专利名称：低温恒温器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种低温恒温器，其具有一个与一冷却介质室相连通的、端侧敞开的连接管。
背景技术：
这样一种低温恒温器已经公开，如德国专利申请公开说明书DE3924579A1中所披露的，它被广泛使用在必须把物体冷却到一个非常低的温度的场合。通常使用温度为77°K的液氮或温度为4.3°K的液氦作为装入低温恒温器中一冷却介质室的冷却介质。低温恒温器例如使用于医疗用磁共振装置(参看例如德国专利申请公开说明书DE3924579A1、欧洲专利说明书EP0587423B1或欧洲专利说明书EP0736778B1)，使用于化学领域分析用的试验装置(参看例如美国专利说明书US4291541A)。磁共振装置使用的低温恒温器用于冷却产生基本磁场的超导磁铁。所提到的低温恒温器具有一个敞开的连接管，也就是说，它涉及一个其中所述装有液体冷却介质的冷却介质室与环境相连通的开放系统。液体冷却介质不会通过敞开的连接管快速蒸发的原因在于它调节了蒸发平衡(Siedegleichgewicht)，通过连接管输送到冷却介质中的热量和能量比较少，从而冷却介质蒸发得非常少。对于公知的磁共振装置，通常的保养周期(在这期间必须补充灌注冷却介质)为整整一年。
在磁共振层析摄影中的低温恒温器中，连接管有多个功能。其一，可以通过它完成向冷却介质室的首次注入冷却介质和随后补充注入冷却介质。其二，通过它可以使得一个开放系统中为避免冷却介质室里的内压升高到不允许的程度而必须要蒸发的冷却介质得以蒸发。此外，连接管有可能还用于接纳一个在设备开动时与超导磁铁相连的电极。通过这个电极和一个同样与超导磁铁相连的第二电极使超导磁铁流过一电流，达到跃变温度后在磁铁被充分冷却时该电流无损失地输入到磁铁中，此后两电极与超导磁铁分开。
在此，连接管基本上满足三个要求。首先，当它接纳一电极时，应尽可能少地产生热量，以避免经连接管向着冷却介质室方向产生所不允许的高热传递或者为该冷却介质室对外设置隔热档板。此外，工作时从环境经连接管传递到低温恒温器内部的热传递要少。最后，蒸发的冷却介质流过连接管时，例如在骤冷(Quench)情况，必须尽可能减少压力损失。骤冷时超导磁铁在一个位置存在有不允许的热量，并转变成一个与局部变热相联系的正常导电状态(该局部变热扩展并导致在最坏情况使整个超导磁铁转变为正常导电状态)。首先，经连接管传递到低温恒温器内部的热量对保养周期会产生很大的影响。热输入量越少，保养周期越长，这明显对产品的竞争力起作用。
为减少热辐射进入的热量，所公知的方法是在基本上是圆柱体的连接管的内部安装辐射防护挡板，将辐射防护档板这样布置，使得连接管从外面看是光学密封的。也就是说，热辐射只能被限制地导入，而绝大部分被辐射保护挡板反射。然而，辐射保护挡板不利于骤冷，尽管流动通道仍然是敞开的，它还是形成足够的流动阻力，这会在骤冷时对蒸发冷却介质的流动产生相当大的压力损失。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种经连接管进入较少热量的低温恒温器。
为解决上述技术问题，本发明在本说明书开始部分提到的这类低温恒温器中将其连接管的直径设计成由内到外从一个较小的直径Di增加到一个较大的直径Da。
与目前使用的是圆柱形的连接管相比，本发明采用一种发散的、向外扩展的喷管形连接管。这种发散的壁会使进入到连接管的热辐射的反射不同于圆柱形连接管情况下的反射。由此，通过反射能进入到低温恒温器的进入辐射角度明显变小。总体来说，无论是漫射(diffuse)热辐射、还是反射和再反射(reemittiert)的热辐射都减少了。
根据本发明的第一种结构，连接管的直径可以呈线性增加，即该连接管是平截头圆锥体形状。作为一种可替换的结构，采用凸形或凹形扩大的连接管。
作为对连接管断面的变化，在本发明的进一步改进结构中设置了一个长条形的、最好轴向延伸的、尤其是与连接管同心布置的部件，其直径变化趋势与连接管直径变化趋势相反，由内到外从一个较大的直径di逐渐缩小至一个较小的直径da。也就是说，直径从内向外减小。这同样会使反射发生一些变化，通过这样的措施，总体上进一步降低了射入的热辐射量。此外，该部件的直径可以以线性、凹形或凸形方式逐渐变小。
本发明构思另一种合适的结构是对连接管的内壁和/或长条状部件的外壁至少局部涂覆涂层或进行表面处理，以影响其吸收性能和/或反射性能。热辐射投射在各部件的内壁或外壁。依据热辐射所射及的壁部分的吸收性能和反射性能，该热辐射必将受到不同的影响。也就是说，本发明的这种结构允许针对性地调节各壁和一个确定的壁部分的吸收参数和反射参数。作为涂层，例如可以涂覆强吸收涂层，例如由一种金属氧化物(如ZrO2)或一种陶瓷材料等构成的非金属涂层。可以有目的地将这样的涂层涂覆在上面敞开的出口端处的连接管区或长条状部件区，由于在那里弱的辐射热不会对限制辐射热的总的热平衡有过大的作用。在表面处理的范围，例如也可以通过对连接管所作的相应化学处理而将其涂黑，或者例如通过抛光或涂覆一种反射层或类似的方法形成一种反射表面。由此可以减少由热辐射引起的热传递。
此外，合适的方式是将连接管通过一弯曲连接区与低温恒温器的壳体部分相连接。这是考虑到有利于流经连接管的压力损失为最小。省去辐射保护挡板已经改善了压力性能，所以本发明的连接管通过弯曲连接区的连接带来了进一步的改善，因为由此改善了冷却介质气体在进入连接管时的流动状态。会引起被加热的连接管和长条状部件再次冷却的蒸发冷却介质(所谓的废气冷却)还可以更无阻碍地、流动性能更好地流进和流经连接管，从而也改善了冷却效果。
除了低温恒温器，本发明还涉及一种包含有上述类型低温恒温器的磁共振装置。
下面从下述实施方式结合附图对本发明的优点、特征和细节作进一步说明图1示出了本发明带有低温恒温器磁共振装置的原理图，但未示出外壳；图2以原理图方式示出了本发明第一种实施方式的连接管的详细视图；图3示出了图2中的连接管的视图，其带有一个附设在连接管中的同心部件；图4示出了连接管和一个设置在其中的同心部件的其它开口几何形状的视图。
具体实施例方式
图1示出了本发明的一种磁共振装置1，为清楚起见，未示出其外壳。图中示出一个低温恒温器2，其已设置在磁共振装置1的超导基本磁场磁铁的四周。可看出，该低温恒温器2完全包围住(即在其壁面和端面均包围住)磁铁以及其它部件。在低温恒温器2的上部区域设置一塔件3，其中设有下面还要作描述的连接管，该连接管与低温恒温器2的一个冷却介质室相连通，运行时该冷却介质室里充有一种冷却介质，例如液氮、或首选液氦。这些冷却介质可以通过连接管输送到冷却介质室里，并根据需要补充加注。
图2示出了本发明第一种实施方式的连接管4。该连接管基本上是喷管形状。它的直径在连接管4至低温恒温器壁5的过渡区域为一个小的直径Di，逐渐加大到连接管4敞开出口处的一个大的直径Da。该直径呈线性增加，即该连接管基本上呈平截头圆锥体形状。该连接管4在其至低温恒温器壁5的过渡区域(这里只是示例性地表示，在正常情况下由包围真空室的多个壁部分和隔热护板组成，用于对与其相连通的、其中装有例如液氮(77°K)或液氦(4.3°K)的冷却介质室进行隔热)通过一个弯曲的连接段6与壁连接。连接管4及其连接区整体上与拉伐尔喷管相似。在所示的例子中，该连接段上连接着一个用于承受材料或壁可能发生的变形的波纹状伸缩段7。
由于连接管4是锥形的，其壁的表面的法线与水平面呈一夹角γ。连接管的开口角为α，因此，在这种情况下α等于γ。
若热辐射射入连接管，热辐射中与水平面形成的角度≤γ的那部分，被倾斜壁反射。图2表示一束理想化的热辐射W1，它准确沿着法线传输。当它碰到连接管4的壁上，如图2所示被反射。以一个更小角度射入的热辐射同样被完全向外反射，不会被反射进入连接管。
仅仅以一个较大的角度射入的热辐射(如图中所示的热辐射W2)同样也被反射，然而被反射到连接管4的内部。由于连接管4的发散形状，在连接管内本身也发生多次反射，如图2所示。同样由于其发散形状的缘故，反射路径明显被加长，这样由于在各次反射过程中通过反射将能量传送给连接管4的壁上，则实际上到达连接管4下部的能量或热量是很少的。在理想情况下，热辐射在反射路径中就耗尽了。
连接管4的开口角度不应当选择得过大，以防止流动分离(Abloesen)。但同时应当足够大，以充分利用所述的效果。开口角度α越大，向外反射热辐射的角度区域就越大。
可以在连接管4的内部涂覆一种涂层或实施表面处理。例如，可以涂覆一种吸收层，尤其在其上部进入区域，从而射到那区域的热辐射最大程度地或完全被吸收。还可以对内壁进行涂黑处理，这具有同样的效果。也可以通过如抛光这样的处理而形成反射表面。相应涂层或表面处理可以只分段进行，也可以采用不同的相互结合方式。这可根据要解决的问题(即热传输是以热辐射还是热传导为主)进行优化。
本发明连接管结构的优点是可以省去使用的辐射挡板，因为实际产生的热量在不使用这种辐射挡板的情况也能明显地减少。直接热辐射(对准的，未经反射的)最终可忽略不计。由于采用本发明的措施，无论是反射形式还是再发射形式的漫射热辐射都会如所述那样明显减少，所以低温恒温器吸收的热量较少，在骤冷情况下压力损失也很小。
图3示出了图2的连接管4。其中设置了一个与其基本同心布置的部件8。该同心部件8是长条状的。它同样具有锥形收缩的形状，然而该直径从在内部位置处的一个较大的直径di向外逐渐变细到在外部的较小的直径da。也就是其变化趋势与连接管相反。由于在这个部件上也可以产生反射，如图3所示，因而最好也选择一种会导致延长反射路径的发散形式。在连接管4和置于其内的部件8之间的喷管形环状间隙的最狭窄部位应当与所要求的自由流动截面相适配。
前面主要描述了反射的情况，对于该连接管局部可能变热的壁面的热辐射发射情况相应的内容自然也适用。优选充分利用其与方向的相关性。
与连接管的壁面一样，部件8的外壁也可以涂覆相应的涂层或实施相应的表面处理。可以在连接管的内部所有的反射或发射表面上合理利用对热光学表面特性所作的针对性改变，以减少低温恒温器的以辐射为条件的热传递和热吸入。
最后，图4示出了连接管和部件可采用的另外两种同样可得到所述有利效果的几何形状。如图示的连接管9，它的直径可以由内向外增大，且弯曲成拱弧形。相应部件10的直径由内向外逐渐变小，在这种情况具有向外凸的弯曲外壁。
此结构可以反过来。连接管11为向外弯曲的凹形，而相应的形状相反的部件12具有向内凹的外壁。
权利要求
1.一种低温恒温器，其具有一个与一冷却介质室相连通的、端侧敞开的连接管，其特征在于所述连接管(4，9，11)的直径由内到外从一个较小的直径(Di)增加到一个较大的直径(Da)。
2.按照权利要求1所述的低温恒温器，其特征在于所述连接管(4)的直径呈线性增加。
3.按照权利要求1所述的低温恒温器，其特征在于所述连接管(9，11)呈凸形或凹形扩大。
4.按照上述权利要求中任一项所述的低温恒温器，其特征在于所述连接管(4，9，11)里设置一长条状部件(8，10，12)，其直径由内到外从一个较大的直径(di)逐渐缩小至一个较小的直径(da)。
5.按照权利要求4所述的低温恒温器，其特征在于所述长条状部件(8，10，12)的直径以线性(8)、凸状(10)或凹状(12)逐渐变小。
6.按照权利要求4或5所述的低温恒温器，其特征在于所述长条状部件(8，10，12)和所述连接管(4，9，11)相互同心布置。
7.按照上述权利要求中任一项所述的低温恒温器，其特征在于所述连接管(4，9，11)的内壁和/或所述长条状部件(8，10，12)的外壁至少部分被涂覆涂层或进行表面处理，以影响其吸收性能和/或反射性能。
8.按照权利要求7所述的低温恒温器，其特征在于所述涂覆的涂层为强吸收涂层。
9.按照权利要求8所述的低温恒温器，其特征在于所述涂层为非金属涂层。
10.按照权利要求6至9中任一项所述的低温恒温器，其特征在于所述连接管(4，9，11)的内壁或所述长条状部件(8，10，12)的外壁进行表面涂黑处理或反射处理。
11.按照上述权利要求中任一项所述的低温恒温器，其特征在于所述连接管(4)通过一个弯曲的连接区(6)与低温恒温器(2)的壳体或壁(5)联接。
12.一种磁共振装置，其具有权利要求1至11中任一项所述的低温恒温器。
全文摘要
本发明公开了一种低温恒温器，其具有一个与一冷却介质室相连通的、端侧敞开的连接管，其中该连接管(4，9，11)的直径由内到外从一个较小的直径(D
文档编号G01R33/38GK1426073SQ02151858
公开日2003年6月25日 申请日期2002年11月21日 优先权日2001年11月21日
发明者诺伯特·休伯, 鲁道夫·罗克莱因 申请人:西门子公司