專利名稱：受支撐的超導(dǎo)磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
(無)
背景技術(shù)：
為了維持必要的低溫溫度，例如MRI掃描儀中使用的那些超導(dǎo)磁體必須 懸架在真空器皿內(nèi)。為了在操作和運(yùn)輸期間遇到的負(fù)載下完全約束懸架的器 皿，常規(guī)設(shè)計(jì)采用復(fù)數(shù)個(gè)懸架元件。這些元件是復(fù)雜的且需要復(fù)數(shù)個(gè)對(duì)器皿 的附接。結(jié)果是昂貴的懸架系統(tǒng)，其組裝耗時(shí)且不適用于大量生產(chǎn)的條件。
圖1說明一個(gè)核》茲共振(麗R)或》茲共振成像(MRI )系統(tǒng)的常規(guī)螺管式 石茲體布置的橫截面圖。若干超導(dǎo)電線線圈纏繞在線圈架l上。所得組合件容 納在一個(gè)致冷劑器皿2內(nèi)，所述致冷劑器皿2至少部分填充有處于沸點(diǎn)的液 體致冷劑2a。線圈借此保持在低于其臨界點(diǎn)的溫度。
圖l還圖示了一個(gè)外部真空容器4和一個(gè)熱屏蔽件3。眾所周知，這些 用以將通常含有液體致冷劑2a的致冷劑器皿2與周圍大氣熱隔離。固體隔 熱件5可放置在外部真空容器4與熱屏蔽件3之間的空間內(nèi)。提供一中心鉆 孔4a，其具有一定尺寸以允許病人或其它待成像物體進(jìn)入。
常規(guī)上，若干支撐元件7連接于致冷劑器皿2與外部真空容器4之間以 支承致冷劑器皿的重量。這些可以是張力帶、張力桿、皮帶、抗壓支柱或任 何已知的適用于所述目的的元件。在致冷劑器皿受支撐的情況下，所述元件 應(yīng)具有非常低的導(dǎo)熱率。這是重要的，以便最小化從通常處于環(huán)境溫度的外 部真空容器4到致冷劑器皿2的熱通量。懸架元件通常穿過熱屏蔽件3和隔 熱件5中的孔?？商峁╊愃频幕蛱娲膽壹懿贾靡员３譄崞帘渭?。
懸架元件必須具有最小橫截面面積和最大長(zhǎng)度，以便最小化進(jìn)入磁體的 熱流。在例如圖1所示的常規(guī)設(shè)計(jì)中，使用復(fù)數(shù)個(gè)僅張力元件或張力與抗壓 元件的組合。這些可由高強(qiáng)度鋼或使用玻璃、碳或其它合適的承載纖維的高
6級(jí)復(fù)合材料制成。通常對(duì)于每一器亞使用最少八個(gè)元件，從而給出總共16 個(gè)元件以支撐典型的磁體和輻射屏蔽系統(tǒng)。此系統(tǒng)將通常含有數(shù)百個(gè)必須獨(dú)
立組裝的獨(dú)立部分。由于MRI系統(tǒng)通常在完全組裝且填充有致冷劑的情況下 運(yùn)輸，因此懸架必須能夠抵擋與運(yùn)輸和搬運(yùn)相關(guān)聯(lián)的高負(fù)載。懸架的器皿必 須一直精確地受到約束，且當(dāng)使用常規(guī)元件時(shí)，要求對(duì)所述元件預(yù)加載以確 保其在所有可預(yù)見的設(shè)計(jì)負(fù)載下保持拉緊。由于需要實(shí)現(xiàn)最小的總體系統(tǒng)尺 寸，因此用于懸架的空間有限，且入口進(jìn)一步受到必須使用的隔熱襯墊的限 制。每一懸架元件穿過熱屏蔽件3和隔熱件5中的孔。 一旦懸架元件處于適 當(dāng)位置，這些孔就必須在組裝期間密封以維持有效的熱絕緣和屏蔽。由此， 組裝程序是復(fù)雜的且耗時(shí)的，且不適用于大量制造。
EP 1001438描述了一種用于超導(dǎo)i茲體中的管懸架布置，其中低溫器皿可 在從環(huán)境溫度冷卻到低溫溫度期間相對(duì)于熱屏蔽件和0VC移動(dòng)。
US 6， 358, 583描述了一種布置，其中磁體結(jié)構(gòu)通過第一管狀支撐件支撐 在熱屏蔽件上，所述熱屏蔽件通過第二管狀支撐件支撐在0VC上。
US 5, 5 30, 413描述一種低溫恒溫器布置中的冷卻螺管式磁體，其中磁體 和熱屏蔽件由與螺管式》茲體同軸的管狀支撐結(jié)構(gòu)支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種受支撐的超導(dǎo)磁體，其具有一大體上水平的軸線，其中 常規(guī)布置的復(fù)數(shù)個(gè)懸架元件被替換為圍繞一大體垂直的軸線(大體垂直于磁 體軸線)布置的單個(gè)支撐元件。所述支撐元件優(yōu)選能夠抵抗在》茲體將經(jīng)受的 所有預(yù)期力的方向上的可預(yù)見的負(fù)載，且經(jīng)布置以在例如張力、壓力和扭轉(zhuǎn) 的適當(dāng)方向上具有適當(dāng)強(qiáng)度。由此，懸架布置的復(fù)雜性大體上減小，因?yàn)樗?需組件的數(shù)目減少，不需要在熱屏蔽件和隔熱件中提供孔或密封所述孔以允 許懸架元件穿過，且不需要預(yù)加載。組裝過程因此顯著簡(jiǎn)化。
本發(fā)明因此提供如所附權(quán)利要求書中限定的方法和設(shè)備。


7從以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明特定實(shí)施例的描述中將更了解本發(fā)明的上述
和其它目的、目標(biāo)及特征，附圖中
圖1展示用于保持外部容器內(nèi)致冷劑器皿中水平布置的螺管式磁體的懸 架元件的常規(guī)布置；
圖2展示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種懸架系統(tǒng)；
圖3展示圖2實(shí)施例的放大部分；
圖4展示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的一種懸架系統(tǒng)；
圖5說明穿過圖4所示實(shí)施例的橫截面；以及
圖6展示一種懸架系統(tǒng)布置。
具體實(shí)施例方式
圖2展示根據(jù)本發(fā)明的懸架系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。含有超導(dǎo)磁體線圈24 的大體管狀的器皿22 ("致冷劑器皿")由支承在一支撐表面(例如地板)上 的一個(gè)支撐布置支撐。致冷劑器皿22由一個(gè)緊密配合的熱輻射屏蔽件26包 圍，且整個(gè)組合件包含在一個(gè)外部真空容器("0VC，，) 28內(nèi)。大體管狀的單 個(gè)支撐元件30在一端32處通過適當(dāng)界面構(gòu)件接觸致冷劑器皿22，且在另一 端34處提供系統(tǒng)的地板安裝。OVC 28在地板端34處或附近附接到管狀懸架 元件。在致冷劑器皿22中提供一凹入?yún)^(qū)段36，以通過將管狀支撐元件30 部分容納在凹入?yún)^(qū)段內(nèi)來為管狀支撐元件30提供空間，而不增加總體系統(tǒng) 自地板起的高度。通過》茲體線圈24的布置使其成為可能。；茲體線圈布置本 身是常規(guī)的，其本質(zhì)上由若干具有類似半徑的初級(jí)線圈組成，其中具有顯著 較大半徑的屏蔽線圈位于初級(jí)線圈的末端處或附近。管狀支撐元件支撐并保 持致冷劑器皿，所述致冷劑器皿的重量通過管狀支撐元件30和致冷劑器皿 22上的復(fù)數(shù)個(gè)互補(bǔ)界面而支承在管狀支撐元件上。在最簡(jiǎn)單的布置中，所述 互補(bǔ)面包括穿過支撐元件30的橫截面(垂直于其軸線)以及在致冷劑器皿 22的凹入部分36的末端32處的一個(gè)平坦表面。
熱輻射屏蔽件26優(yōu)選類似地由定位于管狀支撐元件30上部某處的一個(gè)凸緣38支撐。管狀支撐元件可用以借助于復(fù)數(shù)個(gè)經(jīng)布置以將屏蔽件的重量
傳遞到管狀支撐元件的互補(bǔ)界面38，而將熱輻射屏蔽件26相對(duì)于外部真空 容器28和致冷劑器皿22保持在一固定位置。
為了仍在一緊湊配置中實(shí)現(xiàn)支撐系統(tǒng)的所需強(qiáng)度和熱性質(zhì)，管狀支撐元 件30優(yōu)選以由保持在合適基質(zhì)材料(例如環(huán)氧樹脂或類似樹脂等)中的玻 璃纖維、碳纖維或其它高性能纖維組成的一種或一種以上合成材料制成。通 過使用這些材料，纖維的取向可經(jīng)優(yōu)化以提供有效支撐受支撐的致冷劑器皿 22、地板基座34以及熱輻射屏蔽件26的負(fù)載并與其介接的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、熱傳 導(dǎo)和熱收縮性質(zhì)的所需組合。
圖2的致冷劑器皿支撐布置可根據(jù)本發(fā)明的一方面在特定有利的組裝過 程中組裝，借此磁體線圈24和致冷劑器亞22與凹入?yún)^(qū)段36的組合件首先 定位在管狀支撐元件30上，使得管狀支撐元件30至少部分容納在凹入?yún)^(qū)段 36內(nèi)。輻射屏蔽件26優(yōu)選由組裝在管狀支撐元件30周圍且與其附接的若干 零部件制成。最后，0VC 28可以類似方式制造和安裝。器皿22、 28和熱屏 蔽件26的準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)是通過器皿、屏蔽件和管狀支撐元件30上的合適特征實(shí) 現(xiàn)的。不需要預(yù)加載或其它調(diào)節(jié)。0VC 28可附接到一個(gè)類似于凸緣界面38 (為保持熱屏蔽件26而提供)的凸緣，該凸緣定位于較接近地板處。在此組 裝方法中，管狀支撐元件30必須由至少一個(gè)封閉表面39封閉，所述封閉表 面在OVC的其余部分組裝在管狀支撐元件30周圍時(shí)有效地變?yōu)镺VC的一部 分?？稍诖蠹s凸緣38的高度處提供另一封閉表面，以在熱輻射屏蔽件26的 零部件組裝在管狀支撐元件30周圍時(shí)變?yōu)闊彷椛淦帘渭?6的一部分。
圖3展示圖2的放大部分，其更詳細(xì)說明管狀支撐元件30、凹入部分 36、凸緣38以及相關(guān)聯(lián)的特征。為了提供完全的熱輻射屏蔽，熱輻射屏蔽 件26通過一封閉表面(下文中稱為屏蔽件部分26A )在管狀支撐元件30A、 30B的內(nèi)部延續(xù)。屏蔽件部分26A優(yōu)選通過凸緣38的內(nèi)部延伸附接到管狀支 撐元件30。類似地，為了提供完整的OVC, OVC 28通過一封閉表面(下文中稱為OVC 部分34)在管狀懸架元件30A、 30B的內(nèi)部延續(xù)。OVC部分34可通過連接到 OVC的其余部分的凸緣的內(nèi)部延伸附接到管狀支撐元件30?；蛘?，更簡(jiǎn)單地 且如圖3所示，OVC部分34可為一個(gè)連續(xù)的板，這個(gè)板形成用于OVC的其余 部分的凸緣。
對(duì)管狀支撐元件的精整可通過將其劃分為兩個(gè)區(qū)段而實(shí)現(xiàn)，例如使其具 有一個(gè)放置在OVC 28與熱輻射屏蔽件26之間的下部區(qū)段30B以及一個(gè)放置 在熱輻射屏蔽件26與致冷劑器皿22之間的上部區(qū)段30A。這便利了針對(duì)每 一區(qū)段使用不同的合成材料和構(gòu)造。舉例來說，可針對(duì)每一區(qū)段在使用時(shí)將 遇到的溫度范圍而選擇熱傳導(dǎo)性優(yōu)化的材料。也就是說，針對(duì)上部區(qū)段30A 處于低溫溫度以及針對(duì)下部區(qū)段30B處于較高溫度?？赏ㄟ^根據(jù)每一區(qū)段必 須支撐的機(jī)械負(fù)載而選擇材料來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步精整。下部區(qū)段30B必須支撐比 上部區(qū)段30A稍高的機(jī)械負(fù)載，因?yàn)橄虏繀^(qū)段除了上部區(qū)段支撐的負(fù)載以外 還必須支撐熱輻射屏蔽件的重量。舉例來說，可通過將碳纖維用于上部區(qū)段 30A以及將玻璃纖維用于下部區(qū)段30B，從而給出在每一器皿的溫度下相對(duì) 低的熱傳導(dǎo)性，來實(shí)現(xiàn)每一溫度下的適當(dāng)熱傳導(dǎo)性。材料必須具有足夠厚度、 纖維取向以及此類材料的其它已知參數(shù)，以確保管狀支撐元件具有充分的機(jī) 械強(qiáng)度而足以支撐和保持所施加的負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供單個(gè)支撐件30，其具有充分的機(jī)械強(qiáng)度，以 將所支撐負(fù)載的質(zhì)量保持到等效于若干G的加速度的力。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，熱輻射屏蔽件安裝凸緣38在管狀支撐元件 的外部表面與內(nèi)部表面之間是連續(xù)的，其中分立的區(qū)段30A、 30B組裝到凸 緣以形成單個(gè)管狀支撐元件30。優(yōu)選提供在管狀支撐元件內(nèi)的屏蔽件部分 26A還用以加強(qiáng)管狀支撐元件以防止壓曲。熱輻射屏蔽件26可通過有效致冷 而"熱停置(heat stationed)",經(jīng)冷卻至通常在70-90 K范圍內(nèi)的中間低 溫溫度。通過提供由相對(duì)傳導(dǎo)性材料(例如鋁或鋼)制成的凸緣38,屏蔽件
10部分26A可冷卻到與屏蔽件的其余部分相同的溫度。
在替代實(shí)施例中，管狀支撐元件可以是一個(gè)由合成材料制成的連續(xù)管，
凸緣38以粘合方式結(jié)合到其表面。類似的凸緣可以粘合方式結(jié)合到管狀支 撐元件的內(nèi)部表面。在此類實(shí)施例中，可能需要進(jìn)行替代的供應(yīng)以例如借助 于穿過管狀支撐元件一個(gè)或另一區(qū)段30A、 30B中孔的柔性銅編織連接件， 將屏蔽件部分26A熱連接到熱輻射屏蔽件的其余部分。
支撐件的替代布置可能適合于不同的磁體配置。圖4展示本發(fā)明的在致 冷劑器皿22中不包含凹入?yún)^(qū)段的實(shí)施例。在圖4的布置中，單個(gè)支撐元件 40圍繞大體垂直的軸線(大體垂直于致冷劑器皿22的大體水平的軸線)布 置。
支撐元件40優(yōu)選并非簡(jiǎn)單地是圓柱形的，而是經(jīng)成形以適合于可用空 間并支撐致冷劑器皿22以防止平移和旋轉(zhuǎn)，且通過包括致冷劑器皿外表面 和支撐件40適當(dāng)成形部分的界面而圍護(hù)、支撐和保持致冷劑器皿。支撐件 40當(dāng)然必須充分堅(jiān)固，以在包含等效于若干G的加速度的力的可預(yù)見機(jī)械負(fù) 載的整個(gè)范圍內(nèi)支撐和保持致冷劑器亞22及其內(nèi)含物。支撐件的某些區(qū)域 (例如42處)可能需要支撐致冷劑器亞及其內(nèi)含物的重量的相對(duì)較大部分。 支撐件的某些其它區(qū)域(例如44處)可能需要支撐較低的靜態(tài)負(fù)載，但應(yīng) 與其所附接到的致冷劑器皿的熱收縮特性相匹配，并用以保持致冷劑器皿以 防止位移或旋轉(zhuǎn)。通過使用合適的合成材料、纖維取向和厚度，支撐件40 的不同區(qū)段的特性可經(jīng)優(yōu)化以滿足這些不同的要求。與圖2和3的布置相比， 圖4的布置允許實(shí)現(xiàn)較大的支撐元件長(zhǎng)度并具有隨之而來的熱性能優(yōu)點(diǎn)，并 且使致冷劑器皿22 (可能是薄壁)上的應(yīng)力最小化。
期望致冷劑器皿22將在所有接觸點(diǎn)處牢固地結(jié)合到管狀支撐元件40， 以確保支撐元件保持致冷劑器皿以防止所有方向上的移動(dòng)。在某些應(yīng)用中， 致冷劑器皿圍護(hù)在支撐元件內(nèi)、通過其自身重量保持在適當(dāng)位置且不結(jié)合到 支撐元件，這可能也是足夠的。圖5說明穿過例如圖4所示的本發(fā)明在完整低溫恒溫器布置內(nèi)的實(shí)施例的橫截面，所述布置包括處于0VC 28內(nèi)的圖4的致冷劑器皿22和支撐件40,在致冷劑器皿22與0VC 28之間具有一個(gè)熱輻射屏蔽件26，屏蔽件支撐在支撐件40上。支撐件40可類似于圖3的支撐件30的所描述變型中的任一者而構(gòu)造，其中支撐件的上部區(qū)段和下部區(qū)段任選地由不同材料制成， 一個(gè)安裝凸緣支撐熱輻射屏蔽件，所述凸緣可選地延伸穿過管狀支撐件的材料。優(yōu)選在支撐件內(nèi)提供屏蔽件部分以閉合屏蔽件26。相信這在例如圖4、 5的實(shí)施例中較為重要，因?yàn)橹渭c例如圖2、 3所示的實(shí)施例中的情況相比，占據(jù)了熱輻射屏蔽件的表面積的較大部分。
支撐件可安裝在底座42上，底座42也可用作一個(gè)用于安裝0VC 28的凸緣。底座42優(yōu)選成為0VC的一部分。
熱輻射屏蔽件26和0VC 28可分別如同圖2、 3的實(shí)施例那樣組裝。磁體線圈和致冷劑器皿22的組合件首先定位在支撐件40中/上。熱輻射屏蔽件26優(yōu)選由組裝在支撐件40周圍且與其附接的若干零部件制成(優(yōu)選借助于安裝凸緣48)。最后，以類似方式制造和安裝OVC 28。器i22、 28和熱輻射屏蔽件26的準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)是通過器亞、熱輻射屏蔽件和支撐件40上的合適特征實(shí)現(xiàn)的。不需要預(yù)加載或其它調(diào)節(jié)。
如圖5中所說明，可發(fā)現(xiàn)方便的是，按照除常規(guī)圓柱體形狀以外的形狀制成熱輻射屏蔽件26和OVC 28，以較好地與支撐件40作用。同樣如圖5中所說明，支撐件40可漸縮以較好地約束致冷劑器皿。
在圖4和5的布置中，支撐件40通過復(fù)數(shù)個(gè)互補(bǔ)界面保持致冷劑器皿22，所述互補(bǔ)界面包括支撐件40內(nèi)端面的適當(dāng)成形部分和致冷劑器皿的外表面。
例如超導(dǎo)-茲體的一些低溫冷卻設(shè)備并非容納在致冷劑器皿內(nèi)。其由該領(lǐng)域中眾所周知的致冷器或通過冷卻回路布置而直接冷卻。本發(fā)明可應(yīng)用于此設(shè)備，且修改如下。對(duì)于例如圖4、 5所示的實(shí)施例，支撐件40必須經(jīng)改動(dòng)
12以與冷卻式設(shè)備直接接觸。超導(dǎo)》茲體通常纏繞到由例如鋁的材料制成的熱傳導(dǎo)線圈架上。支撐件40可經(jīng)成形以在所有預(yù)期力的方向上牢固地保持此線圈架，以防止旋轉(zhuǎn)和平移并承受等效于若干G的加速度的力。應(yīng)謹(jǐn)慎的是支撐件不能支承受冷卻式設(shè)備的任何敏感零部件，例如超導(dǎo)磁體的線圈。
圖6展示類似于圖2和3所示的進(jìn)一步布置，其針對(duì)這樣的冷卻式設(shè)備而改動(dòng)，即例如作為不在致冷劑器皿內(nèi)的線圈架45上的若干線圈而纏繞的超導(dǎo)磁體的。管狀支撐元件30 ( 30A、 30B)直接附接到例如線圈架45的磁體線圈支撐結(jié)構(gòu)。不存在致冷劑器亞，允許管狀支撐元件30的長(zhǎng)度增加，且因此具有熱性能優(yōu)點(diǎn)。此布置的其它特征和要求類似于圖3所示的布置。
因此本發(fā)明提供一種用于超導(dǎo)磁體的新的支撐布置，其中使用單個(gè)支撐件替代常規(guī)系統(tǒng)中使用的復(fù)數(shù)個(gè)懸架元件。支撐元件圍繞一大體垂直的軸線布置，且支撐圍繞一大體水平的軸線布置的螺管式》茲體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供至少以下優(yōu)于參看圖l描述的常規(guī)支撐系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。支撐布置的復(fù)雜性和組成零部件數(shù)與圖1中說明的支撐布置相比大體上減少。本發(fā)明的支撐布置僅需要到外部真空容器的單個(gè)連接，且因此簡(jiǎn)化了此結(jié)構(gòu)和組裝方法，因?yàn)椴恍枰惭b和預(yù)拉伸許多懸架元件?？傮w組裝過程簡(jiǎn)化，從而引起大量制造的簡(jiǎn)化。除了這些制造優(yōu)點(diǎn)以外，本發(fā)明的懸架布置還使所懸架器皿的對(duì)準(zhǔn)精度增加。
盡管已參考有限數(shù)目的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但在由所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明范圍內(nèi)，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將設(shè)想出對(duì)本發(fā)明的各種修改和變化。
權(quán)利要求
1. 一種受支撐的超導(dǎo)磁體，包括一個(gè)超導(dǎo)磁體(24)，其布置在一大體管狀的致冷劑器皿(22)內(nèi)，所述致冷劑器皿本身布置在一個(gè)外部真空容器(OVC)(28)內(nèi)；以及單個(gè)大體管狀的支撐元件(30)，其抵靠一支撐表面而支承所述超導(dǎo)磁體和所述致冷劑器皿的重量，且位于所述致冷劑器皿與所述支撐表面之間，所述大體管狀的支撐元件圍繞一大體垂直的軸線布置，且支撐一個(gè)圍繞一大體水平的軸線布置的螺管式磁體結(jié)構(gòu)，所述大體管狀的支撐元件將所述致冷劑器皿相對(duì)于所述外部真空容器(22)保持在一固定的相對(duì)位置，其中復(fù)數(shù)個(gè)互補(bǔ)界面經(jīng)布置以將所述致冷劑器皿和所述超導(dǎo)磁體的重量傳遞到所述大體管狀的支撐元件，其特征在于，一凹入部分(36)提供于所述致冷劑器皿的壁中，且所述大體管狀的支撐元件至少部分地容納在所述凹入部分內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，其中所述互補(bǔ)界面中的一 者由所述凹入部分(36)提供，且所述互補(bǔ)界面中的另一者包括所述大體管 狀的懸架元件(30)的一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，其中所述致冷劑器亞(22 ) 具有一水平軸線，且所述大體管狀的支撐元件具有比所述致冷劑器皿的徑向 直徑小的徑向直徑。
4. 一種受支撐的超導(dǎo)磁體，包括冷卻式設(shè)備，其包括一個(gè)大體圓柱形的超導(dǎo)》茲體，所述大體圓柱形的超 導(dǎo)磁體具有一大體水平的軸線且布置在一外部真空容器(0VC) (28)內(nèi)；以 及單個(gè)支撐元件(40)，其抵靠一支撐表面而支承所述冷卻式設(shè)備的重量， 所述支撐元件位于所述冷卻式設(shè)備與所述支撐表面之間，其中復(fù)數(shù)個(gè)互補(bǔ)界 面經(jīng)布置以將所述冷卻式設(shè)備的所述重量傳遞到所述支撐元件，所述支撐元件圍繞一大體垂直的軸線布置，所述支撐元件將所述冷卻式設(shè)備相對(duì)于所述0VC (28)保持在一固定的 相對(duì)位置，其特征在于，所述支撐元件經(jīng)成形和尺寸設(shè)計(jì)以通過所述互補(bǔ)界面而圍 護(hù)、支撐和保持所述冷卻式設(shè)備，所述互補(bǔ)界面包括所述冷卻式設(shè)備的外表 面和所述支撐元件(40)的適當(dāng)成形部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，其中所述冷卻式設(shè)備包括 位于一大體管狀的致冷劑器皿(22)內(nèi)的所述超導(dǎo);茲體，且其中所述支撐元 件(40)的所述適當(dāng)成形部分是上部?jī)?nèi)端面的部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，其中所述致冷劑器皿(22 ) 具有一大體水平的軸線；所述懸架元件具有比所述致冷劑器皿的徑向直徑大 的徑向直徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一權(quán)利要求所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，其中所 述懸架元件的橫截面為非圓形，且是漸縮的。
8. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，進(jìn)一步包括一個(gè)輻 射屏蔽件(26)，所述輻射屏蔽件(26)在提供所述致冷劑器皿的情況下位 于所述外部真空容器與所述致冷劑器皿之間，在未提供致冷劑器皿的情況下 位于所述外部真空容器與所述超導(dǎo)》茲體之間，所述輻射屏蔽件支撐在一個(gè)包 括所述支撐元件(30; 40)在所述屏蔽件與所述支撐表面之間的部分的屏蔽 件支撐結(jié)構(gòu)(38)上，所述支撐元件通過復(fù)數(shù)個(gè)經(jīng)布置以將所述屏蔽件的重 量傳遞到所述支撐結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)界面(38)，將所述屏蔽件相對(duì)于所述外部真 空容器(22)保持在一固定的相對(duì)位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的受支撐的超導(dǎo)石茲體，其中所述互補(bǔ)界面包括位 于所述支撐元件(30; 40 )上的一個(gè)凸緣(38 )。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的受支撐的超導(dǎo);茲體，其中所述支撐元件包括 一上部區(qū)段(30B)和一下部區(qū)段(30A)，所述上部區(qū)段和下部區(qū)段在所述凸緣(38 )處接合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9-10中任一項(xiàng)所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，其中所述凸 緣連續(xù)地通過所述支撐元件的壁，從而在所述支撐元件的內(nèi)側(cè)上提供一安裝 凸緣，所述安裝凸緣將屏蔽件部分(26A)保持在所述支撐元件內(nèi)的位置。
12. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的受支撐的超導(dǎo)磁體，其中所述支撐元 件具有橫過其下端的封閉部分(34 )，從而提供一用于安裝所述0VC的凸緣， 所述封閉部分在所述0VC的其余部分與其組裝時(shí)成為所述0VC壁的一部分。
13.—種在外部真空容器(0VC) (28)內(nèi)組裝受支撐的超導(dǎo)磁體(24) 的方法，所述超導(dǎo)磁體支撐在一支撐表面上，所述方法包括以下步驟將所述超導(dǎo)磁體支撐在一個(gè)位于所述磁體與所述支撐表面之間的支撐 元件(30; 40)上，所述支撐元件通過復(fù)數(shù)個(gè)經(jīng)布置以將所述超導(dǎo)磁體的重 量傳遞到所述支撐結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)界面，而將所述磁體相對(duì)于所述支撐表面保持 在一固定位置；將所述外部真空容器制造成將圍繞所述支撐元件接合的復(fù)數(shù)個(gè)零部件；以及圍繞所述支撐元件(30 )組裝所述OVC,并將所述OVC附接到所述支撐 元件(30)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的在OVC ( 28 )內(nèi)組裝受支撐的超導(dǎo)磁體(24 ) 的方法，其中將所述超導(dǎo)磁體首先組裝在一致冷劑器皿(22 )內(nèi)；將所述致冷劑器皿支撐在位于所述致冷劑器皿與所述支撐表面之間的 所述支撐元件(30; 40)上，所述支撐元件通過復(fù)數(shù)個(gè)經(jīng)布置以將所述超導(dǎo)磁體和所述致冷劑器皿 的重量傳遞到所述支撐結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)界面，將所述致冷劑器皿相對(duì)于所述支撐 表面保持在一固定位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的組裝受支撐的超導(dǎo)磁體的方法，在組裝所述0VC的步驟之前進(jìn)一步包括以下步驟將一個(gè)熱輻射屏蔽件制造成將圍繞所述支撐元件接合的復(fù)數(shù)個(gè)零部件；以及圍繞所述支撐元件(30; 40)組裝所述熱輻射屏蔽件，并將所述熱輻射 屏蔽件附接到所述支撐元件(30; 40)。
16. 沖艮據(jù)權(quán)利要求13-15中任一權(quán)利要求所述的組裝受支撐的超導(dǎo)磁體 的方法，其中所述支撐元件圍繞一大體垂直的軸線布置，且支撐一個(gè)圍繞一 大體水平的軸線布置的螺管式磁體結(jié)構(gòu)。
17. —種大體上如附圖的圖2-6中描述和/或說明的受支撐的超導(dǎo)磁體。
18. —種組裝大體上如附圖的圖2-6中描述和/或說明的受支撐的超導(dǎo)磁 體的方法。
全文摘要
一種受支撐的超導(dǎo)磁體，包括一個(gè)超導(dǎo)磁體，其布置在一個(gè)外部真空容器內(nèi)；以及一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，其抵靠一支撐表面而支承所述超導(dǎo)磁體的重量。所述支撐結(jié)構(gòu)包括位于所述磁體與所述支撐表面之間的一個(gè)管狀懸架元件，所述管狀懸架元件通過復(fù)數(shù)個(gè)經(jīng)布置以將所述超導(dǎo)磁體的所述重量傳遞到所述支撐結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)界面，而將所述磁體相對(duì)于所述外部真空容器保持在一固定的相對(duì)位置。所述管狀懸架元件圍繞一大體垂直的軸線布置，且支撐圍繞一大體水平的軸線布置的螺管式磁體結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01F6/04GK101512687SQ200780033176
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者尼古拉斯·曼, 馬塞爾·克魯伊普 申請(qǐng)人:西門子磁體技術(shù)有限公司