Криогенная система
Патент 1356974
Авторы
Классы МПК
Криогенная система
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к области криогенной электротехники и может быть использовано в качестве сверхпроводящей магнитной системы в физических , исследованиях или в ЯМР-томографии. Пелью изобретения является снижение теплопритоков в криостат по используемым для управления системой токовводам. В сверхпроводящей магнитной системе подобного типа содержится сверхпроводящий соленоид и р короткозамкнутых обмоток коррекции его поля. По условиям работы все их надо запитывать независимо одна от другой, поэтому обмотки коррекции снабжены тепловыми ключами, т.е. часть обмотки является токонесущим элементом такого ключа и расположена в диэлектрическом каркасе вместе с нагревателем, запитываемым снаружи криостата. Если через нагреватель пропустить заданный ток, то токонесущий элемент переходит в нормальное состояние. При этом можно возбудить магнитным полем незатухающие Т.ОКИ в н ткном количестве обмоток . При стандартном способе для независимого управления р нагревателями необходимо,п р - 1 проводов, т.е. р п - 1. Для уменьшения теплопритоков в криостат от проводов для управления р нагревателями использована следующая схема их включения. Если ток нагревателя меньше некоторого порогового значения, то он вообще не переводит токонесущий элемент в нормальное состояние. Поэтому нагреватели соединены в матрицу таким образом, что параллельно нагревателю данной обмотки коррекции оказываются включенными два нагревателя ключей-двух других обмоток. Рабочие токи нагревателей выбраны таким образом , что нормальное состояние при этом образуется лишь в цепи данной обмотки. Анализ показывает, что поскольку нагреватели ключей безраличны к полярности Тока, для р нагревателей число необходимых проводов составляет п, причем р$п(п - 1)/2. Если р обмоток достаточно велико, то выигрьш в количестве проводов для их управления оказывается значительным. и СО со ел а: со -vi NU ы
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК цо1 цц
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н IlATEHTY
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2734108/24-25 (22) 20.С?.79 (31) 879293 (32) 21.02.78 (33) US (46) 30. 11. 87. Бюл. У- 44 (71) Вариан Ассошиэйтс, Инк (US) (72) Джордж Диви Кнейп (младший) (US) (53) 621.59 (088. Г) (56) Пермяков В.В ° и др. Сверхпроводящий ключ. — Вопросы атомной науки и техники: Сборник. Харьков, ГКАЭ, 1975, вып. 1/3, с. 28-30.
Патент С1!А Nl 3412320, кл. 324 †;
С 01 N 27/00, С 01 P 33/08, 1966. (54) КРИОГГННАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к области криогенной электротехники и может быть использовано в качестве сверхпроводящей магнитной системы в физических.исследованиях или в ЯМР-томографии. Целью изобретения является снижение теплопритоков в криостат по используемым для управления системой токовводам. В сверхпроводящей магнитной системе подобного типа содержит- ся сверхпроводящий соленоид и р короткозамкнутых обмоток коррекции его поля. По условиям работы все их надо запитывать независимо одна от другой, поэтому обмотки коррекции снабжены тепловыми ключами, т.е. часть обмотки является токонесущим элементом такого ключа и расположена в диэлектри(51) 4 Н 01 1. 39/10, Н 01 Г 7/22 ческом каркасе вместе с нагревателем, запитываемым снаружи криостата. Если через нагреватель пропустить заданный ток, то токонесущий элемент переходит в нормальное состояние. При этом можно возбудить магнитным полем незатухающие токи в нужном количестве об моток. При стандартном способе для независимого управления р нагревателями необходимо,n = p — 1 проводов, т.е. р = п — 1. Для уменьшения теплопритоков в криостат от проводов для управления р нагревателями использована следующая схема их включения.
Если ток нагревателя меньше некоторого порогового значения, то он вообще не переводит токонесущий элемент в нормальное состояние. Поэтому нагреватели соединены в матрицу таким образом, что параллельно нагревателю данной обмотки коррекции оказываются включенными два нагревателя ключей двух других обмоток. Рабочие токи нагревателей выбраны таким образом, что нормальное состояние при этом образуется лишь в цепи данной обмотки. Анализ показывает, что поскольку нагреватели ключей безраличны к полярности така, для р нагревателей число необходимых проволов составляет и, причем р < n(n — 1)/2. Если р обмоток достаточно велико, то выигрыш в количестве проводов для их управления оказывается значительным.
1 1356974 2
Изобретение относится к криогенной электротехнике и может быть использовано в качестве сверхпроводящей магнитной системы в физических исследованиях или в ЯИР-томографии„
Целью изобретения является снижение теплопритоков в криостат по используемым для управления системой токовводам.
На фиг. 1 схематически показаны тепловые ключи обмоток коррекции и стандартное подключение нагревателей для их независимого управления; на фиг.2 — зависимость времени,, через которое сверхпроводящий элемент ключа переходит в нормальное состояние, от тока через нагреватель; на фиг.З схема соединения нагревателей; на фиг.4 — схема подсоединения нагревателя данной обмотки к двум выбранным проводам управления.
Криогенная система содержит сверхпроводящий соленоид и р обмоток,коррекции магнитного поля, размещенных в криостате. Соленоид и обмотки коррекции запитываются независимо друг от друга. Для этого каждая из обмоток снабжена тепловым ключом (фиг.1).
Ключ состоит из сверхпроводящего токонесущего элемента 1, являющегося частью обмотки коррекции, и нагревателя 2, запитываемого током снаружи криостата, размещенных в диэлектрической матрице 3.
30
Ключ работает следующим образом.
Из-за теплопроводности между гелиевой ванной и сверхпроводником имеется пороговый ток Т.„,, необходимый д0 для перевода сверхпроводящего токонесущего элемента 1 в нормальное состояние. Ток менее I „ (примерно
45 мА) вообще не переводит токонесу-. щий элемент в нормальное состояние, а ток, например, 60 мА переводит за
5 с (фиг.2). Для управления запиткой наведенными незатухающими токами р обмоток коррекции путем поддержания нужного их числа в сверхпроводящем замкнутом состоянии организуют матрицу нагревателей ключей (фиг.3). При этом для каждой выбранной пары проводов параллельно нагревателю ключа данной обмотки коррекции оказываются включенными два нагревателя ключей двух других обмоток (фиг.4). При условии их идентичности рабочие токи нагревателей ключей выбраны таким образом, что нормальное состояние образуется лишь в цепи данной обмотки. Анализ показывает, что при этом поскольку нагреватели ключей безразличны к полярности тока, для р переключателей число необходимых проводов составляет и, причем р « n(n-1 )/2.
Предлагаемое техническое решение имеет смысл, только если р больше 1, т.е, для п больше 2. При стандартном способе соединения (фиг.1) для управления р ключами требуется и =. р + 1 проводов, т.е„ р = n — 1.
Формула изобретения
Криогенная система, содержащая устройство в криостате с выводами для его управления, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что,, с целью повышения эффективности работы системы путем снижения теплопритоков по токовводам управления, система состоит из сверхпроводящего соленоида и р обмоток (р больше 1) коррекции магнитного поля, запитываемыми независимо друг от друга, каждая из обмоток снабжена тепловым ключом, срабатывающим от тока нагревателя, превышающего заранее заданную величин т, а число n проводов питания„ выведенное в теплую зону от криостата от р ключей, удовлетворяет соотношению: р п(п — 1 )/2 причем п 2.
1z
l
1ХУ
p-zI vz р-1 Х
I р I y
1356974 2
l
1 !
Составитель А.Ваганов
Техред И.Попович
Редактор И.Рыбченко
Корректор В. Гирняк
Заказ 5818/59 Тираж 697
ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4