[实用新型]一种可伸缩式充磁电流引线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超导磁体系统的一种充磁电流引线装置，特别涉及一种可伸缩式充磁电流引线装置。

背景技术

目前应用于临床的大部分磁共振成像系统（MRI）的超导磁体内充满了昂贵的液氦（LHe）来维持低温超导线所需的临界温度。但是，不断攀升的液氦价格和极有可能短缺的液氦资源，大幅增加了对无液氦磁体的需求。无液氦磁体与液氦磁体相比，无需液氦做制冷剂而仅由制冷机控制工作环境温度，但是目前的制冷机制冷功率有限，比如脉管制冷机，一级冷头制冷功率50K 时为35W，二级冷头制冷功率10K 时只有1.5W。所以对磁体整体结构的密封性能和内部传热连接性能，以及外部漏热保护的要求更高。

超导磁体在充磁完成后，利用闭合超导开关使磁体在持续的电流下运行。由于在所有的外部漏热中，连接外部充磁电源的引线占了很大的比例，甚至可高达90%。为了有效地降低外部漏热，现有技术通常采用由铜或铜合金制作的可拔式电流引线和铜与高温超导引线组合的电流引线。在铜与高温超导引线组合的电流引线中，铜引线的漏热大部分可由一级冷头带走，而高温超导电流引线则处在超导态，不会产生焦耳热，漏热非常小。但是现有的励磁技术会破坏杜瓦的真空环境。对于需要保证真空环境的无液氦超导磁体而言，在充磁过程中也需要保证真空环境不会被破坏。

铜与高温超导引线组合的电流引线的方法已很大程度上降低了漏热，但是对于仅由制冷机控制工作环境温度的无液氦超导磁体而言，当600安培左右的充磁电流通过电流引线铜棒时，铜电流引线向一级冷头的漏热仍然非常大，导致冷屏温度无法降得很低，冷屏的温度越高向超导磁体的辐射热也就越大，严重时可能导致超导磁体不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有的充磁电流引线处漏热大的缺陷，也保证了无液氦磁体整体真空密闭的需求，提出一种可伸缩式充磁电流引线装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种可伸缩式充磁电流引线装置，包括设置在液氮室内的可伸缩式常导引线段，与冷头热连接的高温超导过渡引线段，以及低温超导线圈引出线段三部分；所述的可伸缩式常导引线段连接高温部分；所述的高温超导过渡引线段连接低温部分；所述的低温超导线圈引出线段连接超导线圈部分；所述的可伸缩式常导引线段下端与所述的高温超导过渡引线段上端通过插接方式连接，连接处设有可伸缩电气触点；所述的高温超导过渡引线段下端与低温超导线圈引出线段焊接连接；形成了整条充磁引线的电流通路。

作为优选，所述的可伸缩式常导引线段主要包括两根大电流导电棒、绝缘密封轴套、液氮输液管、氮气排气管、液氮室盖板、液氮制冷剂、紧固螺钉、弹性波纹管、夹布胶木底板、双层环氧树脂层、金属环、拉伸机械装置、密封法兰、紧固内六角螺钉。

作为优选，所述的两根大电流导电棒为高导电材料，如高导电紫铜棒；所述的两根大电流导电棒的上端内壁加工有与紧固内六角螺钉尺寸适配的螺纹孔；所述的两根大电流导电棒依靠绝缘密封轴套与密封法兰形成电绝缘和真空密封；所述的绝缘密封轴套套在大电流导电棒与密封法兰之间；所述的两根大电流导电棒的下端开有环形限位凹槽。

作为优选，所述的冷头上部设有一个真空杜瓦，所述的真空杜瓦上盖板开有安装可伸缩式常导引线段的圆孔，上述的圆孔上沿焊接有密封法兰；所述的液氮室盖板下端通过紧固螺钉与密封法兰固定，其内部加工有一根适当长度的弹性波纹管，其中间开有供两根大电流导电棒的两个圆孔，其中间还分别开有供液氮输液管和氮气排气管的两个圆孔；所述的弹性波纹管环绕设置在两根大电流导电棒外部，其上端焊接于液氮室盖板，其下端通过夹布胶木底板加工的两个圆孔与大电流导电棒平行同轴固定；所述的弹性波纹管下端内表面熔接有金属环，其通过金属环将夹布胶木底板固定；所述的夹布胶木底板设置在双层环氧树脂层之间；所述的双层环氧树脂层通过胶合环形限位凹槽将两根大电流导电棒与夹布胶木底板固定，将两根大电流导电棒与弹性波纹管机械连接；所述的双层环氧树脂层由氮化铝环氧树脂复合材料组成，氮化铝环氧树脂复合材料为含有30%的氮化铝粉末的环氧树脂；所述的液氮输液管和氮气排气管设在液氮室盖板室温端；所述的弹性波纹管密闭内部作为液氮室，充磁过程中，弹性波纹管密闭内部含有液氮冷却剂；所述的可伸缩电气触点位于大电流导电棒与过渡段短铜棒之间，其两端垫有金箔或银箔，以减小铜固体间的接触热阻，来减小换热温差。