[实用新型]多箱式超导磁体低温容器系统

说明书

本实用新型涉及一种多箱式超导磁体低温容器系统，包括超导磁体低温容器系统，位于超导磁体低温容器系统内的容器C出口通过管路和阀门22F与位于超导磁体低温容器系统外的容器B进口连通，容器B出口通过阀门F21与位于超导磁体低温容器系统内的容器C进口连通且容器B内设有冷头1热交换器，容器B通过管路和阀门F1与容器A出口连通。优点：一是位于超导磁体低温容器系统内的容器C无需高耐压能力，就能与位于超导磁体低温容器系统外的容器B实现所设定极低温度下的动态运行，不仅确保了超导磁体的正常工作，而且极大地降低了制造成本；二是冷却速度快，既使发生短时间停电，也能够保证超导磁体工作所需的低温环境。

技术领域

本实用新型涉及一种既能降低超导磁体低温容器系统内极低温低压容器承压压力，又能保持超导磁体低温容器系统内极低温，同时又能大幅度地降低制造成本的多箱式超导磁体低温容器系统。

背景技术

超导磁体目前已被广泛用于如磁共振设备及其他需要稳定，高磁场强度领域中。由超导材料制成的线圈当通过大电流产生强大磁场，并通过超导材料特性的电流闭环技术手段，当外加电流逐渐移除后，超导线圈维持其运行电流并持久保持不变，因而超导磁体产生的磁场非常稳定。

为了能使超导磁体无电阻态工作，必须提供低于超导材料临界温度以下的低温环境（通常如铌钛超导线圈，4-10°K），超导材料只有在环境温度低于材料的临界温度条件下，才能展示其无电阻特性。

通常的方法提供低温环境方法是使用低温液体直接注入到低温容器，把超导磁体浸泡在低温液体中浸泡，例如使用液氦注入到超导磁体的液氦容器。通过专业设计，能够使超导磁体和低温容器维持在所需的低温环境，但浸泡式超导型磁体系统需要使用和浪费大量的低温液体，在使用上不经济。图2为普通超导磁体及低温容器的示意图。如图2所示，该装置包括超导线圈，线圈骨架，低温容器罐，冷屏，真空罐及维持低温环境的制冷压缩机冷头。

另外一种对超导磁体冷却并维持其工作的低温环境是利用低温冷头直接冷却，其原理与电冰箱相似。图3为冷头直接制冷方法的示意图。但此方法冷却效率低，整个制冷、冷却过程需要很长时间，而且短时间停电或制冷压缩机维护停止时，制冷冷头无法提供超导磁体需要的制冷量，引起超导磁体失超。

图4为一种减少液氦使用量并避免短时间停电引起的超导磁体失超的方法。它是使用封闭传导冷却原理，在低温容器内制冷、液化、储存少量的低温液体，利用低温液体在与超导线圈相接触的载体（管道）内流动，吸收周围环境的能量，通过低温液体的挥发，然后通过制冷冷头对挥发的低温气体循环液化。由于气体从常温汽相冷却到低温液相的体积变化非常大，如低温液氦挥发膨胀到室温氦气，其体积约膨1000倍。因此，对于封闭式传导冷却超导磁体，为了产生超导磁体运行的低温液体量，在常温情况时，储存的室温气体容器非常大，换句话来说，必须以几个大气压的高压压缩气体储存以减少对气体储存容器小体积的要求，对压缩气体容器的要求非常高，制造成本也比较高。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既能降低超导磁体低温容器系统内极低温低压容器承压压力，又能保持超导磁体低温容器系统内极低温，同时又能大幅度地降低制造成本及实现超导磁体低温容器系统非高压运行的多箱式超导磁体低温容器系统。

设计方案：为了实现上述设计目的。本实用新型提供一种经济的提供超导磁体低温冷却及低温运行系统。该系统包括：至少有一个高压气体室温储存容器；至少有一个中低压，低温气体储存大容器，中低压，低温气体容器至少有一个单阶制冷系统及冷头，可以是相同的二级冷头；超导磁体低温容器系统系统，其将超导磁体容纳与其中；超导磁体低温容器系统系统二级制冷系统至少有一个低压，低温液体储存容器，连接容器之间的管路，连接容器之间的管路的控制阀门，容器内部的管路，容器内部管路的控制阀门；两个冷头同时工作时，提供快速冷却方法；两个冷头可独立工作；当超导磁体正常运行时，单级冷头可以停止或移除。当超导磁体冷头需要维护，更换时，可以用另一个冷头替代工作。