[实用新型]低温恒温器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于控制低温恒温器中的制冷剂气体流的阀布置，具体涉及包含超导磁体的低温恒温器，并且还更具体地涉及包含MRI系统的超导磁体的低温恒温器。

背景技术

图1示出了包括制冷剂容器12的低温恒温器的常规布置。经冷却的超导磁体10被提供在制冷剂容器12内，该制冷剂容器12本身被保持在外真空室(OVC)14内。一个或多个热辐射屏蔽16被提供在制冷剂容器12与外真空室14之间的真空空间中。在一些已知布置中，制冷器17被安装在制冷器套15中，制冷器套15位于为了该目的朝向低温恒温器侧提供的转台18中。备选地，制冷器17可以位于接入转台19内，接入转台19保持安装在低温恒温器顶部处的接入颈(排气管)20。在一些布置中通过使制冷剂容器12内的制冷剂气体再冷凝为液体，制冷器17提供冷却制冷剂气体的主动制冷。制冷器17还可以用来冷却辐射屏蔽16。如图1所示，制冷器17可以为两级制冷器。第一冷却级热链接到辐射屏蔽16，并且提供到第一温度(通常在80-100K区域中)的冷却。第二冷却级提供到更低温度(通常在4-10K区域中)的制冷剂气体的冷却。

通常通过低温恒温器的主体向磁体10提供负电连接21a。通常由穿过排气管20的导体来提供正电连接21。

有一段时间已认识到，允许气体穿过排气管20在磁体转台与制冷器套15之间循环提高制冷器17的效率。图1中的管道22是允许这种循环的布置的一个示例。阀23可以被控制为按需启用或限制这种循环。

可以由加热器维持制冷剂容器中的恒定气压所需的功率量来测量制冷器17的效率。为了获得效率提高，将制冷器套15与绝对压力释放阀25连接的阀23允许在制冷剂容器内过度压力的情况下通过失超线(quench line)27排放制冷剂。在磁体作为MRI系统的一部分操作时，使阀23打开，在制冷器套15与转台20之间保持制冷剂气体流路径打开。绝对压力释放阀25将打开，以允许制冷剂在失超的情况下、或者在制冷剂容器中的制冷剂压力由于任何其他原因达到高水平的情况下，通过失超路径27离开制冷剂容器。

阀23的功能是允许冷气体在运送期间穿过制冷器套15，以冷却制冷器17，并因此以限制通过制冷器到辐射屏蔽的热输入。

可期望在运送之后使阀23打开，以使得能够在制冷器、压缩机或电力故障的情况下冷却制冷器17。然而，如果使阀23打开，则在制冷剂容器的填充、磁体的失超期间或在磁体的通电期间，存在制冷器17的过度冷却的可能性。

制冷器的过冷却例如可以由于制冷器中所安装的橡胶o型圈变硬且泄漏而引起故障模式。将制冷器17密封到制冷器套的橡胶o型圈可能泄漏。

常规地，该问题已经通过在正常操作期间关闭阀23来避免，并且由于气体穿过排气管20在磁体转台与制冷器套15之间循环而产生的制冷器17的提高的效率的益处无法获得。

实用新型内容

因此，本实用新型旨在解决上述提及的技术问题。

本实用新型提供了一种低温恒温器，包括低温制冷器，所述低温制冷器被布置为冷却所述低温恒温器内的制冷剂容器的内部，所述低温制冷器被布置在制冷器套内部，并且所述低温恒温器还包括管道，所述管道由被动温度敏感阀控制，以选择性地提供使制冷剂气体流穿过所述制冷器套的第一路径，所述被动温度敏感阀根据所述阀的主体的温度来控制。

在一个实施例中，所述温度敏感阀在大约0℃以下温度时处于“关闭”状态。

在一个实施例中，所述温度敏感阀在15℃以上温度时处于“打开”状态。

在一个实施例中，所述第一路径从所述制冷器套向所述制冷剂容器延伸。

在另一实施例中，所述低温恒温器还包括另一管道，所述另一管道由阀控制，以选择性地提供与所述第一路径平行的、使制冷剂气体流穿过所述制冷器套的第二路径。

在另一实施例中，所述第二路径从所述制冷器套向所述制冷剂容器延伸。

在另一实施例中，所述的低温恒温器还包括排气阀，所述排气阀被布置为在所述制冷器容器内的过度制冷剂气体压力的情况下，从所述制冷剂容器排放制冷剂。

在又一个实施例中，所述被动温度敏感阀包括双金属元件。

在又一实施例中，所述双金属元件是凹状双金属盘。

在又一实施例中，所述温度敏感阀包括随温度膨胀的蜡。

在又一实施例中，所述温度敏感阀包括容纳在波纹管或隔膜中的、沸腾或膨胀的流体。