一種二元可拔氣冷電流引線裝置制造方法及圖紙

一種二元可拔氣冷電流引線裝置，包括電流引線本體（13）和一級換熱器（18）。電流引線本體（13）可從超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中拔出，一級換熱器（18）固定在超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的冷屏上或制冷機的一級冷頭上。電流引線本體（13）的上過渡段（2）連接常導(dǎo)段（1）和高溫段（3），下過渡段（2’）連接高溫段（3）和引線插頭（4）。在常導(dǎo)段（1）下端面和引線插頭（4）上端面之間固定有支撐管（11），將上下過渡段（2、2’）和高溫段（3）包裹在其內(nèi)。一級換熱器（18）的上導(dǎo)熱法蘭（14）與電流引線本體（13）上的導(dǎo)熱環(huán)（6）熱接觸，并對電流引線本體（13）的常導(dǎo)段（1）進行熱截流。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的電流引線裝置，特別涉及一種用于MRI成像超導(dǎo)磁體中的電流引線。
技術(shù)介紹
電流引線是超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的重要組成部分，是處在室溫的電源向4. 2K的低溫環(huán)境中的超導(dǎo)磁體輸送能量的通道。電流引線是室溫區(qū)到低溫區(qū)的過渡段。沿電流引線導(dǎo)入低溫區(qū)的熱量主要有兩個來源熱傳導(dǎo)帶來的漏熱以及流過導(dǎo)體的電流而產(chǎn)生的焦耳熱。現(xiàn)有大部分超導(dǎo)磁體在一次性勵磁到目標值后，再借助于超導(dǎo)開關(guān)的閉合使磁體在持續(xù)電流下運行，此后可斷開磁體電源，如果此時將電流引線從低溫區(qū)拔出，那么就會消除由于電流引線的熱傳導(dǎo)而流入低溫區(qū)的熱量，使低溫容器的液氦損量大大降低，這是解決電流引線漏熱的比較完善的方案。·可拔式電流引線一般中間留有氦氣通道，強迫低溫容器中蒸發(fā)的氦氣從電流引線中流過并對電流引線進行冷卻。這種采用氦氣進行冷卻的電流引線稱為可拔氣冷電流引線。電流引線設(shè)計的原則是盡可能地減少向低溫容器的漏熱，使低溫容器中的液氦蒸發(fā)損失最小。現(xiàn)有技術(shù)的可拔氣冷電流引線，都為銅或銅合金制作。而銅或銅合金的熱導(dǎo)率非常大，如果通過減小電流引線截面積的方法來減少向低溫區(qū)的熱傳導(dǎo)，勢必會增加電流引線本身的焦熱發(fā)熱。因此，這種采用銅或銅合金制作的一元結(jié)構(gòu)的可拔氣冷引線，一般其向低溫區(qū)的漏熱都很大，這樣就増加了勵磁過程中液氦的消耗。特別對于傳導(dǎo)冷卻或者少液氦結(jié)構(gòu)的閉環(huán)運行超導(dǎo)磁體，由于沒有足夠的液氦與電流引線進行熱交換，電流引線的漏熱很可能傳導(dǎo)到超導(dǎo)磁體內(nèi)部，從而引發(fā)超導(dǎo)磁體的失超，將嚴重影響著超導(dǎo)磁體的工作性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有的可拔氣冷電流引線向低溫區(qū)漏熱大的缺陷，提出ー種ニ元結(jié)構(gòu)的可拔氣冷電流引線裝置。高溫超導(dǎo)材料在液氮或更低溫度可以無阻地承載電流，沒有焦耳熱，且只傳導(dǎo)少量的熱，因此是非常優(yōu)秀的電流引線材料，可大幅度地節(jié)省致冷量。本專利技術(shù)在可拔氣冷電流引線的低溫段采用高溫超導(dǎo)材料，大大降低電流引線向低溫容器的漏熱。本專利技術(shù)的ニ元可拔氣冷電流弓I線裝置由電流引線本體和一級換熱器組成，其中電流引線本體可從超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中拔出，而ー級換熱器固定在超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的冷屏上或制冷機的一級冷頭上。本專利技術(shù)ニ元可拔氣冷電流引線裝置的電流引線本體包括常導(dǎo)段、上過渡段、高溫段、下過渡段和引線插頭。其中，常導(dǎo)段是由銅或銅合金材料制成的長管，常導(dǎo)段的上端焊接有一個接線鼻子，該接線鼻子與電源輸出線連接，常導(dǎo)段的下端焊接有ー個環(huán)形導(dǎo)熱環(huán)；高溫段為由高溫超導(dǎo)材料制成的圓管；上過渡段連接常導(dǎo)段和高溫段，下過渡段連接高溫段和引線插頭。所述的上、下過渡段結(jié)構(gòu)相同，都由上連接環(huán)、多根柔性電纜和下連接環(huán)組成。上、下過渡段的上連接環(huán)的下端面和下連接環(huán)的上端面分別加工有一個環(huán)形焊接槽，多根柔性電纜的上端和下端分別插入上連接環(huán)下端面和下連接環(huán)上端面的焊接槽內(nèi)，這兩個焊接槽內(nèi)填入焊錫，將多根柔性電纜、上連接環(huán)和下連接環(huán)連接成ー個整體。所述的上過渡段上連接環(huán)的上端面與所述常導(dǎo)段的下端面焊接在一起，下過渡段上連接環(huán)的上端面與引線插頭的上端面焊接在一起；上、下過渡段的下連接環(huán)的下端面分別加工有一個環(huán)形焊接槽，所述高溫段的上端和下端分別插入上過渡段下連接環(huán)下端面和下過渡段下連接環(huán)下端面上的焊接槽內(nèi)，這兩個焊接槽內(nèi)填入焊錫，將高溫段、上過渡段和下過渡段連接成一個整體。在常導(dǎo)段的下端面和引線插頭的上端面之間固定有一根支撐管，所述的支撐管采用環(huán)氧材料制作，支撐管將上下過渡段和高溫段包裹在其內(nèi)，對易碎的高溫段起保護作用。當(dāng)插拔電流引線本體時，所產(chǎn)生的作用力通過支撐管傳遞。本專利技術(shù)的ニ元可拔氣冷電流引線裝置的一級換熱器包括上導(dǎo)熱法蘭、波紋管、柔性銅絞線和下導(dǎo)熱法蘭。上導(dǎo)熱法蘭的下端面和下導(dǎo)熱法蘭的上端面分別加工有一個環(huán)形焊接槽，多根柔性銅絞線的上端和下端分別插入到上導(dǎo)熱法蘭和下導(dǎo)熱法蘭的焊接槽內(nèi)，兩個焊接槽內(nèi)填入焊錫，將多根柔性銅絞線、上導(dǎo)熱法蘭和下導(dǎo)熱法蘭連接成ー個整體。下導(dǎo)熱法蘭剛性固定在超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的冷屏上或制冷機的一級冷頭上，在上導(dǎo)熱法蘭和下導(dǎo)熱法蘭之間套接有一個波紋管，通過所述的波紋管來支撐上導(dǎo)熱法蘭，由于波紋管在受到壓カ時會沿軸向收縮，使得上導(dǎo)熱法蘭的位置可以沿軸向進行調(diào)節(jié)。當(dāng)需要給超導(dǎo)磁體勵磁時，所述的電流引線本體從所述的一級換熱器內(nèi)孔中穿出，電流引線本體上常導(dǎo)段下端的導(dǎo)熱環(huán)正好壓在ー級換熱器的上導(dǎo)熱法蘭上，在導(dǎo)熱環(huán) 與上導(dǎo)熱法蘭之間放置有ー個導(dǎo)熱絕緣件，對電流引線本體和ー級換熱器進行電氣絕緣。電流引線本體的引線插頭插入并固定在低溫容器內(nèi)的引線底座中。本專利技術(shù)的ニ元可拔氣冷電流引線裝置工作時，所述的電流引線本體的常導(dǎo)段的漏熱將被ー級換熱器截流，一級換熱器同冷屏連接，可以使得常導(dǎo)段下端溫度低于70K ;加上高溫段的零電阻和低熱導(dǎo)率特性，使得電流引線裝置向低溫容器的漏熱非常小；低溫容器蒸發(fā)的氦氣從電流引線本體的內(nèi)孔流出，對電流引線本體進行氣冷，進ー步減小了電流引線向低溫容器的漏熱。附圖說明圖I本專利技術(shù)實施例的ニ元可拔氣冷電流引線本體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1常導(dǎo)段、2上過渡段、2’下過渡段、3高溫段、4引線插頭、5接線鼻子、6導(dǎo)熱環(huán)、7導(dǎo)熱絕緣件、8、8’上連接環(huán)、9、9’柔性電纜、10、10’下連接環(huán)；圖2外面套有環(huán)氧支撐管的ニ元可拔氣冷電流引線本體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中11支撐管；圖3正在工作中的ニ元可拔氣冷電流引線裝置剖面結(jié)構(gòu)圖，圖中12引線底座、13電流引線本體、18 —級換熱器；圖4 一級換熱器的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖中14上導(dǎo)熱法蘭、15波紋管、16柔性銅絞線、17下導(dǎo)熱法蘭。具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式進ー步說明本專利技術(shù)。如圖3所示，本專利技術(shù)的ニ元可拔氣冷電流引線裝置由電流引線本體13和一級換熱器18組成，其中電流引線本體13可從超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中拔出。一級換熱器18固定在超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的冷屏上或制冷機的一級冷頭上。 如圖I所示，本專利技術(shù)ニ元可拔氣冷電流弓丨線裝置的電流引線本體13包括常導(dǎo)段I、上過渡段2、高溫段3、下過渡段2’和引線插頭4。其中，常導(dǎo)段I是由銅或銅合金材料制成的長管，常導(dǎo)段I的上端焊接有一個接線鼻子5，該接線鼻子5與電源輸出線連接。常導(dǎo)段I的下端焊接有一個環(huán)形導(dǎo)熱環(huán)6。高溫段3為由高溫超導(dǎo)材料制成的圓管；上過渡段2和 下過渡段2’的結(jié)構(gòu)相同，上過渡段2連接常導(dǎo)段I和高溫段3，下過渡段2’連接高溫段3和引線摘頭4。所述的上過渡段2由第一上連接環(huán)8、第一多根柔性電纜9和第一下連接環(huán)10組成，下過渡段2’由第二上連接環(huán)8’、第二多根柔性電纜9’和第二下連接環(huán)10’組成。第一上連接環(huán)8的下端面和第一下連接環(huán)10的上端面分別加工有一個環(huán)形焊接槽，第一多根柔性電纜9的上端和下端分別插入第一上連接環(huán)8下端面和第一下連接環(huán)10上端面的焊接槽內(nèi)，向第一上連接環(huán)8下端面和第一下連接環(huán)10上端面的焊接槽內(nèi)填入焊錫，將上過渡段2的第一上連接環(huán)8、第一多根柔性電纜9和第一下連接環(huán)10連接成ー個整體。第二上連接環(huán)8，的下端面和第二下連接環(huán)10’的上端面分別加工有一個環(huán)形焊接槽，第二多根柔性電纜9’的上端和下端分別插入第二上連接環(huán)8，下端面和第二下連接環(huán)10’上端面的焊接槽內(nèi)，向第二上連接環(huán)8’下端面和第二下連接環(huán)10’上端面的焊接槽內(nèi)填入焊錫，將下過渡段2’的第二上連接環(huán)8，第二多根柔性電纜9’和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種二元可拔氣冷電流引線裝置，其特征在于，所述的電流引線裝置包括電流引線本體（13）和一級換熱器（18）；所述的電流引線本體（13）能夠從超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中拔出；所述的一級換熱器（18）固定在超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的冷屏上或制冷機的一級冷頭上；所述的電流引線本體（13）由常導(dǎo)段（1）、上過渡段（2）、高溫段（3）、下過渡段（2’）和引線插頭（4）組成；所述的常導(dǎo)段（1）是由銅或銅合金材料制成的長管；常導(dǎo)段（1）的上端焊接有接線鼻子（5），所述的接線鼻子（5）與電源輸出線連接；常導(dǎo)段（1）的下端焊接有環(huán)形導(dǎo)熱環(huán)（6）；所述的高溫段（3）為由高溫超導(dǎo)材料制成的圓管；上過渡段（2）連接常導(dǎo)段（1）和高溫段（3），下過渡段（2’）連接高溫段（3）和引線插頭（4）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳順中，雷沅忠，程軍勝，王秋良，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院電工研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：