电流引线结构及超导磁体制造技术

本申请涉及一种电流引线结构及超导磁体，电流引线结构包括固定接头、移动接头以及形变密封组件，密封连接于移动接头与超导磁体外壳之间；形变密封组件在外力作用下产生弹性形变，移动接头在形变力作用下相对超导磁体外壳于与固定接头接触的连接位置、和与固定接头分离的断开位置之间往复。本申请提供的电流引线结构及超导磁体，在励磁和降场时，移动接头移动至与固定接头接通，导通超导线圈与外部回路；在超导线圈闭环完成后，移动接头移动至与固定接头断开，但此时移动接头依旧通过形变密封组件连接于超导磁体外壳上；电流引线结构同时兼顾永久电流引线操作的便捷性和临时电流引线拔出后不会产生额外热传导的优势。

Current Lead Structure and Superconducting Magnets

【技术实现步骤摘要】
电流引线结构及超导磁体
本技术涉及超导磁体
，特别涉及一种电流引线结构及超导磁体。
技术介绍
超导是指某些物质在一定温度条件下(一般为较低温度)电阻降为零的性质，利用材料的超导性可制作超导磁体。其中，超导磁体中超导线圈借由电流引线与外部回路导通，以产生磁场并储能。然而，常见的电流引线有永久电流引线和临时电流引线两种。其中，永久电流引线不论在励磁或降场过程中还是完成任何操作之后，一直保持在磁体内部，因此易产生额外的热传导；而临时电流引线在励磁和降场期间与磁体连接，但在完成后被拔出，如此在使用过程中需要频繁插拔，操作复杂。
技术实现思路
基于此，提供一种兼顾永久电流引线操作的便捷性和临时电流引线拔出后不会产生额外热传导的电流引线结构及超导磁体。一种电流引线结构，装配于超导磁体上，所述电流引线结构包括：固定设置于所述超导磁体中冷屏内部结构和冷屏中一者上的固定接头；活动设置于所述超导磁体中超导磁体外壳上的移动接头；以及形变密封组件，密封连接于所述移动接头与超导磁体外壳之间；其中，所述形变密封组件在外力作用下产生弹性形变，所述移动接头在形变力作用下相对所述超导磁体外壳于与所述固定接头接触的连接位置、和与所述固定接头分离的断开位置之间往复。在其中一个实施例中，所述移动接头内部开设有用于通入液氮的液氮腔。在其中一个实施例中，所述移动接头包括伸入所述超导磁体外壳内的连接端及外露所述超导磁体外壳的操作端，所述液氮腔构造为由所述操作端延伸至所述连接端。在其中一个实施例中，所述液氮腔包括液氮输入通道、冷却腔以及氮气输出通道，所述冷却腔布置于所述连接端与所述固定接头接触的一端，所述液氮输入通道与所述氮气输出通道均连通于外界与所述冷却腔之间。在其中一个实施例中，所述形变密封组件包括绝缘件及形变件，所述绝缘件密封且绝缘套设于所述移动接头的外周，所述形变件连接于所述绝缘件与所述超导磁体外壳上供所述移动接头伸出的装配孔的孔壁之间。在其中一个实施例中，所述绝缘件由陶瓷或树脂制成。在其中一个实施例中，所述形变件包括弹性薄膜及支撑部，所述弹性薄膜连接于所述绝缘件的外缘，所述支撑部连接于所述弹性薄膜与所述超导磁体外壳上所述装配孔的孔壁之间。在其中一个实施例中，所述弹性薄膜采用具有形变能力的金属不锈钢材料制成。在其中一个实施例中，所述电流引线结构包括装配于所述超导磁体外壳的辅助连接机构，所述移动接头包括伸入所述超导磁体外壳内的连接端及外露所述超导磁体外壳的操作端；所述操作端沿往复方向可移动地穿设于所述辅助连接机构内。一种超导磁体，包括超导线圈、用于为所述超导线圈提供超导温度的低温冷却单元以及用于实现所述超导线圈与外部回路导通的电流引线结构；所述低温冷却单元包括超导磁体外壳、冷屏内部结构以及冷屏，所述冷屏设置于所述超导磁体外壳与所述冷屏内部结构之间；所述电流引线结构为上述所述的电流引线结构。本申请提供的电流引线结构及超导磁体，固定接头和移动接头这两部分的连通或断开是受控的，在励磁和降场时，移动接头移动至与固定接头接通，导通超导线圈与外部回路，类似永久电流引线；在超导线圈闭环完成后，移动接头移动至与固定接头断开，类似临时电流引线，但此时移动接头依旧通过形变密封组件连接于超导磁体外壳上；也就是说，电流引线结构同时兼顾永久电流引线操作的便捷性和临时电流引线拔出后不会产生额外热传导的优势。附图说明图1为本技术一实施例中超导磁体的电流引线结构的示意图；图2a为图1所示超导磁体的一实施例中形变密封组件与移动接头的配合示意图；图2b为图1所示超导磁体的另一实施例中形变密封组件与移动接头的配合示意图；图2c为图1所示超导磁体的又一实施例中形变密封组件与移动接头的配合示意图；图3为本技术另一实施例中超导磁体的电流引线结构的示意图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在两者之间的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在两者之间的元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。随着科学技术的发展，超导技术在工业和科研中得到更为广泛的应用。具体地，利用超导材料制作的超导磁体可应用于电机、磁悬浮运输、磁共振成像(MagneticResonanceImaging，简称：MRI)、核磁共振(NuclearMagneticResonance，简称：NMR)等
其中，以医用超导磁体为代表，医用超导磁体已成为现代高场MRI系统的重要组成部分，主要作用是为MRI的工作提供高强度、高稳定性的背景磁场，便于实现快速、高对比度和高清晰度的成像。超导磁体主要由超导线圈、超导开关、低温单元、辅助电路以及电流引线组成。其中，超导线圈通电流产生磁场，为主要储存能量的元件；超导开关保证超导线圈稳定工作于闭环和开环状态，低温单元保证所有需要超导态工作的部件处于超导温度，辅助电路主要完成超导磁体的失超保护等功能，使得超导磁体在失超过程中不会出现高电压或者高温损坏线圈；电流引线用于将超导线圈与外部回路导通，实现超导线圈的励磁及降场。其中，临时电流引线只在对超导磁体进行操作时使用，如励磁或降场时提供电流通道；当完成既定操作后，会将电流引线与超导磁体分离并拿出。而临时电流引线在与超导磁体内部接头连接过程中(由于从300K环境进入4K环境)，会出现结合处接触不紧密导致结合处电阻大于安全值，从而加大励磁和降场过程中超导磁体失超的风险；同时在临时电流引线与超导磁体内部接头结合过程中还会带入少量空气，尤其是经过多次的操作后，超导磁体内部与电流引线结合处产生结霜甚者结冰，直接引起临时电流引线与超导磁体内部接头结合处电阻值增大，从而加大励磁和降场过程超导磁体失超的风险。永久电流引线不论在励磁或降场过程中还是完成任何操作之后，是一直保持在超导磁体内部，其一端与超导磁体内部电路相连，另一端在超导磁体外部用以和电源电缆相连。即永久电流引线会一直与超导磁体内部电路相连，与外部电路连接时不存在从300K进入4K这一过程，可以避免临时电流引线带来的不利因素，便于随时对超导磁体进行励磁及降场等操作。永久电流引线既要保证低电阻避免通电流后发热过大，又要保证小的热传导率避免漏热过大。为解决上述临时电流引线与永久电流引线存在的上述问题，本技术提供一种半永久式的电流引线结构，以解决上述问题。为了便于理解，首先就超导磁体的结构进行简单介绍。由于低温超导磁体必须运行在4K(-269℃)左右的低温温区。因此，为维持低温超导磁体的工作环境，通常将低温超导磁体设计成一个高真空、高绝热性能的杜瓦容器。其中，杜瓦容器包括冷屏内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流引线结构，装配于超导磁体上，其特征在于，所述电流引线结构包括：固定设置于所述超导磁体中冷屏内部结构和所述超导磁体中冷屏两者中一者上的固定接头；活动设置于所述超导磁体中超导磁体外壳上的移动接头；以及形变密封组件，密封连接于所述移动接头与超导磁体外壳之间；其中，所述形变密封组件在外力作用下产生弹性形变，所述移动接头在形变力作用下相对所述超导磁体外壳于与所述固定接头接触的连接位置、和与所述固定接头分离的断开位置之间往复。

【技术特征摘要】
1.一种电流引线结构，装配于超导磁体上，其特征在于，所述电流引线结构包括：固定设置于所述超导磁体中冷屏内部结构和所述超导磁体中冷屏两者中一者上的固定接头；活动设置于所述超导磁体中超导磁体外壳上的移动接头；以及形变密封组件，密封连接于所述移动接头与超导磁体外壳之间；其中，所述形变密封组件在外力作用下产生弹性形变，所述移动接头在形变力作用下相对所述超导磁体外壳于与所述固定接头接触的连接位置、和与所述固定接头分离的断开位置之间往复。2.根据权利要求1所述的电流引线结构，其特征在于，所述移动接头内部开设有用于通入液氮的液氮腔。3.根据权利要求2所述的电流引线结构，其特征在于，所述移动接头包括伸入所述超导磁体外壳内的连接端及外露所述超导磁体外壳的操作端，所述液氮腔构造为由所述操作端延伸至所述连接端。4.根据权利要求3所述的电流引线结构，其特征在于，所述液氮腔包括液氮输入通道、冷却腔以及氮气输出通道，所述冷却腔布置于所述连接端与所述固定接头接触的一端，所述液氮输入通道与所述氮气输出通道均连通于外界与所述冷却腔之间。5.根据权利要求1所述的电流引线结构，其特征在于，所述形变密封组件包括绝缘件及形变件，所述绝缘件密封且绝缘套设...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华炜，余乃君，史永凌，李强，王鹏，万波，虞维兴，
申请(专利权)人：湖南迈太科医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43