СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, ОХЛАЖДАЕМЫЙ ПОСРЕДСТВОМ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ, ЗАПОЛНЕННОЙ ЖИДКИМ ИЛИ ГАЗООБРАЗНЫМ ХЛАДАГЕНТОМ

1. Переключатель (10, 40), осуществляющий переключение между резистивным и сверхпроводящим режимами работы, включающий в себя:
корпус (26), содержащий бобину (14), вокруг которой располагается обмотка (12);
внутреннюю охлаждающую полость (16, 16′), содержащую хладагент, охлаждающий в узле обмотки, содержащем обмотку (12) и бобину (14);
наружный резервуар (18) с хладагентом; а также
перегородку (20) с одной или несколькими малыми отверстиями (22), позволяющими создать поток хладагента между внутренней охлаждающей полостью (16) и наружным резервуаром (18) с хладагентом;
при этом одно или несколько малых отверстий (22) сопоставимы по размеру с размером пузырьков газообразного хладагента в жидком хладагенте при нормальных рабочих уровнях давления в системе охлаждения сверхпроводящего магнита.
2. Переключатель по п.1, в котором одно или несколько малых отверстий (22) имеют диаметр примерно от 0,1 мм примерно до 1 мм.
3. Переключатель по любому из предшествующих пунктов, в котором внутренняя полость (16) с хладагентом образует, по существу, круговое кольцо между внутренней поверхностью корпуса (26) и охлаждающей поверхностью (24), по меньшей мере, одной обмотки (12) или бобины (14), при этом ее граница определяется на одном конце уплотненным слоем (28), который соединяет корпус (26) с бобиной (14), а на втором конце - перегородкой (20).
4. Переключатель по п.1, в котором внутренняя полость (16) с хладагентом образует, по существу, круговое кольцо между внутренней поверхностью корпуса (26) и охлаждающей поверхностью (24), по меньшей мере, одной обмотки (12) или бобины (14), при этом ее граница на обоих концах определяется перегородками (20).
5. Переключатель по п.1, дополнительно содержащий:
нагреватель, который соединен с переключателем (10), при этом к нагревателю прикладывается ток с целью вызвать нагрев обмотки (12) и привести к испарению хладагента во внутренней полости (16, 16′) с хладагентом, что приводит к переходу переключателя (10) из сверхпроводящего режима в резистивный режим работы.
6. Переключатель по п.1, в котором, по меньшей мере, напряжение или ток, поданные на переключатель и нагреватель, снижаются, чтобы вызвать конденсацию хладагента во внутренней полости (16, 16′) с хладагентом с переходом в жидкое состояние одновременно с пополнением полости жидким хладагентом из наружного резервуара (18), что приводит к переходу переключателя (10) из резистивного режима в сверхпроводящий режим работы.
7. Переключатель по п.1, применяемый в магнитном устройстве визуализации, чтобы вызвать зарядку или разрядку, по меньшей мере, одного из магнитов.
8. Переключатель по п.1, в котором перегородка или перегородки (20) выполнены из тканого материала, при этом малые отверстия (22) определяются пространством между переплетенными волокнами тканого материала.
9. Способ изготовления двухрежимного переключателя (10, 40) для управления магнитом в устройстве для магнитно-резонансной визуализации (MRI), включающий в себя:
намотку сверхпроводящей проволоки в матрице из нормального металла вокруг бобины (14) для образования вокруг нее обмотки (12);
позиционирование бобины (14) и обмотки (12) в трубчатом корпусе (26);
крепление, по меньшей мере, участка наружной поверхности, по меньшей мере, бобины (14) или обмотки (12) к корпусу (26) с помощью соединительного слоя (28); а также
крепление перегородки (20), по меньшей мере, к одному общему концу корпуса (26) и бобины (14);
при этом внутренняя полость (16) с хладагентом определяется охлаждающей поверхностью (24) обмотки (12) и бобины (14); внутренней поверхностью корпуса (26), соединительным слоем (28) и перегородкой (20);
при этом перегородка (20) включает в себя одно или несколько малых или капиллярных отверстий (22), позволяющих создать поток хладагента между внутренней полостью (16) с хладагентом и наружным резервуаром (18) с хладагентом.
10. Способ по п.9, дополнительно включающий в себя:
крепление перегородок (20) к обоим общим концам корпуса (26) и бобины (14);
при этом внутренняя полость (16) с хладагентом определяется охлаждающей поверхностью (24) обмотки (12) и бобины (14); внутренней поверхностью корпуса (26) и перегородками (20).
11. Способ по п.9 или 10, дополнительно включающий в себя:
образование одного или нескольких малых отверстий (22), диаметр которых примерно вдвое превышает средний диаметр пузырьков, образованных хладагентом, будучи в газообразном состоянии в жидком хладагенте.
12. Способ по п.9 или 10, дополнительно включающий в себя:
образование одного или нескольких малых отверстий (22), диаметр которых составляет примерно 0,4 мм.
13. Способ по п.9 или 10, дополнительно включающий в себя:
установку переключателя (10, 40) в дьюаре сверхпроводящего магнита.
14. Способ переключения переключателя (10,40) между сверхпроводящим и резистивным режимами работы, включающий в себя:
нагрев обмотки (12) в переключателе (10,40) до температуры, достаточной для того, чтобы вызвать испарение жидкого хладагента, охлаждающего обмотку (12); при этом испарение хладагента приводит к повышению температуры и удельного сопротивления обмотки (12); а также
снижение мощности, которая, по меньшей мере, подается на обмотку или генерируется в обмотке (12), чтобы позволить хладагенту конденсироваться из парообразного состояния одновременно с пополнением внутренней полости (16) с хладагентом жидким хладагентом из наружного резервуара (18);
при этом снижение мощности, подаваемой на обмотку (12), позволяет жидкому хладагенту перетекать через отверстия (22) в перегородке (20) из наружного резервуара (18) с хладагентом во внутренний резервуар (16) с хладагентом, который примыкает к одной стороне обмотки (12) и образован на ней;
при этом отверстия (22) сопоставимы по размеру с размером пузырьков газообразного хладагента в жидком хладагенте при нормальных рабочих уровнях давления в переключателе.
15. Способ по п.14, в котором отверстия (22) имеют диаметр примерно от 0,1 мм примерно до 1,0 мм.