CN213958698U - 超导磁体的维修冷却*** - Google Patents

Abstract

超导磁体的维修冷却***，包括一个杜瓦罐单元(10)、一个连接装置(20)、数个压缩机(30)以及一个散热组件(40)。杜瓦罐单元包括一个杜瓦罐罐体(11)、数个冷头(12)、一个加热装置(13)和一个循环泵(14)。杜瓦罐罐体用于存放氦气并具有入口和出口。冷头设置于杜瓦罐罐体内并能够通过循环的制冷介质冷却氦气。加热装置设置于杜瓦罐罐体内并能够加热氦气。循环泵能够驱动氦气从入口进入并从出口排出。连接装置连接杜瓦罐罐体和超导磁体的塔台。压缩机连接冷头，并能够向冷头内循环输送冷却介质。散热组件包括数个换热器，换热器对应地设置于压缩机并能够连接循环的冷却水。该维修冷却***的维修成本低，且维修周期短。

Description

超导磁体的维修冷却***

技术领域

本实用新型涉及一种维修冷却***，尤其是一种用于超导磁体的维修冷却***。

背景技术

超导磁体广泛运用于MRI***器中，一台超导磁体必须冷却到一定的临界温度，超导磁体才会达到超导状态。在超导磁体的维修过程中，需要先用液氮来做低温预冷，再逐步抽真空过渡到液氦低温水平。传统冷却方法需要消耗大量液氦和液氮，维修成本高昂，且维修周期漫长。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超导磁体的维修冷却***，能够超导磁体的维修成本更底，且维修周期更短。

本实用新型提供了一种超导磁体的维修冷却***，包括一个杜瓦罐单元、一个连接装置、数个压缩机以及一个散热组件。杜瓦罐单元包括一个杜瓦罐罐体、数个冷头、一个加热装置和一个循环泵。杜瓦罐罐体用于存放氦气，杜瓦罐罐体具有一个入口和一个出口。数个冷头设置于杜瓦罐罐体内，各冷头能够通过循环的制冷介质冷却杜瓦罐罐体内的氦气。加热装置设置于杜瓦罐罐体内并能够加热杜瓦罐罐体内的氦气。循环泵能够驱动氦气从入口进入杜瓦罐罐体并从出口排出。连接装置通过管道连接杜瓦罐罐体的入口和出口，连接装置还能够固定于超导磁体的塔台，将杜瓦罐罐体与超导磁体的内部冷却通路连接。数个压缩机对应地连接数个冷头，各压缩机能够向各冷头内循环输送冷却介质。散热组件包括数个换热器，数个换热器对应地设置于数个压缩机，各换热器能够连接循环的冷却水冷却各压缩机。

本实用新型提供的超导磁体的维修冷却***，杜瓦罐单元的杜瓦罐罐体通过连接装置与超导磁体的内部冷却通路连接，借由循环泵向超导磁体提供循环的氦气。根据维修的需要，压缩机能够配合冷头冷却杜瓦罐罐体内的氦气，进而冷却超导磁体。杜瓦罐单元的加热装置还能够加热杜瓦罐罐体内的氦气，进而将超导磁体加热恢复至常温。本实用新型提供的超导磁体的维修冷却***，能够循环利用氦气，使超导磁体的维修成本更底。同时使用维修冷却***冷却与加热超导磁体的过程简单，节省时间使超导磁体的维修周期更短。

在超导磁体的维修冷却***的再一种示意性实施方式中，杜瓦罐单元还包括一个压力传感器、一个温度传感器以及一个杜瓦罐控制器。压力传感器能够测量杜瓦罐罐体内的氦气的压力。温度传感器能够测量杜瓦罐罐体内的氦气的温度。杜瓦罐控制器信号连接压力传感器、温度传感器、数个压缩机和加热装置，杜瓦罐控制器被配置为能够输入一个控制参数，并根据控制参数以及杜瓦罐罐体内的氦气的压力和温度自动控制压缩机和加热装置。借此能够实现自动控制，保证杜瓦罐罐体内的氦气的参数精确稳定。

在超导磁体的维修冷却***的又一种示意性实施方式中，维修冷却***还包括一个通讯装置以及一个控制单元。通讯装置能够信号连接超导磁体的控制***和传感器并获取超导磁体的运行状态信息。控制单元信号连接通讯装置和杜瓦罐控制器，控制单元被配置为能够根据超导磁体的运行状态信息自动向杜瓦罐控制器输入控制参数。借此能够在维修过程中根据超导磁体的运行状态自动控制杜瓦罐罐体内的氦气的参数。

在超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式中，控制单元包括一个人机交互显示屏，人机交互显示屏能够显示超导磁体、杜瓦罐单元和压缩机的运行状态信息，人机交互显示屏还被用于手动输入用于控制杜瓦罐单元和压缩机的控制指令。借此便于维修人员监控各设备并进行手动控制。

在超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式中，维修冷却***还包括数个可以在地面移动的小车，杜瓦罐单元、数个压缩机和控制单元对应地设置于数个小车。借此便于维修人员现场移动各设备，以适应维修现场的复杂环境。

在超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式中，散热组件还包括两个分水器，一个分水器能够通过管道连接超导磁体的水冷散热单元的出水口和数个换热器的入水口，另一个分水器能够通过管道连接超导磁体的水冷散热单元的入水口和数个换热器的出水口。借此便于换热器与超导磁体的水冷散热单元连接。

在超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式中，散热组件还包括一个增压泵，其能够增加进入连接数个换热器的入水口的分水器的水压。借此能够灵活控制数个换热器的进水压力，降低了对维修现场的水冷散热单元的要求，提高了适用性。

在超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式中，连接装置包括一个第一法兰以及数个第二法兰。第一法兰通过管道连接杜瓦罐罐体的入口和出口，第一法兰能够通过螺栓密封固定于超导磁体的塔台。数个第二法兰的直径各不相同并且都大于第一法兰的直径，各第二法兰能够通过螺栓密封固定于不同尺寸的超导磁体的塔台，第一法兰还能够通过螺栓密封固定于第二法兰。维修冷却***通过上述结构能够灵活地安装于不同尺寸的塔台。

在超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式中，压缩机采用氦气作为冷却介质。借此便于现场操作。

附图说明

以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1是用于说明超导磁体的维修冷却***的一种示意性实施方式的结构示意图。

图2是用于说明连接装置的使用状态参考图。

图3是用于说明连接装置的另一使用状态参考图。

图4是用于说明超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式的结构示意图。

图5是维修冷却***的局部结构示意图。

标号说明

10 杜瓦罐单元

11 杜瓦罐罐体

12 冷头

13 加热装置

14 循环泵

15 压力传感器

16 温度传感器

17 杜瓦罐控制器

20 连接装置

21 第一法兰

22 第二法兰

30 压缩机

40 散热组件

42 换热器

44 分水器

46 增压泵

50 通讯装置

60 控制单元

62 人机交互显示屏

70 小车

80 超导磁体

82 塔台

84 水冷散热单元

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等并非表示其重要程度或顺序等，仅用于表示彼此的区别，以利文件的描述。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

图1是用于说明超导磁体的维修冷却***的一种示意性实施方式的结构示意图。参照图1，超导磁体的维修冷却***包括一个杜瓦罐单元10、一个连接装置20、四个压缩机30以及一个散热组件40。

杜瓦罐单元10包括一个杜瓦罐罐体11、四个冷头12、一个加热装置13和一个循环泵14。杜瓦罐罐体11用于存放氦气，杜瓦罐罐体11具有一个入口和一个出口。四个冷头12设置于杜瓦罐罐体11内，各冷头12能够通过循环的制冷介质冷却杜瓦罐罐体11内的氦气。加热装置13可以是电加热片，其设置于杜瓦罐罐体11内并能够加热杜瓦罐罐体11内的氦气。循环泵14能够驱动氦气从入口进入杜瓦罐罐体11并从出口排出，配合冷头12和加热装置13，杜瓦罐单元10能够循环提供不同温度的氦气。

连接装置20通过管道连接杜瓦罐罐体11的入口和出口，连接装置20还能够固定于超导磁体80的塔台82，将杜瓦罐罐体11与超导磁体80的内部冷却通路连接，借此氦气能够在杜瓦罐罐体11和超导磁体80的内部冷却通路之间循环，将杜瓦罐罐体11内的冷量或热量传递给超导磁体80。

四个压缩机30一一对应地连接四个冷头12，各压缩机30能够向各冷头12内循环输送冷却介质，并冷却述杜瓦罐罐体11内的氦气。在示意性实施方式中，压缩机30采用氦气作为冷却介质，与超导磁体80采用相同的冷却介质，便于现场获取。散热组件40包括四个换热器42，四个换热器42一一对应地设置于四个压缩机30内的发热位置。各换热器42能够连接循环的冷却水冷却各压缩机30，防止压缩机30热保护，使压缩机30能够持续稳定运行。

虽然在本示意性实施方式中，冷头12、压缩机30、换热器42分别为四个，加热装置13为一个，然而并不限于此，在其他示意性实施方式中，冷头12、压缩机30、换热器42和加热装置13的数量可以根据实际的需求调整。

本实用新型提供的超导磁体的维修冷却***，杜瓦罐单元10的杜瓦罐罐体11通过连接装置20与超导磁体80的内部冷却通路连接，借由循环泵14向超导磁体80提供循环的氦气。根据维修的需要，压缩机30能够配合冷头12冷却杜瓦罐罐体11内的氦气，进而冷却超导磁体80。杜瓦罐单元10的加热装置13能够加热杜瓦罐罐体11内的氦气，进而将超导磁体80加热恢复至常温。本实用新型提供的超导磁体的维修冷却***，能够循环利用氦气，使超导磁体的维修成本更底。同时使用维修冷却***冷却与加热超导磁体80的过程简单，节省时间使超导磁体的维修周期更短。

在示意性实施方式中，参照图1，散热组件40还包括两个分水器44，一个分水器44能够通过管道连接超导磁体80的水冷散热单元84的出水口和四个换热器42的入水口，另一分水器44能够通过管道连接超导磁体80的水冷散热单元84的入水口和四个换热器42的出水口。借此便于换热器42与超导磁体80的水冷散热单元84连接。

在示意性实施方式中，参照图1，散热组件40还包括一个增压泵46，其能够增加进入连接四个换热器42的入水口的分水器44的水压。借此能够灵活控制四个换热器42的进水压力，降低了对维修现场的水冷散热单元84的要求，提高了适用性。

图2是用于说明连接装置的使用状态参考图。图3是用于说明连接装置的另一使用状态参考图。参照图2和图3，连接装置20包括一个第一法兰21以及数个第二法兰22。第一法兰21通过管道连接杜瓦罐罐体11的入口和出口。参照图2，第一法兰21能够通过螺栓固定于超导磁体80的塔台82，第一法兰21和塔台82之间可以添加密封圈以加强密封性。参照图3，图中仅示出了一个第二法兰22，数个第二法兰22的直径各不相同并且都大于第一法兰21的直径。第二法兰22能够通过螺栓固定于不同尺寸的超导磁体80的塔台82并通过密封圈以加强密封性，第一法兰21还能够通过螺栓固定于第二法兰22并通过密封圈以加强密封性。在维修不同型号的超导磁体80时，维修冷却***能够通过选用不同的第二法兰22灵活地安装于不同尺寸的塔台82。

图4是用于说明超导磁体的维修冷却***的另一种示意性实施方式的结构示意图。参照图4，图4中的维修冷却***与图1中的维修冷却***相同或相似之处不再赘述，其区别在于杜瓦罐单元10还包括一个压力传感器15、一个温度传感器16以及一个杜瓦罐控制器17。压力传感器15能够测量杜瓦罐罐体11内的氦气的压力。温度传感器16能够测量杜瓦罐罐体11内的氦气的温度。杜瓦罐控制器17信号连接压力传感器15、温度传感器16、四个压缩机30和加热装置13，并且杜瓦罐控制器17能够接收压力传感器15和温度传感器16测量的数据以及压缩机30和加热装置13的运行状态数据，杜瓦罐控制器17还能控制压缩机30和加热装置13。杜瓦罐控制器17被配置为能够输入一个控制参数，并根据控制参数以及杜瓦罐罐体11内的氦气的压力和温度自动控制压缩机30和加热装置13。借此能够实现自动控制，保证杜瓦罐罐体11内的氦气的参数精确稳定

在示意性实施方式中，参照图4，维修冷却***还包括一个通讯装置50以及一个控制单元60。通讯装置50能够信号连接超导磁体80的控制***和传感器并获取超导磁体80的运行状态信息。控制单元60信号连接通讯装置50和杜瓦罐控制器17，控制单元60被配置为能够根据超导磁体80的运行状态信息自动向杜瓦罐控制器17输入控制参数。借此能够在维修过程中根据超导磁体80的运行状态自动控制杜瓦罐罐体11内的氦气的温度和压力等参数。

图5是维修冷却***的局部结构示意图。参照图5，在示意性实施方式中，控制单元60包括一个人机交互显示屏62，人机交互显示屏62能够显示超导磁体80、杜瓦罐单元10和压缩机30的运行状态信息，人机交互显示屏62还被用于手动输入用于控制杜瓦罐单元10和压缩机30的控制指令。借此便于维修人员监控各设备并进行手动控制。

在示意性实施方式中，参照图5，维修冷却***还包括数个可以在地面移动的小车70，图5中以控制单元60为例，杜瓦罐单元10、四个压缩机30和控制单元60一一对应地设置于数个小车70。便于维修人员现场移动各设备，借此适应维修现场的复杂环境。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.超导磁体的维修冷却***，其特征在于，包括：

一个杜瓦罐单元(10)，其包括：

一个杜瓦罐罐体(11)，其用于存放氦气，所述杜瓦罐罐体(11)具有一个入口和一个出口，

数个冷头(12)，所述数个冷头(12)设置于所述杜瓦罐罐体(11)内，各所述冷头(12)能够通过循环的制冷介质冷却所述杜瓦罐罐体(11)内的氦气，

一个加热装置(13)，其设置于所述杜瓦罐罐体(11)内并能够加热所述杜瓦罐罐体(11)内的氦气，

一个循环泵(14)，其能够驱动氦气从所述入口进入所述杜瓦罐罐体(11)并从所述出口排出，

一个连接装置(20)，其通过管道连接所述杜瓦罐罐体(11)的所述入口和所述出口，所述连接装置(20)还能够固定于超导磁体的塔台，将所述杜瓦罐罐体(11)与所述超导磁体的内部冷却通路连接；

数个压缩机(30)，所述数个压缩机(30)对应地连接所述数个冷头(12)，各所述压缩机(30)能够向各所述冷头(12)内循环输送冷却介质，

一个散热组件(40)，其包括数个换热器(42)，所述数个换热器(42)对应地设置于所述数个压缩机(30)，各所述换热器(42)能够连接循环的冷却水冷却各所述压缩机(30)。

2.如权利要求1所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述杜瓦罐单元(10)还包括：

一个压力传感器(15)，其能够测量所述杜瓦罐罐体(11)内的氦气的压力；

一个温度传感器(16)，其能够测量所述杜瓦罐罐体(11)内的氦气的温度；以及

一个杜瓦罐控制器(17)，其信号连接所述压力传感器(15)、所述温度传感器(16)、所述数个压缩机(30)和所述加热装置(13)，所述杜瓦罐控制器(17)被配置为能够输入一个控制参数，并根据所述控制参数以及所述杜瓦罐罐体(11)内的氦气的压力和温度自动控制所述压缩机(30)和所述加热装置(13)。

3.如权利要求2所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述维修冷却***还包括：一个通讯装置(50)，其能够信号连接所述超导磁体的控制***和传感器并获取所述超导磁体的运行状态信息；

一个控制单元(60)，其信号连接所述通讯装置(50)和所述杜瓦罐控制器(17)，所述控制单元(60)被配置为能够根据所述超导磁体的运行状态信息自动向所述杜瓦罐控制器(17)输入所述控制参数。

4.如权利要求3所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述控制单元(60)包括一个人机交互显示屏(62)，所述人机交互显示屏(62)能够显示所述超导磁体、所述杜瓦罐单元(10)和所述压缩机(30)的运行状态信息，所述人机交互显示屏(62)还被用于手动输入用于控制所述杜瓦罐单元(10)和所述压缩机(30)的控制指令。

5.如权利要求3所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述维修冷却***还包括数个可以在地面移动的小车(70)，所述杜瓦罐单元(10)、所述数个压缩机(30)和所述控制单元(60)对应地设置于所述数个小车(70)。

6.如权利要求1所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述散热组件(40)还包括两个分水器(44)，一个所述分水器(44)能够通过管道连接所述超导磁体的水冷散热单元的出水口和所述数个换热器(42)的入水口，另一个所述分水器(44)能够通过管道连接所述超导磁体的水冷散热单元的入水口和所述数个换热器(42)的出水口。

7.如权利要求6所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述散热组件(40)还包括一个增压泵(46)，其能够增加进入连接所述数个换热器(42)的入水口的分水器(44)的水压。

8.如权利要求1所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述连接装置(20)包括：一个第一法兰(21)，其通过管道连接所述杜瓦罐罐体(11)的所述入口和所述出口，所述第一法兰(21)能够通过螺栓密封固定于所述超导磁体的塔台；以及

数个第二法兰(22)，所述数个第二法兰(22)的直径各不相同并且都大于所述第一法兰(21)的直径，各所述第二法兰(22)能够通过螺栓密封固定于不同尺寸的所述超导磁体的塔台，所述第一法兰(21)还能够通过螺栓密封固定于所述第二法兰(22)。

9.如权利要求1所述的超导磁体的维修冷却***，其特征在于，所述压缩机(30)采用氦气作为冷却介质。

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