[发明专利]超导接头

说明书

一种用于超导磁体的超导接头装置，其中在一个或多个超导线圈(3)的超导导线(2)的超导细丝(21)之间形成长形接头(1)，在长形接头和一个或多个超导线圈之间提供了过量导线(30)。

技术领域

本发明涉及超导接头的装置，例如，在用于MRI系统的超导磁体之中的超导接头。本发明还涉及用于在这种超导接头存储过量导线的装置。

背景技术

图1示出了用于MRI系统的常规超导磁体。它包括低温恒温器，低温恒温器包括冷冻剂容器12。在冷冻剂容器12中设置有被冷却的超导磁体10，其自身被固定在外部真空室(OVC)13内。在冷冻剂容器12和外真空室13之间的真空空间内设置了一个或多个热辐射屏蔽罩16。在一些已知的装置中，制冷机17被安装在位于为这一目的而提供的转台18中的制冷机插口15中，朝着低温恒温器一侧。备选地，制冷机17可以位于入口转台内，其固定安装在低温恒温器顶端的入口颈部(排放管)20。在一些装置，通过将冷冻剂重新压缩成液体，制冷机17提供有源制冷以在冷冻剂容器12内冷却冷冻剂。制冷机17也可以用于冷却辐射屏蔽罩16。如图1所图示，制冷机17可以是两级制冷机。第一冷却级热连接到辐射屏蔽罩16，并且提供到第一温度的冷却，典型地在80-100K的区域中。第二冷却级提供使用冷冻剂气体的冷却，冷却到低得多的温度，通常在4-10K的区域中。

负电连接21a通常通过低温恒温器本体被提供到磁体。正电连接21通常由穿过排放管20的导体来提供。

超导磁体10包括电气互连的多个超导导线线圈。这些连接、以及完成线圈和其他电气器材的电气互连所需的其他连接，通常被精心构造，以确保最小的接头电阻和有效的冷却。本发明涉及在这种应用中有用的方法和接头。

本发明的方法和接头至少在超导接头的有效冷却和过量导线的存储的领域中是有优势的。通常，在超导接头的结构内需要有过量导线，以使在超导磁体的生命期期间，接头能够在必要时被恢复原状或重制。

用于有效地冷却超导接头的常规装置包括在冷却设备和接头之间电绝缘但热传导的接口。然而，这样的常规装置的通常缺点是，需要昂贵、复杂、且需要被精密组装的部件。由于需要提供电绝缘和执行电压击穿测试，带来了更高的成本和复杂性。这样的装置的示例在US8253024、US20130090245、US20140024534、US20160086693、CN101414742B中被公开。

JP S60 182673 A and JP S60 175383 A描述了用于制造和冷却超导接头的装置和方法。

在其他已知的解决方案中，在接头和冷冻剂容器或一些其他的被冷却组件之间提供包含冷冻剂(诸如气态或液态的氦、氖或者氮)的冷却管。电绝缘但是热传导的元件必须被提供，以确保冷却管和接头之间的电绝缘。这样的装置具有以下缺点：其要求昂贵且复杂、具有气态或液态冷冻剂的管和容器。这样的组件必须是防漏的，并且被批准用作压力容器。在管和接头之间提供电绝缘的需要进一步引入了复杂性。这样的装置的示例在US8315680中被讨论。

本发明的一方面涉及在接头旁存储过量超导导线。常规做法是将过量超导导线绕成线圈，并且使用与被用于嵌入接头的相同的超导合金使它无法移动。常规地，过量超导导线在金属杯内被绕成线圈，该金属杯被液态超导合金填充，并被允许冷却以凝固。这产生了大的、圆柱形的超导合金体。然而，使用这种大超导合金体可能会产生易导致磁通跳跃的接头。大质量的超导合金将要求长的冷却时间，并且必须提供杯体以包含该合金。必须采取相对高温的步骤，以熔化合金以及将接头浸入其中。当需要重接合步骤时，从接头杯中提取过量超导导线同样是困难和麻烦的。

本发明相应地提供一种超导接头装置，其具有导线存储装置以将接合的超导导线的过量长度存储在接头的附近。即使在缺乏冷却制冷剂浴时，本发明的装置也提供对接头的有效的冷却。

发明内容

如权利要求书所限定的，本发明相应地提供了超导接头和用于制造超导接头的方法。

附图说明