本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種磁體組件（10;90），包括多個(gè)軸向?qū)?zhǔn)的線(xiàn)圈（12），其中每個(gè)線(xiàn)圈的徑向中點(diǎn)與向內(nèi)相鄰的線(xiàn)圈的徑向延伸的一部分軸向?qū)?zhǔn)，并且壓緊塊（16;56）以周向間隔的方式設(shè)置在相鄰線(xiàn)圈之間，從而將線(xiàn)圈保持在固定的相對(duì)位置中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及用于生產(chǎn)由多個(gè)軸向?qū)?zhǔn)的線(xiàn)圈組成的螺線(xiàn)管磁體的方法，以及如此生產(chǎn)的螺線(xiàn)管磁體。本專(zhuān)利技術(shù)具體涉及用作磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中的磁場(chǎng)發(fā)生器的這種螺線(xiàn)管磁體。更具體地，本專(zhuān)利技術(shù)涉及由超導(dǎo)線(xiàn)形成的這種磁體。
技術(shù)介紹
在已知的磁體布置中，螺線(xiàn)管磁體通常包括具有較大量的匝數(shù)因此具有較大橫截面的端線(xiàn)圈和多個(gè)具有較小量的匝數(shù)因此具有較小橫截面的內(nèi)層線(xiàn)圈。按照慣例，諸如鋁管的精密加工的線(xiàn)圈架(former )設(shè)有適當(dāng)成形的狹槽，配線(xiàn)被纏繞到狹槽中以形成線(xiàn)圈。線(xiàn)圈可用熱固性樹(shù)脂通過(guò)如下方式浸潰濕法纏繞，其中配線(xiàn)在纏繞在線(xiàn)圈架上之前通過(guò) 樹(shù)脂槽；或者可干法纏繞線(xiàn)圈，其中完成的線(xiàn)圈和線(xiàn)圈架稍后被浸潰在樹(shù)脂槽中。類(lèi)似的浸潰可以用蠟執(zhí)行，但是為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，本說(shuō)明書(shū)中將僅提及“樹(shù)脂”。替代地，被模制的線(xiàn)圈的布置是已知的。在這些布置中，線(xiàn)圈被纏繞在模子中，并且完成的線(xiàn)圈在模子內(nèi)被用樹(shù)脂浸潰。然后樹(shù)脂固化，并且生產(chǎn)出嵌入在樹(shù)脂中的穩(wěn)固的線(xiàn)圈。接著，這些被模制的線(xiàn)圈例如通過(guò)夾緊到線(xiàn)圈架或者其它的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)上而組裝成磁體。已知的折衷布置具有內(nèi)層線(xiàn)圈，那些內(nèi)層線(xiàn)圈向著磁體的軸心布置在線(xiàn)圈架上，其中端線(xiàn)圈被模制且機(jī)械附接至線(xiàn)圈架。端線(xiàn)圈趨于具有更大的橫截面，且其放置并不嚴(yán)格要求。該折衷布置允許使用更小的、稍微便宜的線(xiàn)圈架，同時(shí)維持內(nèi)層線(xiàn)圈之間的精確相對(duì)定位。這些已知布置存在某些缺陷。在使用中，由于線(xiàn)圈與產(chǎn)生的磁場(chǎng)的相互作用，勵(lì)磁線(xiàn)圈承受大的力。這些力中的一些力作用在軸向上，并且朝著線(xiàn)圈架的壁推動(dòng)線(xiàn)圈，而其它的力作用在徑向上，趨于使線(xiàn)圈擴(kuò)展至更大的直徑或?qū)⑵鋲嚎s在線(xiàn)圈架上。這些力可使線(xiàn)圈相對(duì)于線(xiàn)圈架移動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致對(duì)線(xiàn)圈的加熱,這在超導(dǎo)磁體中可導(dǎo)致失超(quench)。作用于線(xiàn)圈上的力可造成線(xiàn)圈架撓曲。線(xiàn)圈架需要是大的、重的且機(jī)械堅(jiān)固的，以抵抗那些力。由于線(xiàn)圈架中的撓曲，則抵抗線(xiàn)圈力的力反作用路徑根本上作用在線(xiàn)圈的內(nèi)緣處，其未對(duì)準(zhǔn)線(xiàn)圈體積力的作用線(xiàn)，該體積力可被認(rèn)為通過(guò)線(xiàn)圈橫截面的徑向中點(diǎn)作用在軸向上。這促使了使線(xiàn)圈架撓曲的傾向。此外，力由線(xiàn)圈的有限的表面區(qū)域承擔(dān)。這可導(dǎo)致線(xiàn)圈本身的變形，其又可導(dǎo)致超導(dǎo)線(xiàn)圈中的失超。大多數(shù)的力作用在磁體的端線(xiàn)圈上以及屏蔽線(xiàn)圈(如果存在)上。內(nèi)層線(xiàn)圈受到較輕的載荷，但需要在空間中最為精確地定位以形成成像所需的均勻場(chǎng)。如按照慣例所使用的、精密加工的線(xiàn)圈架是昂貴的，且僅可從有限數(shù)量的供應(yīng)商得到。從線(xiàn)圈架制造廠(chǎng)到勵(lì)磁繞組設(shè)施的運(yùn)輸成本會(huì)是顯著的。大的線(xiàn)圈架的存儲(chǔ)可能困難且費(fèi)用巨大。按照慣例，分離的在線(xiàn)圈架內(nèi)纏繞的線(xiàn)圈或者分別模制的線(xiàn)圈通過(guò)在完成線(xiàn)圈的纏繞和浸潰之后進(jìn)行的布線(xiàn)和連接而被連接在一起。大量時(shí)間和空間已專(zhuān)用于確保這些連接被牢固地保持到位，并且在磁體工作時(shí)不移動(dòng)。這些配線(xiàn)的輕微運(yùn)動(dòng)可能足以導(dǎo)致磁體的失超。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，本專(zhuān)利技術(shù)提供了用于制造且將線(xiàn)圈保持在其預(yù)期的相對(duì)位置中的新穎的布置。本專(zhuān)利技術(shù)的布置還提供了對(duì)于布線(xiàn)和連接的剛性保持。本專(zhuān)利技術(shù)相應(yīng)地提供了如在所附權(quán)利要求書(shū)中限定的方法和設(shè)備。 附圖說(shuō)明考慮下面對(duì)于本專(zhuān)利技術(shù)的某些實(shí)施方式的描述并結(jié)合附圖，本專(zhuān)利技術(shù)的上述及其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中圖I示出了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式的線(xiàn)圈組件的部分軸向截面圖；圖2示出了用于纏繞如圖I所示的線(xiàn)圈組件的模子的與圖I中的視圖相對(duì)應(yīng)的部分軸向截面圖；圖3示出了穿過(guò)圖2中的設(shè)備的部分軸向和徑向橫截面；圖4示出了本專(zhuān)利技術(shù)的線(xiàn)圈組件的交叉構(gòu)件中的應(yīng)力集中特征；圖5圖示了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)另一系列實(shí)施方式的線(xiàn)圈組件；圖6示出了圖5中的實(shí)施方式的更多細(xì)節(jié)，圖示了壓緊塊；圖6A示出了替代類(lèi)型的壓緊塊；圖7圖示了圖5中所示的壓緊塊中的一個(gè)的撓曲；圖8A-8D示出了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式的構(gòu)造勵(lì)磁線(xiàn)圈的組件的示例方法中的步驟；圖9示出了如上文所述的線(xiàn)圈組件可以整合在完成的磁體結(jié)構(gòu)中的方式；圖10-13圖示了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式的制造線(xiàn)圈組件的方法中的步驟；圖14圖示了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式的線(xiàn)圈組件的剖切透視圖，所述線(xiàn)圈組件可根據(jù)關(guān)于圖10-13描述的方法制造；圖15圖示了安裝在外部管狀線(xiàn)圈支撐件內(nèi)的本專(zhuān)利技術(shù)的線(xiàn)圈組件，諸如圖14中圖示的線(xiàn)圈組件；圖16圖示了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式的制造線(xiàn)圈組件的方法中的步驟，其中使用了逐漸縮減的筒管；以及圖17圖示了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式的制造線(xiàn)圈組件的方法中的步驟，其中使用了反向逐漸縮減的分段筒管。具體實(shí)施例方式圖I示出了根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施方式的內(nèi)線(xiàn)圈組件10的部分軸向截面圖。線(xiàn)圈標(biāo)記為“B”、“C”、“D”和“E”。這些是磁體的內(nèi)層線(xiàn)圈。已知為“A”和“F”的端線(xiàn)圈可另外形成，且與圖示的內(nèi)線(xiàn)圈組件組裝以形成完成的磁體。如圖I中所示，線(xiàn)圈由嵌入在熱固性樹(shù)脂14內(nèi)的多匝配線(xiàn)12構(gòu)成。其它的浸潰材料可使用為適合線(xiàn)圈的尺寸和預(yù)期用途。交叉構(gòu)件16或壓緊塊設(shè)置在線(xiàn)圈之間。這些以間隔方式繞線(xiàn)圈周緣定位，且用以將線(xiàn)圈相對(duì)于彼此保持到位。在圖示的實(shí)施方式中，壓緊塊16由通過(guò)熱固性樹(shù)脂14或等效材料浸潰的多孔材料構(gòu)成，諸如玻璃纖維預(yù)制件，或者玻璃纖維氈或布，或者諸如玻璃珠的粒狀松散材料。玻璃纖維預(yù)制件可用漿料噴淋以增強(qiáng)浸潰處理。熱固性樹(shù)脂14或者等效材料形成固態(tài)結(jié)構(gòu)，從而封入線(xiàn)圈且將線(xiàn)圈保持在它們的各自相對(duì)位置中。圖2示出了用于纏繞如圖I所示的線(xiàn)圈組件的模子的與圖I中的視圖相對(duì)應(yīng)的部分軸向截面圖。筒管(robbin)20設(shè)有邊緣凸緣22，其中至少一個(gè)是可移去的。這些邊緣凸緣限定內(nèi)線(xiàn)圈組件10的軸向延伸。纏繞頰板24繞筒管20的周緣布置在限定的軸向位置處。纏繞頰板繞周緣彼此隔開(kāi)以限定連接通道26，并且彼此軸向隔開(kāi)以限定纏繞通道28。另外的纏繞通道28’形成在每個(gè)邊緣凸緣22和軸向最接近組的纏繞頰板24之間。優(yōu)選地，纏繞頰板24在周向上是弧形的，具有徑向指向的端面29。纏繞頰板可設(shè)有逐漸縮減的側(cè)面30，使得頰板在其徑向外表面處的軸向延伸量al大于頰板在其徑向內(nèi)表面處的軸向延伸量a2，原因?qū)⒃谙挛恼撌觥ｎa板是可移去的，并且可以通過(guò)機(jī)械保持裝置固定就位，諸如帶螺紋的螺釘32，所述螺釘32從筒管30的徑向內(nèi)側(cè)穿過(guò)筒管并通入頰板內(nèi)的互補(bǔ)螺紋孔中。在使用中，配線(xiàn)12纏繞到纏繞通道28、28’中，以形成線(xiàn)圈。具體在要生產(chǎn)用于MRI成像的磁體時(shí)，配線(xiàn)可以是本身公知的超導(dǎo)線(xiàn)。連接通道26可用多孔預(yù)制件34填充，諸如泡沫或玻璃纖維模制品。在纏繞期間，多孔預(yù)制件保證纏繞的配線(xiàn)維持在纏繞通道28、28'內(nèi)。一旦完成纏繞，則模制空腔38例如通過(guò)閉合板被閉合。線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)和多孔預(yù)制件用諸如環(huán)氧樹(shù)脂的固化材料浸潰，所述固化材料被使得或允許硬化。由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)是硬化材料的整體式結(jié)構(gòu)，其包圍配線(xiàn)12和多孔預(yù)制件34。在浸潰步驟期間，線(xiàn)圈可以通過(guò)放置在線(xiàn)圈和模制頰板之上的閉合板被圍住，以限定環(huán)形模制空腔。圖3示出了穿過(guò)圖2中的 結(jié)構(gòu)的部分軸向橫截面，圖示了閉合板36形成所包圍的模制空腔38。在圖示的情況中，在完成浸潰時(shí)，全部線(xiàn)圈具有相等的外半徑以及相等的內(nèi)半徑。可以提供其它的布置，以允許所述結(jié)構(gòu)的線(xiàn)圈具有不同的外半徑。一旦完成浸潰處理，則去除閉合板36 (如果使用了閉合板36)。纏繞頰板24也被去除。逐漸縮減的側(cè)面30和徑向指向的端面29輔助從硬化材料的移去。纏繞頰本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：SJ卡爾弗特，PR戈?duì)?/a>，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：英國(guó)西門(mén)子公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：
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