ТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ МАГНИТА, НЕ ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО КРИОГЕННЫЕ СРЕДЫ

1. Система (42) криогенного охлаждения, которая способствует пассивному переключению между первой и второй ступенями (52, 54) охлаждения, для охлаждения сверхпроводника, включающая в себя:
охлаждающее устройство (52) первой ступени,
первый теплообменник (56), термически соединенный с охлаждающим устройством (52) первой ступени;
охлаждающее устройство (54) второй ступени;
второй теплообменник (70), термически соединенный с охлаждающим устройством (54) второй ступени;
трубку (76) нисходящего потока, через которую более плотный охлажденный газ течет от первого теплообменника (56) вниз ко второму теплообменнику (70);
трубку (72) восходящего потока, через которую менее плотный и более теплый газ течет от первого теплообменника (56) вверх ко второму теплообменнику (70), когда второй теплообменник более теплый, чем теплообменник первой ступени; и
сверхпроводник, термически соединенный со вторым теплообменником (70).
2. Система по п.1, в которой:
трубка (76) нисходящего потока присоединена к нижнему отверстию (66) на нижней стороне (60) первого теплообменника (56) и к нижнему отверстию (76) на нижней стороне второго теплообменника (70), и
трубка (72) восходящего потока присоединена к верхнему отверстию (64) на верхней стороне (58) первого теплообменника (56) и к верхнему отверстию (74) на верхней стороне второго теплообменника (70).
3. Система по любому из пп.1-2, в которой газ представляет собой газообразный гелий.
4. Система по любому из пп.1-2, в которой газ представляет собой один из газообразного водорода, газообразного неона или газообразного азота.
5. Система по любому из пп.1-2, в которой охлаждающее устройство (52) первой ступени охлаждает газ до приблизительно 25 Кельвин (К).
6. Система по п.5, в которой холодный газ течет вниз под действием силы тяжести через трубку (76) нисходящего потока от нижней стороны (60) первого теплообменника (56) к нижней стороне второго теплообменника (70), поглощает тепло от сверхпроводника (20), пока сверхпроводник теплее, чем приблизительно 25 К, более теплый газ, содержащий поглощенное тепло от сверхпроводника (20), поднимается через трубку (72) восходящего потока от верхней стороны второго теплообменника (70) к верхней стороне (58) первого теплообменника (56), и тепло рассеивается, и газ охлаждается снова до приблизительно 25 К в первом теплообменнике.
7. Система по п.6, в которой поток газа прекращается, когда сверхпроводник (20) достигает приблизительно 25 К, и охлаждающее устройство (54) второй ступени охлаждает второй теплообменник до приблизительно 4 К, тем самым охлаждая сверхпроводник (20) до приблизительно 4 К, и поддерживая сверхпроводник (20) при приблизительно 4 К.
8. Система по любому из пп.1-2, причем система (42) криогенного охлаждения соединена с устройством (10) магнитного резонанса (MR), в котором сверхпроводник включает в себя сверхпроводящий магнит (20), используемый для генерирования магнитного поля.
9. Система магнитного резонанса, содержащая:
сверхпроводящий магнит (20), который генерирует постоянное магнитное поле в зоне (14) исследования;
систему (42) криогенного охлаждения по любому одному из предшествующих пунктов;
по меньшей мере одну радиочастотную катушку (24), которая принимает сигналы из зоны (14) исследования; и
электронный модуль (34), который обрабатывает сигналы магнитного резонанса.
10. Способ охлаждения сверхпроводника (20) до температуры сверхпроводимости, включающий в себя этапы, на которых:
охлаждают рабочий газ до температуры первой ступени, используя охлаждающее устройство (52) первой ступени;
обеспечивают возможность охлажденному рабочему газу течь вниз от первого теплообменника (56) ко второму теплообменнику (70), находящемуся в термическом контакте со сверхпроводником (20), и поглощать от него тепло;
обеспечивают возможность нагретому рабочему газу течь вверх от второго теплообменника (70) к первому теплообменнику (56);
рассеивают тепло от нагретого рабочего газа и повторно охлаждают рабочий газ до температуры первой ступени;
как только второй теплообменник достигает приблизительно температуры первой ступени, используют охлаждающее устройство (54) второй ступени, термически соединенное со сверхпроводником, для охлаждения сверхпроводника до температуры сверхпроводимости.
11. Способ по п.10, в котором температура сверхпроводимости равна приблизительно 4 К.
12. Способ по любому одному из пп.10-11, в котором сверхпроводник включает в себя магнит, используемый в устройстве магнитного резонанса (MR).
13. Способ по любому одному из пп.10-11, в котором рабочий газ представляет собой газообразный гелий.
14. Способ по любому одному из пп.10-11, в котором рабочий газ представляет собой один из газообразного водорода, газообразного неона или газообразного азота.
15. Способ по любому из пп.10-11, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
прекращают поток рабочего газа между первым и вторым теплообменниками, когда второй теплообменник холоднее, чем первый теплообменник, термически изолируя первый и второй теплообменники.