[发明专利]用于低温装置的高温超导电流引线组件

说明书

本发明提供了一种制造低温系统的引线组件的方法。该方法包括开发热交换器的三维(3D)模型。该热交换器包括多个通道，该多个通道从第一端部纵向延伸穿过热交换器到第二端部，该多个通道在热交换器内形成多个热表面，该热交换器具有横截面。该方法还包括通过减小横截面的面积和增大多个热表面中的至少一种方式修改3D模型。该方法还包括根据所修改的3D模型，使用导电材料和导热材料增材地制造热交换器。此外，该方法包括提供包括HTS条的高温超导体(HTS)组件，以及在热交换器的第二端部处将HTS组件连接到热交换器。

背景技术

本公开的领域整体涉及引线组件的系统和制造引线组件的方法，并且更具体地，涉及制造用于低温系统的低温装置的引线组件的系统和方法。

低温系统包括低温装置，诸如用于磁共振成像(MRI)系统的超导磁体、超导变压器、发电机和电子器件。通过保持低温装置与冷却源诸如液化氦接触来冷却低温装置，以便低温装置在超导条件下操作。为了使低温装置达到特定操作状态，向低温装置提供电力。例如，为了使MRI系统的超导磁体斜线上升到某个磁场强度(例如，1.5特斯拉(T))，从室温下的电源向超导磁体提供电力，以使磁体从电流产生磁场。电流通过引线组件供应到低温装置。

此外，通常通过诸如浇铸、机加工或金属注塑成型的方法制造引线组件。在那些制造工艺中，如果需要修改或已修改引线组件的设计，则需要提供新模具，这可能是耗时且昂贵的。

至少一些已知的引线组件和已知的引线组件设计工艺易于出现某些问题，并且引线组件的改进是期望的。

发明内容

在一个方面，提供了一种制造低温系统的引线组件的方法。该方法包括开发热交换器的三维(3D)模型，该热交换器具有第一端部和与第一端部相对的第二端部。热交换器包括多个通道，该多个通道从第一端部纵向延伸穿过热交换器到第二端部，多个通道在热交换器内形成多个热表面，该热交换器具有横截面。该方法还包括通过减小横截面的面积和增大多个热表面中的至少一种方式修改3D模型。该方法还包括根据修改的3D模型，使用导电材料和导热材料增材地制造热交换器。此外，该方法包括提供包括HTS条的高温超导体(HTS)组件，以及在热交换器的第二端部处将HTS组件连接到热交换器。

在另一方面，提供了一种低温系统。该低温系统包括容器，该容器容纳低温装置和引线组件。该引线组件嵌入容器并且被配置为向低温装置提供电流。引线组件包括热交换器和HTS组件。热交换器由导电材料和导热材料构成，并且具有被配置为电连接到电源的第一端部和与第一端部相对的第二端部。热交换器还包括在第一端部和第二端部之间延伸穿过热交换器的多个通道，该多个通道在热交换器内形成多个热表面。热交换器具有横截面。HTS组件在热交换器的第二端部处联接在低温装置和热交换器之间，HTS组件包括HTS条。在增材制造过程中动态地修改热交换器的横截面和多个热表面，使得在低温装置的斜升期间，热交换器的第二端部处的温度处于或低于HTS条的临界超导温度。

在又一方面，提供了低温系统的引线组件。该低温系统包括容器，该容器容纳低温装置。引线组件包括热交换器和HTS组件。热交换器由导电材料和导热材料构成，并且具有被配置为电连接到电源的第一端部和与第一端部相对的第二端部。热交换器还包括从第一端部延伸穿过热交换器到第二端部的多个通道。该多个通道形成热交换器内的多个热表面。热交换器具有横截面。HTS组件在热交换器的第二端部处联接到热交换器并且被配置为联接到低温装置，该HTS组件包括HTS条。引线组件被配置为向低温装置提供电流，并且被进一步配置为嵌入容器内。在增材制造过程期间动态地修改热交换器的尺寸和结构，使得在使用中，在低温装置的斜升期间，修改的热交换器的第二端部处的温度处于或低于HTS条的临界超导温度。

附图说明

图1A是示例性低温系统的示意图。

图1B是图1A所示并且标识为1B的低温系统的一部分的放大视图。

图2是图1A所示的低温系统的示例性引线组件。