[发明专利]爆破片装置及更换爆破片装置中的爆破片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制低温恒温器的排出路径的改进的设备和方法，特别涉及爆破片装置(burst disc arrangement)及更换爆破片装置中的爆破片的方法。

背景技术

此项技术中众所周知，在低温恒温器内通常通过例如液体氦等液体致冷剂来冷却超导磁体。超导磁体也易受淬火事件的影响，其中出于若干原因之一，超导磁体的一部分不再是超导的。在部分磁体中产生的电阻在有电流经过时产生热量。这会迅速导致超导磁体的其它部分也不再超导。结果是，存储在磁体磁场中的全部能量突然以热量的形式被释放。在被液体致冷剂冷却的超导磁体中，这通常导致大量致冷剂迅速汽化，并高速地从低温恒温器中排出气体和液体致冷剂。

在淬火期间，至关重要的是，允许逸出的致冷气体以安全的方式从低温恒温器中排入相关联的导管，并且从容置磁体的建构物中安全地导出。

低温恒温器的出口点必须允许气体在最小程度的限制下排出，而低温恒温器的出口点必须保持气密，直到故障点(即，淬火)为止。出口点通常通过对低温恒温器内压力的增加作出响应而打开。

目前，已知提供可再密封的淬火阀来控制出口点。在低温恒温器内达到特定压力之前，淬火阀一直是关闭的。一旦低温恒温器的压力达到特定的值，淬火阀便会被作用于其上的压力打开。一旦淬火事件结束，淬火阀将对自身再次密封，且应当未受损害。然而，在此种装置下，阀的机构直接位于排出流动路径中，这会减小气流的可用横截面面积，而这又会增加淬火期间低温恒温器的压力。这与氦容器的设计有直接关系。

美国专利6109042描述了一种超导磁体用的低温恒温器压力缓解通风系统，其包含带有爆破片组合件的低温恒温器气体通风组合件，所述爆破片组合件包含爆破片、垫圈、套管和螺栓组合件以及一体式子组合件。这份专利的标的物与本发明的区别至少在于其使用标准的管道凸缘将爆破片保持在适当位置。其还需要完全移除螺栓才能取出破裂的爆破片。

美国专利申请案2003127132-A1描述了一种超导磁体用的爆破片组合件，其具有固定单元，用以施加恒压以将爆破片与捕获凸缘朝彼此按压。当低温恒温器中压力超过预定值时，爆破片打开一个排出路径。这份专利的标的物与本发明的区别至少在于，其使用围绕石墨爆破片的金属环将爆破片定位在彼此闩在一起的两个凸缘之间。此装置要求通过完全移除螺栓以将两个凸缘完全隔开，然后才能更换爆破片。

美国专利申请案2005088266-A1描述了一种MRI超导磁体用的零回流通风组合件，其在氦压力容器中累积了不合需要的压力时将阀打开，而在容器内部的压力下降至安全水平时将阀关闭。这份专利的标的物与本发明的区别至少在于，其描述了爆破片与淬火阀的集成。

美国专利申请案2005198973-A1描述了一种磁共振成像系统用的磁体通风组合件，其具有两个阀，所述阀经配置可引导来自磁体的致冷气体的流动路径通过两个爆破片之一。这份专利的标的物与本发明的区别至少在于，其并行地使用两个爆破片，且在淬火之后手动使流动路径转向。然后可更换爆破片。

英国专利GB1196091和美国专利5,050,630都提出一种爆破片装置，其中通过夹紧环将爆破片压在两个凸缘之间。

其它已知的解决方案包含单个和多个爆破片。爆破片是易碎的密封物，其在正常环境下关闭低温恒温器的排出路径。爆破片通常较薄，形状呈圆形，但是本文中使用的术语“爆破片”适用于具有任意适当形状的此种易碎密封物。在淬火事件期间，低温恒温器内的压力升高并使得爆破片破裂，从而打开一条排出路径以供汽化的致冷剂从低温恒温器中逸出。此种已知的爆破片解决方案通常涉及可更换的爆破片，其以压缩状态保持在高压凸缘与低压凸缘之间，高压凸缘形成在通往低温恒温器的高压导管一端，而低压凸缘形成在构成排出通道的一部分的低压导管一端处，所述排出通道为从低温恒温器中抽出被排出的致冷剂提供了一条安全的路径。在爆破片破裂之后，必须拆开凸缘之间的接合，以取出破碎的爆破片的剩余部分，并装上新的爆破片。这较耗时且较困难，因为目前的解决方案需要移除所有螺母和螺栓并将凸缘分开爆破片。目前的解决方案向例如磁共振成像系统等反复运作的设备中引入了淬火之后的显著延迟。最终用户将不希望有此种延迟，因为他将已经因为淬火而遭受了其系统使用的损失。例如磁共振成像设备等系统通常使用频率较高，且任意使用损失可能意味着将无法收集宝贵的医学数据，这可能会对患者造成身体上的损害。

发明内容