[发明专利]超导磁体及其制造方法有效
申请号: | 201010115366.5 | 申请日: | 2010-02-02 |
公开(公告)号: | CN102142311A | 公开(公告)日: | 2011-08-03 |
发明(设计)人: | 黄先锐;赵燕;武安波;伊万格拉斯·T·拉斯卡里斯;保尔·S·拖马斯 | 申请(专利权)人: | 通用电气公司 |
主分类号: | H01F6/00 | 分类号: | H01F6/00;H01F41/02 |
代理公司: | 北京市柳沈律师事务所 11105 | 代理人: | 彭久云 |
地址: | 美国*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 超导 磁体 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种超导磁体及其制造方法。
背景技术
在合适的低温下,将超导磁体的超导线圈与一电源设备连接,使其作为导体传输电流,其上的电阻为零。在与电源设备的电连接断开后,电流仍然能持续不断地通过超导线圈,从而维持一个稳定的磁场。超导磁体的这种特性被用于诸如核磁共振成像(MRI)系统,用于医疗检测。
超导磁体通常包括若干绕在筒管上的超导线圈、以及将超导线圈保持在超导温度的冷却系统。当向超导线圈通电时,超导线圈内产生磁场,并产生作用于超导线圈的磁力,超导线圈在该磁力的作用可能发生位移和变形;当停止向超导线圈通电,力的作用逐渐减小,超导线圈回复到初始位置。超导线圈间较小的相对位移,可能对超导磁体产生的磁场的质量产生重大的影响。另外,作用于超导线圈的磁力过大,还可能导致超导线圈断裂或者因超导线圈之间的相对摩擦,使超导线圈的温度上升,超过其超导温度,从而无法保持一个稳定的磁性。因此,需要提供将超导线圈保持在适当的位置并承受所述磁力的支撑结构。
传统的支撑方法包括数个以使相应的超导线圈位于筒管上的支撑构件,但该支撑构件使得超导磁体结构复杂,体积庞大。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种超导磁体,该超导磁体包括一筒管、以及缠绕在筒管外表面的超导线圈组。该超导线圈组包括缠绕在筒管之上的多个超导线圈层;若干个支撑构件层,每一支撑构件层位于相应的两个相邻超导线圈层之间;以及位于两个超导线圈层或者一超导线圈层和一相邻支撑构件层之间的导热构件。
本发明的另一个方面在于提供一种超导磁体的制造方法,该制造方法包括在一筒管上设置若干个超导线圈层;在两相邻超导线圈层之间设置一支撑构件层;以及在两相邻超导线圈层之间或一超导线圈层与一支撑构件层之间设置一导热构件。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述,可以更好地理解本发明,在附图中:
图1所示为本发明超导磁体一个实施方式的立体图。
图2所示为沿图1中2-2线的剖面图的上半部,下半部因与该上半部对称而在视图中省略。
图3所示为是根据一种实施方式所提供的图二中超导磁体的导热构件的透视图。
图4至图8所示为根据本发明一个实施方式制造超导磁体的步骤。
具体实施方式
本发明的若干个实施方式有关一种超导磁体,该超导磁体包括若干个超导线圈层、若干个位于相应的两个相邻超导线圈层之间的支撑构件层、以及在两个相邻的超导线圈层或者一个超导线圈层与其相邻的支撑构件层之间至少一个导热构件。本发明的实施方式还涉及制造该超导磁体的方法。
除非另作定义,此处使用的技术术语为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书中使用的“首先”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。除非另行指出,“前部”“后部”“下部”和/或“上部”只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。
如图1所示,本发明一个实施方式的超导磁体10呈圆柱形,其包括一个贯穿其前、后表面11、13的通孔12。通孔12有一个沿前、后方向(“纵向”)的轴线14。
图2所示为沿图1中2-2线的超导磁体10上半部分的剖视图。超导磁体10的下半部分与上半部分相对于轴线14对称,为了简化视图,在图2中省略了下半部分视图。在图2所示的实施方式中,超导磁体10包括一个圆筒形的筒管16、以及缠绕在筒管16上的超导线圈组17,该筒管16内设有所述的通孔12。在某些实施方式中,筒管16由电绝缘材料制成,例如塑料、陶瓷等等。在另一些实施方式中,在超导线圈组17经缠绕定型以后,筒管16将从超导磁体10中去除。在所述的实施方式中,超导磁体10还包括围绕在超导线圈组17外层的保护层19,用来保护超导线圈组17。在一个实施方式中,保护层19由玻璃纤维、不锈钢、铝、铜或其合金制成。
在图2所示的实施方式中,超导线圈组17包括多个层叠缠绕在筒管16外表面的超导线圈层18、在两个相邻的超导线圈层18之间的至少一个支撑构件层20、以及至少一个导热构件22。在所示的实施方式中,导热构件22位于两个相邻的超导线圈层18之间。在另一可选的实施方式中,导热构件22位于一超导线圈层18和一支撑构件层20之间。
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