[发明专利]用于磁共振成像系统超导磁体的悬挂部件

说明书

技术领域

本发明涉及采用超导磁体的磁共振成像系统，具体涉及磁共振成像系统中用于连接外部真空容器和内部热屏蔽层及液氦容器的悬挂部件。

背景技术

超导磁体是高场磁共振医疗影像系统的关键部件之一，悬挂系统是连接外部真空容器和内部热屏蔽层和液氦容器的部件。悬挂系统的绝热性能影响到超导磁体的整体漏热量，影响到超导磁体是否可以实现零液氦蒸发性能。悬挂系统的力学性能和疲劳寿命影响到磁体使用和运输过程中的抗振性能以及安全的长途运输里程。

根据现有公开的文献和专利，在磁共振成像系统所用超导磁体中，悬挂系统主要使用三种材料：高强度不锈钢、玻璃纤维加强复合材料和碳纤维加强复合材料。其传统的结构形式又分为两种：一种是杆状结构，另外一种是环状结构。针对玻璃纤维加强复合材料和碳纤维加强复合材料，则主要采用环状形式，以方便绕制并尽量利用纤维丝的强度。

中国实用新型专利ZL200820003843.7公开了一种磁共振设备超导磁体热屏蔽罩悬挂装置，它包括：一个包围超导磁体的低温容器，其中可容纳用来冷却所述超导磁体的冷却剂；一个包围低温容器的热屏蔽罩，该热屏蔽罩包括热屏蔽罩外筒和热屏蔽罩内筒；一个包围热屏蔽罩的真空套筒，该真空套筒包括真空外筒和真空内筒；和两组用于固定被连接部件的悬挂部件，包括第一组悬挂部件和第二组悬挂部件，第一组悬挂部件连接真空外筒与低温容器，第二组悬挂部件连接热屏蔽罩外筒与低温容器。悬挂部件可以由强度增强型的材料制备，比如：碳纤维增强聚合物(CFRP)、玻璃纤维聚合物(GRP)或奥氏体不锈钢。该专利仅披露了悬挂部件与真空套筒、热屏蔽罩和低温容器之间的连接关系，但并没有披露悬挂部件本身的结构。

图1、图2所示是一种现有的磁共振超导磁体悬挂部件的结构形式，其中悬挂环4使用玻璃纤维或碳纤维绕制而成，纤维丝和纤维丝之间使用环氧等材料紧密粘接并固化形成复合材料。悬挂环4的两端分别悬挂在金属制成的悬挂基座3上，两个悬挂基座3分别通过螺柱2与连接板1相连接。悬挂环4两端的连接结构基本是相同的，只是一端的连接板1用于连接磁体的外部真空结构，另一端几乎同样的连接板用于连接热屏蔽层或液氦容器。连接板1使用金属材料制造，一般由奥氏体不锈钢制成。在该现有技术中，悬挂环4的截面是正方形或长方形的，而方形截面的尖角处存在应力集中的现象，特别是当两端的悬挂基座3安装存在一定误差，两部件的中心线存在微小角度时，悬挂环4上会出现极大的局部应力，这样会影响悬挂环4的抗拉能力和使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改进的磁体悬挂部件，可以避免悬挂环上的应力集中现象，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于磁共振成像系统超导磁体的悬挂部件，包括一悬挂环，悬挂环的两端分别挂在悬挂基座上，所述悬挂环在两个悬挂基座之间形成两条直线段，两个悬挂基座各与连接板相连接，所述悬挂环的横截面由一条直线和一条圆滑曲线围成，所述圆滑曲线一侧与悬挂基座相接触。

优选地，所述悬挂环的横截面为半圆形或半椭圆形。

优选地，所述悬挂基座为滚轮形，所述悬挂环挂在悬挂基座的轮缘上，沿悬挂基座的轴线穿设一根螺柱，所述连接板固定在所述螺柱上。

进一步地，沿所述悬挂基座的轮缘设有一道环形的凹槽，所述悬挂环位于该凹槽内，所述凹槽的截面形状也为圆滑曲线并与所述悬挂环的横截面相适配。

优选地，所述悬挂环的两条直线段之间连接有横向固定卡箍。

进一步地，所述横向固定卡箍由上、下两半扣合而成，两半之间通过螺栓可拆卸连接，横向固定卡箍的两端设有容纳所述悬挂环的槽孔。

优选地，所述悬挂环由碳纤维加强复合材料或玻璃纤维加强复合材料制成。

进一步地，所述横向固定卡箍采用与悬挂环相同的纤维材料横向绕制在所述悬挂环的两条直线段之间，并粘接固定成型。

与现有技术相比，本发明具有显著的有益效果：

1、本发明中悬挂环的横截面经过优化设计，由一条直线和一条圆滑曲线围成，以尽量减小截面内的应力集中。特别是当两端的悬挂基座安装存在一定误差，轴线不完全平行时，这种横截面的悬挂环可以避免出现极大的局部应力，有利于提高悬挂环在误差装配环境中的抗拉能力，也可以提高其在振动状态下的使用性能。本发明可以在不增加磁体漏热的条件下，增加磁体悬挂部件的稳定性，延长磁体悬挂部件的使用寿命，从而提高整个超导磁体以及磁共振成像系统的低温和抗振等性能。