本發(fā)明涉及一種用于低溫保持器的急冷閥的輔助設(shè)備，特別用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種使能安全空運(yùn)具有制冷劑的低溫保持器的方法。

背景技術(shù)：

超導(dǎo)磁體系統(tǒng)被用于醫(yī)療診斷中，例如在磁共振成像系統(tǒng)中。MRI磁體的一個(gè)要求是其產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的磁場(chǎng)。為了實(shí)現(xiàn)所要求的穩(wěn)定性，通常使用在非常低溫條件下操作的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)。所述溫度典型地通過(guò)將超導(dǎo)體浸在低溫制冷劑液體(又稱(chēng)制冷劑，如液氦)中冷卻來(lái)控制。

超導(dǎo)磁體系統(tǒng)通常包括一組用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的超導(dǎo)體繞組，所述繞組被浸在低溫流體中，以保持線(xiàn)圈處于超導(dǎo)溫度，所述超導(dǎo)體繞組和制制冷劑置于制冷劑容器內(nèi)。

超導(dǎo)磁體易受失超事件影響，其中由于多種原因之一，超導(dǎo)磁體的部分不再超導(dǎo)。在部分磁體中產(chǎn)生的電阻由于流過(guò)的電流產(chǎn)生熱。迅速導(dǎo)致超導(dǎo)磁體的另一部分停止超導(dǎo)。其結(jié)果是，磁體的磁場(chǎng)中儲(chǔ)存的所有能量突然釋放為熱。在使用液態(tài)制冷劑冷卻的超導(dǎo)磁體中，這種情況通常導(dǎo)致若干制冷劑快速蒸發(fā)，氣態(tài)和液態(tài)形式的制冷劑被高速排出所述低溫保持器。

失超期間，允許排出的制冷劑氣體以安全的方式離開(kāi)低溫保持器是至關(guān)重要的。出口點(diǎn)通常通過(guò)響應(yīng)于低溫保持器內(nèi)增加的壓力而打開(kāi)。已知的，提供一個(gè)急冷閥以控制所述出口點(diǎn)。急冷閥始終關(guān)閉直到低溫保持器內(nèi)達(dá)到一定壓力。一旦低溫保持器的壓力達(dá)到所述一定值，急冷閥通過(guò)作用在其上的壓力打開(kāi)。

運(yùn)輸已裝配的系統(tǒng)期間，填充有制冷劑，無(wú)法為所述制冷劑提供冷卻，這導(dǎo)致熱輸入至低溫保持器，從而導(dǎo)致制冷劑蒸發(fā)。因此，空運(yùn)期間，為保證減壓必須使用減壓設(shè)備以防止超壓。換句話(huà)說(shuō)，應(yīng)防止低溫保持器內(nèi)顯著增加的壓力。

然而，空運(yùn)期間大氣壓的變化，甚至在壓力艙中，會(huì)引起所用的減壓設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。普通減壓閥可能隨著海拔變化隨著快速?lài)姵隼錃舛鴥鼋Y(jié)并堵塞。出于這個(gè)原因，對(duì)于空運(yùn)，每個(gè)磁體系統(tǒng)必須裝配有絕對(duì)減壓閥，該閥不受大氣壓力的影響。此外，為了符合安全規(guī)范，必須裝配獨(dú)立的第二設(shè)備，其可以是計(jì)量設(shè)備。

可以使用現(xiàn)有的急冷閥作為所述計(jì)量設(shè)備。然而，空運(yùn)期間，開(kāi)啟所述急冷閥所需的壓差小于磁體系統(tǒng)中的壓力和航空器艙內(nèi)的壓力之差。因此，所述急冷閥可能提升并放出過(guò)多的制冷劑氣體。為了克服此問(wèn)題，已知的，通過(guò)裝有例如13PSIG閥的氣密板封堵所述急冷閥的排放孔。另外可以裝有手動(dòng)閥，其也可以在板移除前用來(lái)釋放壓力。整個(gè)裝配需要進(jìn)行密封和全面測(cè)試，所以是一個(gè)昂貴的解決方案。另外，到達(dá)操作地點(diǎn)后，該裝配被丟棄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單可靠的技術(shù)，以確保安全空運(yùn)包含制冷劑的低溫保持器。

根據(jù)本發(fā)明，所述目的由所附權(quán)利要求中限定的裝置、方法和使用來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的核心思想是使低溫保持器的現(xiàn)有急冷閥在空運(yùn)低溫保持器期間作為一個(gè)減壓設(shè)備，某種程度上，所述急冷閥保持完全可操作。換句話(huà)說(shuō)，急冷閥的操作能力不受限制。為了空運(yùn)目的，只是臨時(shí)升高急冷閥的開(kāi)啟壓力。通過(guò)這種方式，以一種簡(jiǎn)單、可靠且非常高效的方式實(shí)現(xiàn)包含制冷劑的低溫保持器的安全空運(yùn)，由此符合安全規(guī)范。

不同于現(xiàn)有技術(shù)中建議的在空運(yùn)情況下移除現(xiàn)有的急冷閥部件并安裝一個(gè)附加的手動(dòng)閥，本發(fā)明建議升高閥的開(kāi)啟壓力值，以提高現(xiàn)有的急冷閥的能力。所述急冷閥的開(kāi)啟壓力升高，使得低溫保持器內(nèi)部和航空器艙內(nèi)的預(yù)期壓差小于所述升高的開(kāi)啟壓力。無(wú)需額外閥。用于提升急冷閥的開(kāi)啟壓力的輔助設(shè)備可以多次使用。

本發(fā)明的這些和其他方面將在獨(dú)立權(quán)利要求中定義的以下實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述。

優(yōu)選地，所述輔助設(shè)備包括主體，該主體可安裝在急冷閥或低溫保持器上。所述輔助設(shè)備還包括彈性裝置，該彈性裝置使用多個(gè)彈性元件。所述彈性元件適于直接或間接地作用于閥構(gòu)件(例如，閥板)、爆破盤(pán)或急冷閥的任何其他合適的可移動(dòng)部件上，通過(guò)這種方式提升急冷閥的開(kāi)啟壓力。因此，所述主體為彈性裝置提供反向軸承，更精確地計(jì)算出所述彈性裝置中彈性元件的數(shù)量。通過(guò)這種方式，急冷閥的開(kāi)啟壓力可以用一個(gè)非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)且可重復(fù)使用的機(jī)械設(shè)備來(lái)提升。所述彈性元件的張力限定所述急冷閥的新開(kāi)啟壓力。例如，通過(guò)選擇顯示恰當(dāng)?shù)膹椥载?fù)載的合適的彈性元件，開(kāi)啟壓力可以提升到13PSIG。

為了實(shí)現(xiàn)特定的可靠功能原理，建議優(yōu)選地使用至少一個(gè)活塞用于作用在所述閥構(gòu)件、爆破盤(pán)等等。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)活塞由所述多個(gè)彈性元件中的至少一個(gè)彈性加載。換句話(huà)說(shuō)，所述彈性元件不直接作用在所述急冷閥上，而是用來(lái)加載直接作用在所述閥上的至少一個(gè)活塞。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述輔助設(shè)備的主體適于用作所述多個(gè)彈性元件和/或所述急冷閥的至少一部分的外殼。例如，所述主體形成為柱型、箱型或圓頂形。通過(guò)這種方式，所述主體保護(hù)所述外殼內(nèi)的多個(gè)彈性元件和/或急冷閥的部分不受不利環(huán)境條件的影響。同時(shí)，所述主體防止在所述爆破盤(pán)破裂情況下溢出爆破盤(pán)碎片，由此保護(hù)低溫保持器的周?chē)h(huán)境。備選地，所述輔助設(shè)備的主體不形成外殼，而簡(jiǎn)單地是一個(gè)剛性板塊或任何適合彈性元件的反向軸承，其安裝在急冷閥或低溫保持器上，例如通過(guò)定距塊結(jié)構(gòu)的方式。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選地實(shí)施例，所述輔助設(shè)備包括導(dǎo)向件，其適于引導(dǎo)所述至少一個(gè)、優(yōu)選地所有彈性元件。執(zhí)行所述彈性元件的引導(dǎo)以防止在安裝所述輔助設(shè)備期間損壞所述急冷閥。特別地，可以防止安裝期間可能出現(xiàn)的損壞，例如將主體安裝至急冷閥或低溫保持器期間和/或定位所述彈性元件和/或所述至少一個(gè)活塞期間。

附圖說(shuō)明

以下將參考以下實(shí)施例和附圖通過(guò)舉例的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的這些和其他方面；其中：

圖1示出低溫保持器的示意圖(現(xiàn)有技術(shù))，

圖2示出低溫保持器的急冷閥的剖視圖的示意圖(現(xiàn)有技術(shù))，

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的低溫保持器的急冷閥的剖視圖的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出應(yīng)用在MRI系統(tǒng)中的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的橫截面。超導(dǎo)磁體線(xiàn)圈(未示出)設(shè)置于低溫保持器1的制冷劑容器2中。所述線(xiàn)圈被浸在液體制冷劑3中，如液氦。設(shè)置中心孔4用于容納病人用于檢查。帶有通氣管6的通道管頸5設(shè)置于低溫保持器1的頂部以允許連通所述制冷劑容器2。為了清楚的原因，未示出低溫保持器1的其他部件，例如，用于提供活性制冷劑3以冷卻所述制冷劑3的冰箱、外真空室或熱輻射屏蔽屏。

如圖2更詳細(xì)地示出，轉(zhuǎn)臺(tái)外部組件7包圍所述通道管頸5的上部，并提供標(biāo)準(zhǔn)的離開(kāi)路徑用于制冷劑氣體從制冷劑容器2中離開(kāi)。轉(zhuǎn)臺(tái)外部組件7與制冷劑容器2以密封方式連接，并限定一個(gè)內(nèi)部體積，在這種情況下，使用急冷閥8，通過(guò)保護(hù)閥和/或爆破盤(pán)使該內(nèi)部體積與大氣分隔。急冷閥8始終保持關(guān)閉狀態(tài)，直到制冷劑容器2內(nèi)達(dá)到一定壓力。一旦所述壓力達(dá)到所述一定壓力，所述急冷閥8通過(guò)作用在其上的壓力打開(kāi)。

急冷閥8包括閥板9，其通過(guò)第一彈性裝置11保持壓靠在閥座10上。在制冷劑容器2內(nèi)超壓的情況下，制冷劑氣體作用在閥板9內(nèi)壁12上的相應(yīng)壓力將超過(guò)作用在閥板9外壁13上的壓力，足以克服所述第一彈性裝置11的力，并打開(kāi)所述急冷閥8。制冷劑氣體將離開(kāi)，以使制冷劑容器2內(nèi)部的壓力維持在一個(gè)可接受的水平。一旦制冷劑容器2中的壓力下降到保持急冷閥打開(kāi)所需的壓力，第一彈性裝置11將按壓閥板9回到與閥座10接觸。閥板9的一部分可以由爆破盤(pán)組成，因其位于閥板9的平面上，所以未在圖2中不可見(jiàn)。在通過(guò)閥板9的壓差變得遠(yuǎn)高于所述急冷閥8應(yīng)打開(kāi)的壓力的情況下，例如，如果急冷閥8延遲，或制冷劑容器2內(nèi)的壓力增加非常迅速或劇烈，則所述爆破盤(pán)將破裂，制冷劑氣體然后將通過(guò)爆破盤(pán)留出的洞孔逃離制冷劑容器2。此爆破盤(pán)通常是公開(kāi)宣布的監(jiān)管壓力釋放安全設(shè)備，設(shè)置為在急冷閥故障時(shí)發(fā)生破裂。

圖3示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。如圖2所示的現(xiàn)有急冷閥在空運(yùn)前急冷閥被修改，從而不會(huì)丟失急冷閥8的閥可操作性。修改期間，不移除急冷閥8的任何部件。而是，在急冷閥8上安裝一個(gè)輔助設(shè)備14，該輔助設(shè)備臨時(shí)提高所述急冷閥8的開(kāi)啟壓力。

輔助設(shè)備14包括形成帶有壁17、開(kāi)放前部18和背板19的圓柱形或盒形容器16的主體15。所述主體15上設(shè)有許多小的通風(fēng)孔，通風(fēng)孔用作開(kāi)口以允許在失超的情況下源于所述急冷閥8的制冷劑氣體逃離所述容器16。圖3中箭頭20示出的是所述通風(fēng)孔的示例性位置。通過(guò)可移除的緊固元件22，如螺絲，將主體15安裝至急冷閥8的外凸緣21。為了這個(gè)目的，所述主體15的前端延伸以形成安裝凸緣23。

安裝所述輔助設(shè)備14時(shí)，將背板19與急冷閥8的閥板9平行安裝。第二彈性裝置24設(shè)置于所述容器16內(nèi)，該彈性裝置包括4個(gè)彈性加載的活塞25。在圖3中僅示出兩個(gè)活塞25?；钊?5換行閥板9，以這種方式提升急冷閥8的開(kāi)啟壓力。所述第二彈性裝置24包括四個(gè)壓縮彈簧形式的彈性元件26。所述彈性元件26用于作用在活塞25上，以按需提供彈性加載。主體15的背板19用作彈性元件26的反向軸承。為每個(gè)彈性元件26設(shè)置內(nèi)部導(dǎo)桿27。所有導(dǎo)桿27都安裝在所述主體15的所述背板19上。

通過(guò)所述輔助設(shè)備14，使用所述第二彈性裝置24，所述急冷閥8的開(kāi)啟壓力可能升高，如從6升到13PSIG。如果在空運(yùn)期間超壓，制冷劑氣體作用在所述閥板9內(nèi)壁12上的壓力必須克服所述第二彈性裝置24的力，以打開(kāi)所述急冷閥8。這種情況下，制冷劑氣體通過(guò)所述多個(gè)小通風(fēng)孔離開(kāi)所述制冷劑容器2并進(jìn)入所述容器16。

安裝時(shí)，所述輔助設(shè)備14的主體15適于用作第一彈性裝置11和第二彈性裝置24以及在爆破盤(pán)破裂時(shí)所述制冷劑容器2的周?chē)h(huán)境的保護(hù)殼體。

當(dāng)?shù)竭_(dá)醫(yī)院或任何其他工作場(chǎng)所時(shí)，移除所述輔助設(shè)備14，使所述急冷閥8回到其正常操作模式。

附圖標(biāo)號(hào)

1 低溫保持器

2 制冷劑容器

3 制冷劑

4 中心孔

5 通道管頸

6 通氣管

7 轉(zhuǎn)臺(tái)外部組件

8 急冷閥

9 閥板

10 閥座

11 第一彈性裝置

12 內(nèi)壁

13 外壁

14 輔助設(shè)備

15 主體

16 容器

17 前部

18 壁

19 背板

20 通風(fēng)孔位置

21 外凸緣

22 固定元件

23 安裝凸緣

24 第二彈性裝置

25 活塞

26 彈性元件

27 導(dǎo)桿