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Title:
EXHAUST PIPE, SUPERCONDUCTING MAGNET, AND MAGNETIC RESONANCE IMAGING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/059480
Kind Code:
A2
Abstract:
An exhaust pipe, a superconducting magnet, and a magnetic resonance imaging device are disclosed in the present utility model. The exhaust pipe comprises a thin wall tube, a first heat dissipation member, and a second heat dissipation member; the first heat dissipation member is welded to the inner side of the thin wall tube; the second heat dissipation member is welded to the outer side of the thin wall tube; the first heat dissipation member and the second heat dissipation member are disposed one opposite the other. The exhaust pipe of the superconductive magnet of the magnetic resonance imaging device according to specific embodiments of the present utility model greatly reduces manufacturing costs without affecting cooling and heat dissipation performance.

Inventors:
RETZ, Patrick William (60A Park Road, North Leigh, Witney OX29 6RX, OX29 6RX, GB)
TIGWELL, Neil Charles (19 Davenport Road, Witney OX28 6EL, OX28 6EL, GB)
JIANG, Le (Taihua Sunny Bay, Baoyuan Road Baoan Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
DUAN, Qing (Gao Xin Zhong Er Dao, Gao Xin Qu Zhong Q, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
FANG, Zhichun (Unit 1, 401 Nantou Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
WU, Junzhao (Gao Xin Zhong Er Dao, Gao Xin Qu Zhong Q, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
XIU, Haitao (Gao Xin Zhong Er Dao, Gao Xin Qu Zhong Q, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
YANG, Lei (Yang Guang Hua Di Yuan A1802, Qianhai Road Nanshan Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
Application Number:
IB2015/051241
Publication Date:
April 21, 2016
Filing Date:
February 18, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS SHENZHEN MAGNETIC RESONANCE LTD. (Gao Xin Zhong Er Dao, Gao Xin Qu Zhong Q, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
SIEMENS PLC (Faraday House, Sir William Siemens Square Frimley, Camberley GU16 8QD, GU16 8QD, GB)
International Classes:
H01F6/04; G01R33/38
Attorney, Agent or Firm:
FRENCH, Clive Harry et al. (Siemens Aktiengesellschaft, Postfach 22 16 34, Munich, 80506, DE)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种超导磁体的排气管, 其特征在于, 包括一薄壁管、 一第一散热件和一第二散 射件,所述第一散热件焊接于所述薄壁管内侧,所述第二散热件焊接于所述薄壁管外侧, 所述第一散热件与第二散热件相对设置。

2、 如权利要求 1所述的排气管, 其特征在于, 所述第一散热件和所述第二散热件沿 所述薄壁管的周向呈完整或部分环状。

3、 如权利要求 1所述的排气管, 其特征在于, 所述第一散热件和所述第二散热件沿 所述薄壁管的周向全部或部分重叠。

4、 如权利要求 1所述的排气管, 其特征在于, 所述第一散热件和所述第二散热件沿 所述薄壁管的轴向全部或部分重叠。

5、 如权利要求 4所述的排气管, 其特征在于, 沿所述薄壁管的轴向, 所述第一散热 件的几何中心和所述第二散热件的几何中心重合。

6、 如权利要求 1所述的排气管, 其特征在于, 所述第一散热件沿所述薄壁管的轴向 的长度小于所述第二散热件沿所述薄壁管的轴向的长度。

7、 如权利要求 1所述的排气管, 其特征在于, 所述第一散热件包括一个或多个第一 卡扣件, 所述第一卡扣件用于固定所述排气管内侧的线缆。

8、 如权利要求 1所述的排气管, 其特征在于, 所述第二散热件包括一个或多个第二 卡扣件以及一个或多个柔性散热件,所述柔性散热件的一端分别固定于所述第二卡扣件。

9、 一种超导磁体, 其特征在于, 包括如权利要求 1 -8任一所述的排气管。

10、 一种磁共振成像系统, 其特征在于, 包括如权利要求 9所述的超导磁体。

Description:
排气管、 超导磁体和磁共振成像装置

技术领域 本实用新型涉及磁共振成像技术领域,特别是 磁共振成像装置的超导磁体的排气管。

背景技术 磁共振成像 (Magnetic Resonance Imaging, MRI) 是利用磁共振现象进行成像的一 种技术。 磁共振现象的原理主要包括: 包含单数质子的原子核, 例如人体内广泛存在的 氢原子核, 其质子具有自旋运动, 犹如一个小磁体, 并且这些小磁体的自旋轴没有一定 的规律, 如果施加外在磁场, 这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列, 具体为在平 行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排 列, 将上述平行于外在磁场磁力线的方向 称为正纵向轴, 将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负 纵向轴; 原子核只具有纵 向磁化分量, 该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。 用特定频率的射频 (Radio Frequency, RF ) 脉冲激发处于外在磁场中的原子核, 使这些原子核的自旋轴偏离正纵向 轴或负纵向轴, 产生共振, 这就是磁共振现象。 上述被激发的原子核的自旋轴偏离正纵 向轴或负纵向轴之后, 该原子核就具有了横向磁化分量。

停止发射射频脉冲后, 被激发的原子核发射回波信号, 将吸收的能量逐步以电磁波 的形式释放出来, 其相位和能级都恢复到激发前的状态, 将原子核发射的回波信号经过 空间编码等进一步处理即可重建图像。

在磁共振成像系统中, 通常, 超导磁体需要浸泡在容纳有液氦的液氦罐中以 保持低 温。 液氦罐的内侧压强很大, 通常需要有恰当的排气结构, 具体而言, 在现有技术中通 常采用排气管。

西门子公司的申请号为 CN201420124768.5 的专利申请文件详细描述了现有技术中 的磁共振成像装置的超导磁体的排气管。 西门子磁体技术有限公司的公开号为 US20060207266A1的专利文件详细描述了现有技术中 的磁共振成像装置的超导磁体的排 气管的冷却散热机制。 实用新型内容

有鉴于此, 本实用新型提供一种超导磁体的排气管, 包括一薄壁管、 一第一散热件 和一第二散射件, 所述第一散热件焊接于所述薄壁管内侧, 所述第二散热件焊接于所述 薄壁管外侧, 所述第一散热件与第二散热件相对设置。

优选地,所述第一散热件和所述第二散热件沿 所述薄壁管的周向呈完整或部分环状。 优选地, 所述第一散热件和所述第二散热件沿所述薄壁 管的周向全部或部分重叠。 优选地, 所述第一散热件和所述第二散热件沿所述薄壁 管的轴向全部或部分重叠。 优选地, 沿所述薄壁管的轴向, 所述第一散热件的几何中心和所述第二散热件 的几 何中心重合。

优选地, 所述第一散热件沿所述薄壁管的轴向的长度小 于所述第二散热件沿所述薄 壁管的轴向的长度。

优选地, 所述第一散热件包括一个或多个第一卡扣件, 所述第一卡扣件用于固定所 述排气管内侧的线缆。

优选地, 所述第二散热件包括一个或多个第二卡扣件以 及一个或多个柔性散热件, 所述柔性散热件的一端分别固定于所述第二卡 扣件。

本实用新型还提供一种超导磁体, 包括如上任一所述的排气管。

本实用新型还提供一种磁共振成像装置, 包括如上所述的超导磁体。

根据本实用新型的具体实施例的磁共振成像装 置的超导磁体的排气管大幅度削减了 制造成本而且不会损失冷却散热能力。

附图说明 下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优 选实施例, 使本领域的普通技术人员 更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点, 附图中:

图 1 是根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振 成像装置的超导磁体的排气管的 剖视图;

图 2是根据本实用新型的具体实施例之二的磁共 成像装置的超导磁体的排气管的 剖视图。 具体实施方式 为使本实用新型的目的、 技术方案和优点更加清楚, 以下举具体实施例对本实用新 型进一步详细说明。

图 2是根据本实用新型的具体实施例之二的磁共 成像装置的超导磁体的排气管的 剖视图。 如图 2所示, 根据本实用新型的具体实施例之二的磁共振成 像装置的超导磁体 的排气管包括第一薄壁管 201、 第二薄壁管 202以及连接散热器 203, 其中, 连接散热器 203周向呈环状轴向呈 T状,第一薄壁管 201和第二薄壁管 202分别贴合连接散热器 203 的 (T状的) 上下两个突缘内侧, 经焊接构成排气管。

具体而言, 连接散热器 203位于排气管内侧的部分包括多个第一卡扣件 , 第一卡扣 件用于固定排气管内侧铺设的线缆、 管道和仪器; 连接散热器 203位于排气管外侧的部 分包括多个第二卡扣件, 第二卡扣件用于固定柔性散热件, 所述柔性散热件的一端固定 于第二卡扣件另一端固定于超导磁体的冷头, 从而将冷量从冷头传导至连接散热器从而 冷却排气管以及排气管内侧铺设的线缆、 管道和仪器。 从排气管的第一薄壁管 201和第二薄壁管 202厚度小于 0.5 mm, 由不锈钢 (或其他 强度性能优良的材料, 例如, PVC ) 制成。 由于第一薄壁管和第二薄壁管的厚度如此之 小, 因此环境温度 (300K) 到液氦容器 (4.2K) 的导热非常容易迅速。 鉴于上述情况, 连接散热器在连接第一薄壁管和第二薄壁管的 同时对第一薄壁管和第二薄壁管进行冷却, 连接散热器由铜 (或其他导热性能优良的材料, 例如, 铝) 制成。 作为散热装置, 连接 散热器通过柔性散热器与冷头连接, 从而被冷头的低温(例如, 40K)冷却并且随后冷却 第一薄壁管和第二薄壁管以及排气管内侧和外 侧的其他部件 (线缆、 管道或仪器)。 这可 以进一步减少减缓从环境 (300K) 到液氦容器 (4.2K) 的导热。

在本实用新型的具体实施例之二的磁共振成像 装置的超导磁体的排气管中, 使用真 空钎焊工艺将不锈钢制的第一薄壁管和第二薄 壁管分别与铜制的连接散热器焊接在一起。 具体而言, 真空钎焊工艺通过使用真空电炉在规定温度范 围内利用镍或银作为焊料将不 锈钢制的第一薄壁管和第二薄壁管分别与铜制 的连接散热器焊接在一起。

真空钎焊工艺可以提供良好的机械特性以及对 接合点的密封性; 然而, 真空钎焊工 艺非常耗时: 不仅需要电炉处理(通常 8小时),而且需要前处理和后处理,例如, 洁、 对准和组装, 因此真空钎焊工艺的成本高昂。 根据本实用新型的具体实施例之二的磁共振成 像装置的超导磁体的排气管, 包括第 一薄壁管和第二薄壁管,其分别与具有真 ^钎焊接合点的铜制的连接散热器焊接在一起 根据本实用新型的具体实施例之二的磁共振成 像装置的超导磁体的排气管需要两个循环 的真空钎焊工艺, 这意味着将成本翻倍。

在这种情况下,本发明的具体实施例提出一种 磁共振成像装置的超导磁体的排气管。 该超导磁体的排气管包括一薄壁管、 一第一散热件和第二散热件, 所述第一散热件位于 所述薄壁管内侧, 所述第二散热件位于所述薄壁管外侧, 所述第一散热件与第二散热件 相对设置。

图 1 是根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振 成像装置的超导磁体的排气管的 剖视图。 如图 1 所示, 根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体 的排气管包括薄壁管 101 以及第一散热器 102、 第二散热器 103, 其中, 所述第一散热件 102位于所述薄壁管 101 内侧, 所述第二散热件 103位于所述薄壁管 101外侧, 所述第 一散热件 102与第二散热件 103相对设置。

如图 1所示, 根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体的排 气管的第一散热件 102和第二散热件 103沿薄壁管 101的周向呈完整或部分环状, 从而 最大程度地与薄壁管接触进而提高冷却效率; 第一散热件 102和第二散热件 103也可以 在薄壁管 101上离散的分布, 从而适应于薄壁管 101 内侧和外侧的其他部件的设置并便 于冷却其他部件。

如图 1所示, 根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体的排 气管的第一散热件 102和第二散热件 103沿薄壁管 101的周向全部或部分重叠, 从而最 大程度地相互传导冷量进而提高冷却效率。

如图 1所示, 根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体的排 气管的第一散热件 102和所述第二散热件 103沿薄壁管 101的轴向全部或部分重叠, 从 而第二散热件 103可以最大程度地向第一散热件 102传导冷量进而提高冷却效率。

如图 1所示, 根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体的排 气管, 沿所述薄壁管的轴向, 第一散热件 102的几何中心和第二散热件 103 的几何中心 重合, 从而第二散热件 103可以最大程度地向第一散热件 102传导冷量进而提高冷却效 率。

如图 1所示, 根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体的排 气管, 第一散热件 102沿薄壁管 101 的轴向的长度小于第二散热件 103沿薄壁管 101 的 轴向, 从而第二散热件 103可以最大程度地向第一散热件 102传导冷量进而提高冷却效 率。 综上所述, 根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体的排气 管, 使用铜制的第一散热件和第二散热件分别通过 真空钎焊工艺焊接在不锈钢制的薄壁 管的内侧和外侧; 换而言之, 薄壁管位于第一散热件和第二散热件之间。 位于薄壁管内 侧的第一散热件与其他部件 (线缆、 通道或仪器) 接触, 位于薄壁管外侧的第二散热件 通过柔性散热件与冷头连接, 从而获得冷量进而冷却薄壁管和第一散热件。

根据本实用新型的具体实施例之一的磁共振成 像装置的超导磁体的排气管的真空钎 焊接合点不位于铜制的散热件的上侧和下侧, 而是位于薄壁管的内侧和外侧的表面上, 因此仅需要一个循环的真空钎焊工艺以及前处 理和后处理即可成型, 从而大幅度削减了 制造成本而且不会损失冷却散热能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已, 并不用以限制本实用新型, 凡在本实 用新型的精神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本实用新 型的保护范围之内。