用于低温单元的失超管线排气室 |
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| 申请号 | CN200610004184.4 | 申请日 | 2006-02-20 | 公开(公告)号 | CN100485286C | 公开(公告)日 | 2009-05-06 |
| 申请人 | 西门子磁体技术有限公司; | 发明人 | S·P·特罗维尔; K·怀特; | ||||
| 摘要 | 一种用于包含在可移动拖车中的移动式MRI系统的失超管线和排气室构造，其包括带偏转板的排气室，偏转板将冷气体的失超流向上引导，使其远离周围物体。另外，该气室还包括有助于优化气体流动和排 水 的双排放口。偏转板设计成可利用文丘里效应来产生周围空气的辅助流，以便在磁体失超时有助于使冷气体流发生偏转而远离附近的行人，并可使维护人员在排气室附近也能够安全地填充磁体。 | ||||||
| 权利要求 | 1. 一种从包含在移动拖车中的低温单元中排放蒸发的冷却剂的装置，其包括：失超管线，其用于在所述低温单元失超期间从所述低温单元中接收蒸发的冷却剂气体流；和与所述失超管线相连的气室，其通过主排放口和辅助排放口而通向围绕所述拖车的周围环境；其中所述主排放口通过安装在所述气室中的第一偏转板和第二偏转板而与所述辅助排放口间隔开；所述偏转板与所述气室的弯曲的上方内表面相配合，从而当所述气体离开所述气室时，使所述气流相对于支撑所述拖车的表面而偏转到向上的方向上；所述第一偏转板和第二偏转板相互重叠并间隔开一定间隙，所述间隙将所述辅助排放口和所述主排放口相连，从而在蒸发的气体从所述低温单元经由所述主排放口向外流动的过程中，周围空气被吸入到所述辅助排放口中，并流过所述间隙而流入所述主排放口，并且与所述向外的气流结合起来。 |
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| 说明书全文 | 用于低温单元的失超管线排气室技术领域背景技术磁共振成像("MRT，)系统需要产生极强的磁场，其通常以"特斯拉" 为单位进行测量。（1特斯拉=10,000高斯)。为了达到这种强度的磁场， 通常需要使用包括线圈绕组的超导磁体，线圈绕组利用以低温浴槽形 式作为冷却剂的液氦而冷却到大约略高于绝对零度几度的温度。除了 强大的磁场自身所引起的困难之外，对这种大量极冷的液氦的处理还 会引起某些固有的困难。 一种这样的困难与磁体超导线圈的失超(quenching)相关。在本文 中，"失超"指在构成超导线圈的导线突然失去超导性。当线圈开始 呈现正常的电阻性能时，其将发热，导致处理过程加速，使得液氦快 速"汽化，，，从而在可能变得稍为剧烈的过程中释放出磁体存储的能 量。另外，通过失超管线而快速释放出来的大体积(数千立方米)的蒸 发的液氦仍保持极冷，并可能对任何与其发生接触的人造成伤害，包 括"冷灼伤"。窒息也是一种危害。 失超可有意为之，例如当为了防止对个人或病人造成伤害而需要 切断磁场时，或者其可由于磁场系统本身的故障或外部影响而自发地 发生。在任一情况下，显而易见的是，蒸发的氦气的最终排放物引导 并排放到外部环境中的方式是极其重要的。特别是，所谓的"失超管 线，，的设计是很重要的，并且必须设计成可最大限度地降低人员、动 物或易损物体与气体排放物发生直接接触的风险。而且，失超管线必须始终能够以适于在低温单元中快速沸腾的速度来排出蒸发的氦气。 例如，如果失超管线不合适或受到限制或阻塞，那么可能导致非常危 险的情况。这样一种可能性是湿气积聚在失超管线中，将其阻塞并导 致氦气排放到试验区域，这可能导致窒息。 上述移动式MRI系统受到所有上述因素的影响，另外还存在其自 身的独特设计问题。例如，由于移动式MRI设备在磁场位置之间的"沖 撞"，低温冷却系统的自发失超的风险会增加。除了机械振动之外， 系统在运输过程中还暴露于变化的电磁场环境中，这也可能引起失 超。另外，拖车沿着其它车辆开出的路径运动的必要性也有影响。例 如，如果拖车在交通线上行驶，公交车紧随其后时，那么公交车前面 上层的乘客可能在万一发生磁体失超时则处于人身受到冷气体伤害 的危险下。在位于现场安装的移动式MRI系统后面的梯子或升高平台 上作业的人员身上已经证实发生过类似的风险。为了解决维护人员的 安全风险问题，已知的移动式MRI系统已经设计成可由维护人员重新 填充液氦，此时维护人员可位于拖车/夕卜罩的外面和背面，并且处于失 超管线的出口之下。 为了处理这些所考虑的问题，用于移动式MRI系统的失超管线的 出口必须满足以下标准： 在磁体维护和失超条件下可提供从氦容器中排放氦气的安全措 施； 不会产生显著的压力降，或者限制气流； 防止雨水、风力传送的碎屑和野生生物的侵入； 允许排掉失超管线中的任何水； 与最大的拖车尺寸以及关于拖车外部附属物的有关国家法规相 一致； 最大程度地减小制造成本；和 最大程度地降低对拖车中内部空间的需求。 传统的水平失超管线出口并不引导失超气流远离行人或公交车乘客。在磁减压和填充过程中，由释放的氦气所冷却的空气可能会沖 击在出口格栅下方的维护人员上。如果失超管线出口的内表面不是朝 下倾斜的，那么失超管线内将驻留凝结物，如果这类凝结物迁移到失 超阀组件中，则将带来严重后果。 在之前MRI的移动安装中，将盖子安装到水平失超管线的出口格 栅上，主要是为了防止雨水的侵入。这些设计并不是拖车的制造商所 喜欢的，因为拖车的附属物受到道路条例的限制(最大的拖车宽度)， 并且紧凑的盖子设计可能导致失超气流的较大压力降。在西门子磁技 术公司为失超管线设计所提供的指南(830-105HB2)中关于任何MRI 安装(移动或静态)而言，出口格栅上的铰链式盖子都是不允许的。 发明内容考虑到上述安全因素，本发明的一个目的是为移动式MRI系统提 供这样的失超管线和排气室，其实施了 一种与氦气排放有关的改进设 计。 本发明的另一目的是提供这样的失超管线和排气室，其可P争低在 低温系统失超时对拖车附近的个人造成的危险。 通过根据本发明的失超管线和排气室装置，可实现这些目的和优 势以及其它目的和优势，该装置包括带偏转板的排气室，偏转板将冷 气体的失超气流向上引导，使其远离周围物体。另外，气室还包括有 助于优化气体流动和排水的两个排放口 。偏转板设计成可利用文丘里 效应来产生辅助的周围空气流，其与冷气流结合，并有助于使其在磁 体失超时发生偏转而离开附近的行人，并可使维护人员在排气室附近 也可安全地填充磁体。 附图说明 图1是根据本发明的失超管线/排气室的侧视图，其显示了在磁体 通风条件下的气流；图2类似于图1,并显示了通过气室进行的排放；和 图3是根据本发明的排气室的从移动式MRI系统的拖车内部看去 的透视图。 具体实施方式图1 -3显示了根据本发明的失超管线/排气室装置的 一个优选实施 例，其中系统在包含该系统的拖车后部与外部通气。 图1显示了安装在拖车中的失超管线IO和排气室11,拖车包含 了移动式MRI系统。为了不限制气流，对于直径D的失超管线而言， 气室应具有最小深度2D。气室具有两个出口格栅。主排放口 lla在尺 寸上适合于失超气流。出于安全原因，气流通过两个重叠的偏转板12 和13以及弯曲的上表面llc以相对于垂直方向成大约45°的角度而 4t引导通过这个格栅。 辅助排放口 llb和成角度的下表面lld可实现从气室中进行有效 的排水(图2)。偏转板13中的孔可防止水积聚在该板的上游。该偏转 板可保证当磁体排气时，冷气体流不会直接通过辅助通风格栅而被向 下导向行人。此外，偏转板12和13之间的重叠通过文丘里效应而产 生了低压区域，其无论冷气体何时离开主排力文口都将通过辅助排放口 吸入空气，从而与使主气流向上偏转的效果复合。 根据本发明的气室装配在由Medical Coadies， Oneonta,NY建造的 移动式系统上。它安装在内侧，因此拖车后面没有附属物(图3)。备选 实施例可包括使用单个较大的通风格栅；对于气室的运转而言，使用 两个格栅并不是必需的。可以使用通过图2中的偏转板13进行排水 的任何手段，例如利用该板下方的小间隙以及该板中的孔，或者仅使 用该板中的孔。气室可在空间允许时用在侧面出口的失超管线上，也 可用于后面出口的失超管线上。这种设计的实施例可适用于静态安 装，以提高与失超气体相关的安全性。 以上公开仅仅是解释本发明，而并非意图限制本发明。由于本领域中的技术人员可以想到包含本发明精神和实质的所公开实施例的 改型。 |
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