【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种超导磁体，及超导磁体的制冷方法及磁共振成像系统。
技术介绍
1、无氦超导磁体是超导磁体技术的发展趋势。无氦超导磁体通过制冷机及连接在制冷机的冷头和需冷却部件之间的热传导部件实现制冷。但是受制冷机功率及热传导部件的导热效率的影响，使得将超导磁体的超导线圈降至超导温度的预冷过程的耗时较长。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种超导磁体，其利于降低超导磁体的预冷过程的耗时。
2、本专利技术的另一个目的是提供一种超导磁体的制冷方法，其利于降低超导磁体的预冷过程的耗时。
3、本专利技术的还一个目的是提供一种磁共振成像系统，其利于降低超导磁体的预冷过程的耗时。
4、本专利技术提供了一种超导磁体，超导磁体包括一个真空容器、一个超导线圈和一个制冷系统。真空容器包括一个容器壁且具有一个由容器壁包围而成的容腔。超导线圈设置于容腔。制冷系统包括一个热交换器、一个第一冷却机构和一个第二冷却机构。热交换器设置于容腔并与超导线圈连接以传递热量。第一冷却机构包括一个制冷机。制冷机连接热交换器以传递热量。第二冷却机构包括与制冷机独立设置的冷却管路。冷却管路与热交换器连通并能够与热交换器进行热交换。
5、该超导磁体，当启动制冷机时，超导线圈的热量可通过热交换器和制冷机导出；当向第二冷却机构的冷却管路内注入单向流动的冷却流体时，超导线圈的热量可通过热交换器和单相流动的冷却流体导出。实际使用时，可在超导磁体的预冷过程中，采
6、在超导磁体的另一种示意性实施方式中，热交换器包括一个热交换本体，热交换本体具有一个热交换腔，热交换本体与超导线圈连接以传递热量。
7、在超导磁体的再一种示意性实施方式中，制冷机包括一个第一冷头，第一冷头设置于容腔并连接热交换本体以传递热量。
8、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，第二冷却机构的冷却管路包括一个第一冷却管和一个第二冷却管。第一冷却管一端连接热交换本体并连通热交换腔，另一端位于真空容器的外侧。第二冷却管一端连接热交换本体并连通热交换腔，另一端位于真空容器的外侧，以形成一个从第一冷却管的位于真空容器外的一端到第二冷却管的位于真空容器外的一端并途径热交换腔的流体通道。
9、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，热交换器还包括一个换热单元。换热单元设置于热交换腔以与进入热交换腔的流体传递热量。换热单元连接热交换本体以传递热量。借此利于提高导热效率。
10、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，换热单元包括数个分离设置的换热件，换热件为片状或柱状；或者换热单元为金属泡沫块。借此利于提高导热效率。
11、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，第一冷却管的至少一部分设置为波纹管；和/或第二冷却管的至少一部分设置为波纹管。借此利于降低经由第一冷却管和第二冷却管从真空容器外进入超导磁体内的热量。
12、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，制冷系统还包括一个泄压阀。泄压阀设置于第一冷却管的位于真空容器外的一端或第二冷却管的位于真空容器外的一端。借此提高安全性。
13、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，制冷机还包括一个第二冷头。第二冷头设置于容腔。第一冷却管的位于容腔内的部分的靠近容器壁的一端连接第二冷头以传递热量。第二冷却管的位于容腔内的部分的靠近容器壁的一端连接第二冷头以传递热量。借此经由第一冷却管和第二冷却管进入超导磁体内的热量可通过第二冷头吸收。
14、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，超导磁体还包括一个热屏蔽罩。热屏蔽罩设置于容腔且具有一个热屏蔽腔。第一冷头、热交换器和超导线圈设置于热屏蔽腔。第二冷头设置于热屏蔽罩的外侧。第二冷头连接热屏蔽罩以传递热量。借此利于降低通过热辐射由热屏蔽罩外侧到达超导线圈的热量。
15、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，第一冷头通过导热结构连接热交换本体；和/或第二冷头通过导热结构连接第一冷却管和第二冷却管；和/或第二冷头通过导热结构连接热屏蔽罩；和/或热交换本体通过导热结构连接超导线圈。借此利于提高组装的灵活性。
16、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，制冷系统还包括一个装配套。装配套穿设于容器壁并具有一个装配腔。装配套具有一个开口于真空容器的外侧且连通装配腔的插入口。制冷机从插入口插设于装配腔且第一冷头位于装配腔。装配套具有一个第一导热部。第一导热部连接第一冷头以传递热量。第一冷头通过第一导热部连接热交换本体。借此可方便地拆装制冷机，方便制冷机的日常维护。
17、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，制冷系统还包括一个装配套。装配套穿设于容器壁并具有一个装配腔。装配套具有一个开口于真空容器的外侧且连通装配腔的插入口。制冷机从插入口插设于装配腔且第二冷头位于装配腔。装配套具有一个第二导热部。第二导热部连接第二冷头以传递热量。第二冷头通过第二导热部连接第一冷却管和第二冷却管。借此可方便地拆装制冷机，方便制冷机的日常维护。
18、在超导磁体的还一种示意性实施方式中，热交换器连接超导磁体的冷质量体以传递热量，冷质量体包括超导线圈。借此可全面地冷却超导磁体的冷质量体。
19、本专利技术还提供了一种超导磁体的制冷方法，超导磁体为上述的超导磁体，制冷方法包括：在将超导磁体的超导线圈降至超导温度的预冷过程中，向第二冷却机构的冷却管路注入冷却流体；在预冷过程完成后，封闭第二冷却机构的冷却管路并开启制冷机。该超导磁体的制冷方法利于降低超导磁体的预冷过程的耗时。
20、在超导磁体的制冷方法的另一种示意性实施方式中，在预冷过程中开启制冷机。借此利于进一步降低超导磁体的预冷过程的耗时。
21、本专利技术还提供了一种磁共振成像系统，其包括上述的超导磁体。该磁共振成像系统利于降低超导磁体的预冷过程的耗时。
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1.超导磁体，所述超导磁体包括一个真空容器(100)和一个超导线圈(200)，所述真空容器(100)包括一个容器壁(101)且具有一个由所述容器壁(101)包围而成的容腔(102)，所述超导线圈(200)设置于所述容腔(102)，其特征在于，所述超导磁体还包括一个制冷系统(300)，所述制冷系统(300)包括：
2.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述热交换器(10)包括一个热交换本体(11)，所述热交换本体(11)具有一个热交换腔(113)，所述热交换本体(11)与所述超导线圈(200)连接以传递热量。
3.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷机(20)包括一个第一冷头(21)，所述第一冷头(21)设置于所述容腔(102)并连接所述热交换本体(11)以传递热量。
4.如权利要求3所述的超导磁体，其特征在于，所述第二冷却机构的冷却管路包括：
5.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述热交换器(10)还包括一个换热单元(12)，所述换热单元(12)设置于所述热交换腔(113)以与进入所述热交换腔(113)的流
6.如权利要求5所述的超导磁体，其特征在于，
7.如权利要求4所述的超导磁体，其特征在于，所述第一冷却管(31)的至少一部分设置为波纹管；和/或所述第二冷却管(32)的至少一部分设置为波纹管。
8.如权利要求4所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷系统(300)还包括一个泄压阀(40)，所述泄压阀(40)设置于所述第一冷却管(31)的位于所述真空容器(100)外的一端或所述第二冷却管(32)的位于所述真空容器(100)外的一端。
9.如权利要求4所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷机(20)还包括一个第二冷头(22)，所述第二冷头(22)设置于所述容腔(102)，所述第一冷却管(31)的位于所述容腔(102)内的部分的靠近所述容器壁(101)的一端连接所述第二冷头(22)以传递热量，所述第二冷却管(32)的位于所述容腔(102)内的部分的靠近所述容器壁(101)的一端连接所述第二冷头(22)以传递热量。
10.如权利要求9所述的超导磁体，其特征在于，所述超导磁体还包括一个热屏蔽罩(400)，所述热屏蔽罩(400)设置于所述容腔(102)且具有一个热屏蔽腔(401)，所述第一冷头(21)、所述热交换器(10)和所述超导线圈(200)设置于所述热屏蔽腔(401)；所述第二冷头(22)设置于所述热屏蔽罩(400)的外侧，所述第二冷头(22)连接所述热屏蔽罩(400)以传递热量。
11.如权利要求10所述的超导磁体，其特征在于，
12.如权利要求3所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷系统(300)还包括一个装配套(50)，所述装配套(50)穿设于所述容器壁(101)并具有一个装配腔(51)，所述装配套(50)具有一个开口于所述真空容器(100)的外侧且连通所述装配腔(51)的插入口(52)，所述制冷机(20)从所述插入口(52)插设于所述装配腔(51)且所述第一冷头(21)位于所述装配腔(51)，所述装配套(50)具有一个第一导热部(53)，所述第一导热部(53)连接所述第一冷头(21)以传递热量，所述第一冷头(21)通过所述第一导热部(53)连接所述热交换本体(11)。
13.如权利要求9所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷系统(300)还包括一个装配套(50)，所述装配套(50)穿设于所述容器壁(101)并具有一个装配腔(51)，所述装配套(50)具有一个开口于所述真空容器(100)的外侧且连通所述装配腔(51)的插入口(52)，所述制冷机(20)从所述插入口(52)插设于所述装配腔(51)且所述第二冷头(22)位于所述装配腔(51)，所述装配套(50)具有一个第二导热部(54)，所述第二导热部(54)连接所述第二冷头(22)以传递热量，所述第二冷头(22)通过所述第二导热部(54)连接所述第一冷却管(31)和所述第二冷却管(32)。
14.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述热交换器(10)连接所述超导磁体的冷质量体以传递热量，所述冷质量体包括所述超导线圈(200)。
15.超导磁体的制冷方法，其特征在于，所述超导磁体为如权利要求1至14中任一项所述的超导磁体，所述制冷方法包括：
16.如权利要求15所述的超导磁体的制冷方法，其特征在于，在所述预冷过程中开启所述制冷机。
17.磁共振成像系统，其特征在于，包括如权利要求1至14中任...
【技术特征摘要】
1.超导磁体，所述超导磁体包括一个真空容器(100)和一个超导线圈(200)，所述真空容器(100)包括一个容器壁(101)且具有一个由所述容器壁(101)包围而成的容腔(102)，所述超导线圈(200)设置于所述容腔(102)，其特征在于，所述超导磁体还包括一个制冷系统(300)，所述制冷系统(300)包括：
2.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述热交换器(10)包括一个热交换本体(11)，所述热交换本体(11)具有一个热交换腔(113)，所述热交换本体(11)与所述超导线圈(200)连接以传递热量。
3.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷机(20)包括一个第一冷头(21)，所述第一冷头(21)设置于所述容腔(102)并连接所述热交换本体(11)以传递热量。
4.如权利要求3所述的超导磁体，其特征在于，所述第二冷却机构的冷却管路包括：
5.如权利要求2所述的超导磁体，其特征在于，所述热交换器(10)还包括一个换热单元(12)，所述换热单元(12)设置于所述热交换腔(113)以与进入所述热交换腔(113)的流体传递热量，所述换热单元(12)连接所述热交换本体(11)以传递热量。
6.如权利要求5所述的超导磁体，其特征在于，
7.如权利要求4所述的超导磁体，其特征在于，所述第一冷却管(31)的至少一部分设置为波纹管；和/或所述第二冷却管(32)的至少一部分设置为波纹管。
8.如权利要求4所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷系统(300)还包括一个泄压阀(40)，所述泄压阀(40)设置于所述第一冷却管(31)的位于所述真空容器(100)外的一端或所述第二冷却管(32)的位于所述真空容器(100)外的一端。
9.如权利要求4所述的超导磁体，其特征在于，所述制冷机(20)还包括一个第二冷头(22)，所述第二冷头(22)设置于所述容腔(102)，所述第一冷却管(31)的位于所述容腔(102)内的部分的靠近所述容器壁(101)的一端连接所述第二冷头(22)以传递热量，所述第二冷却管(32)的位于所述容腔(102)内的部分的靠近所述容器壁(101)的一端连接所述第二冷头(22)以传递热量。
10.如权利要求9所述的超导磁体，其特征在于，所述超导磁体还包括一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙志强，
申请(专利权)人：西门子深圳磁共振有限公司，
类型：发明
国别省市：
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