 本身的线圈的线端而制成。本专利技术的开关提供了机械操作的开关触头，以提供形成超导磁 体本身的线圈的线端之间的电导。 用于磁体线圈的超导线通常具有铜基，从而提供比常规超导开关的典型CuNi基 线更好的稳定性。 开关断开和闭合状态使用机械动作，因此，不需要加热器，并可具有几乎无限的 "断开"电阻。这使任何热消散最小，并增加了用于激励和去激励磁体的可获得的缓变率。 低温致冷器的冷却能力相应地适用于冷却磁体，并补偿磁体上的其它热负荷。 在示例中，本专利技术的机械超导开关可以如下实现。 将来自磁体线圈"起点"的引出线接合在其本身上，或者接合至另一超导体。"接 合在其本身上"意味着将线中的超导细丝暴露，缠绕、编织或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机械操作的超导开关，包括两个超导线(10,12)，每个超导线的相应端部嵌入相应的超导材料块(13,14；42,52)中；以及机械装置(24,16,18,20；60)，用于驱动两个块的相应接触表面(15)彼此物理接触以及用于使两个块的相应接触表面分离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆哈迈德拉克里米，AM托马斯，
申请(专利权)人：英国西门子公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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