循环恒温系统的制作方法

1.本发明涉及核磁共振技术领域，具体涉及一种循环恒温系统。


背景技术：

2.核磁共振系统工作时产生热量是常见现象，例如公开号为 cn215176347u的中国实用新型专利公开了一种核磁共振系统冷却装置，其用以将热量及时导出。核磁共振系统运转时，无磁轭永磁阵列体中的线圈、磁钢等部件会产生热量，且热量不均匀，同时由于磁钢环状摆放，热空气上升，使得上部磁钢温度比下部磁钢温度高。同时磁环中的磁钢磁场强度受到环境温度影响较大，上方磁钢磁场强度要明显小于下方磁钢磁场强度，导致整个系统的磁场均匀性变差，影响系统成像质量。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于：
4.现有技术中核磁共振设备温度不均匀，磁场均匀性差，影响成像质量的技术问题。
5.本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
6.一种循环恒温系统，包括沿轴向依次排布的若干个圆环形的无磁轭永磁阵列体，无磁轭永磁阵列体的内外侧分别设置有内表面蒙皮、外表面蒙皮，内表面蒙皮、外表面蒙皮的两端之间设置有圆环形的端部挡板；
7.相邻两个无磁轭永磁阵列体之间以及无磁轭永磁阵列体与端部挡板之间均形成环形空间；
8.还包括设置在外表面蒙皮上的若干个循环风扇，循环风扇与环形空间一一对应，单个循环风扇的出风口单独通向对应的环形空间，循环风扇的进风口处设置有公共通道，公共通道的两端分别与若干个进风口以及若干个环形空间连通；
9.还包括循环泵、冷却液箱，所述无磁轭永磁阵列体中设置有冷却通道，所述冷却通道的第一端、循环泵、冷却液箱、冷却通道的第二端依次连通。
10.本发明中的循环恒温系统主要用于为核磁共振设备中，若干个环形空间中的气体能够进入公共通道中并进行混合，公共通道中的温度会逐渐趋于一致，循环风扇工作时，带动公共通道中的气体经各个出风口单独通向对应的环形空间中，并沿环形空间的圆周方向流动，并重新进入公共通道，并实现气体的不断循环，在此过程中，进入各个环形空间中的气体温度逐渐趋于一致，进而实现对核磁共振设备中气体的均温操作。与此同时，循环泵将冷却液箱中的冷却液抽出，并输送至无磁轭永磁阵列体中冷却通道的第一端，经冷却通道后从其第二端流出，并回流至冷却液箱中，进而实现冷却循环，在此过程中，实现对无磁轭永磁阵列体的冷却，以使其维持在合适温度，实现恒温操作。相对于现有技术，采用本发明中的循环恒温系统后，核磁共振设备温度较为均匀，磁场均匀性较好，避免影响成像质量。
11.优化的，所述外表面蒙皮上设置有若干组第一通风孔，各组第一通风孔与环形空间一一对应，第一通风孔连通公共通道与环形空间；
12.每组第一通风孔包括若干个长孔，长孔沿环形空间的圆周方向阵列分布。
13.优化的，经出风口吹出的风能够沿环形空间的切向进入环形空间中。
14.切向流出的风受阻力较小，进而能够实现快速循环，均温效果较好。
15.优化的，所述出风口处设置有平滑曲线形的出风管，所述外表面蒙皮上设置有第二通风孔，第二通风孔与环形空间一一对应，第二通风孔连通出风管与环形空间。
16.优化的，所述第二通风孔的面积小于出风口的面积。
17.将第二通风孔设置成小于出风口，有利于将空气压缩，增加空气对流速度。
18.优化的，所述循环风扇的出风口处设置出风罩，若干个出风管设置在出风罩上，出风罩安装在外表面蒙皮上。
19.优化的，所述公共通道中设置有若干个肋板，肋板位于相邻的两个进风口之间。
20.优化的，所述循环风扇的进风口处设置进风罩，公共通道位于进风罩内部，所述进风罩安装在外表面蒙皮上。
21.优化的，所述无磁轭永磁阵列体中设置有温度传感器，还包括控制单元，所述温度传感器连接至控制单元，所述循环泵由控制单元控制。
22.实际应用中，温度传感器能够检测无磁轭永磁阵列体中的温度，并将检测结果反馈至控制单元，控制单元则能够根据实际温度，对循环泵进行控制，以使无磁轭永磁阵列体中的温度达到合适温度，满足实际需求。
23.优化的，所述无磁轭永磁阵列体包括环形支架，所述冷却通道包括开设在环形支架上的凹槽，所述无磁轭永磁阵列体还包括安装在环形支架上的环形盖板，所述环形盖板覆盖所述凹槽的开口。
24.本发明的优点在于：
25.1.本发明中的循环恒温系统主要用于为核磁共振设备中，若干个环形空间中的气体能够进入公共通道中并进行混合，公共通道中的温度会逐渐趋于一致，循环风扇工作时，带动公共通道中的气体经各个出风口单独通向对应的环形空间中，并沿环形空间的圆周方向流动，并重新进入公共通道，并实现气体的不断循环，在此过程中，进入各个环形空间中的气体温度逐渐趋于一致，进而实现对核磁共振设备中气体的均温操作。与此同时，循环泵将冷却液箱中的冷却液抽出，并输送至无磁轭永磁阵列体中冷却通道的第一端，经冷却通道后从其第二端流出，并回流至冷却液箱中，进而实现冷却循环，在此过程中，实现对无磁轭永磁阵列体的冷却，以使其维持在合适温度，实现恒温操作。相对于现有技术，采用本发明中的循环恒温系统后，核磁共振设备温度较为均匀，磁场均匀性较好，避免影响成像质量。
26.2.切向流出的风受阻力较小，进而能够实现快速循环，均温效果较好。
27.3.将第二通风孔设置成小于出风口，有利于将空气压缩，增加空气对流速度。
28.4.实际应用中，温度传感器能够检测无磁轭永磁阵列体中的温度，并将检测结果反馈至控制单元，控制单元则能够根据实际温度，对循环泵进行控制，以使无磁轭永磁阵列体中的温度达到合适温度，满足实际需求。
附图说明
29.图1为本发明实施例一中循环恒温系统的立体图；
30.图2为图1中a的局部放大图；
31.图3为本发明实施例一中循环恒温系统的俯视图；
32.图4为图3中b的局部放大图；
33.图5为本发明实施例一中循环恒温系统的结构示意图(隐藏端部挡板及内表面蒙皮)；
34.图6为图5中c的局部放大图；
35.图7为本发明实施例一中循环恒温系统的结构示意图(隐藏外表面蒙皮)；
36.图8为本发明实施例一中外表面蒙皮的示意图；
37.图9、10为本发明实施例一中进风罩、循环风扇、出风罩的安装示意图；
38.图11为本发明实施例一中无磁轭永磁阵列体的示意图；
39.图12为图11中d的局部放大图；
40.图13为本发明实施例一中无磁轭永磁阵列体的主视图；
41.图14为图13中e的局部放大图；
42.图15为本发明实施例一中无磁轭永磁阵列体的俯视图；
43.图16为本发明实施例一中无磁轭永磁阵列体的示意图(隐藏第一层环形支架)；
44.图17为图16中f的局部放大图；
45.图18为图16的俯视图；
46.图19为图18中g的局部放大图；
47.图20为本发明实施例一中支撑块排布方式的俯视图；
48.图21为本发明实施例一中支撑块的立体图；
49.图22为本发明实施例一中磁钢的立体图；
50.图23为本发明实施例二中磁场均匀性微调杆的立体图；
51.图24为本发明实施例二中磁场均匀性微调杆的主视图；
52.图25为图24中h-h剖视图；
53.图26为本发明实施例二中磁钢的立体图；
54.图27为本发明实施例二中磁钢的主视图；
55.图28为本发明实施例二中微调棒的立体图；
56.图29为本发明实施例二中微调棒的爆炸图；
57.图30为本发明实施例二中微调棒在环形支架中的安装示意图；
58.图31为图30中i的局部放大图；
59.图32为本发明实施例三中循环泵、冷却液箱的安装示意图；
60.图33为图32中a的局部放大图；
61.图34为本发明实施例三中循环泵、冷却液箱安装后的主视图；
62.图35为图34中b-b剖视图；
63.图36、37分别为图35中c、d的局部放大图；
64.图38为本发明实施例三中循环泵、冷却液箱安装后的俯视图；
65.图39为图38中e-e剖视图；
66.图40、41分别为图39中f、g的局部放大图；
67.图42为本发明实施例三中冷却通道相对于磁钢安装槽的分布示意图；
68.其中，
69.无磁轭永磁阵列体-1；环形支架-11；环形盖板-12；磁钢安装槽-111；避让槽-112；冷却通道-113；温度传感器-114；支撑块-2；空气流通孔-21；外表面蒙皮-3；第一通风孔-31；端部挡板-4；环形空间-5；循环风扇-6；第二通风孔-61；进风口-62；公共通道-63；出风管-64；进风罩-65；出风罩-66；肋板-631；内表面蒙皮-7；磁场均匀性微调杆-8；杆体-81；磁钢安装孔-811；磁钢固定螺钉-812；插头-813；插孔-814；销钉-815；端部通孔-816；凸缘-817；磁钢-82；微调棒-9；循环泵-10；冷却液箱-20。
具体实施方式
70.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
71.实施例一：
72.如图1、7所示，一种循环恒温系统，包括无磁轭永磁阵列体1、外表面蒙皮3、端部挡板4、环形空间5、循环风扇6、内表面蒙皮7。
73.所述无磁轭永磁阵列体1可采用现有技术，即其为现有技术中核磁共振设备中的无磁轭永磁阵列体。无磁轭永磁阵列体1的内外侧分别设置有圆筒形的内表面蒙皮7、外表面蒙皮3，内表面蒙皮7、外表面蒙皮3的两端之间设置有圆环形的端部挡板4；相邻两个无磁轭永磁阵列体1之间以及无磁轭永磁阵列体1与端部挡板4之间均形成环形空间5；还包括设置在外表面蒙皮3上的若干个循环风扇6，循环风扇6与环形空间5一一对应，单个循环风扇6的出风口单独通向对应的环形空间5，循环风扇6的进风口 62处设置有公共通道63，公共通道63的两端分别与若干个进风口62以及若干个环形空间5连通。
74.结合图5、6、8，所述外表面蒙皮3上设置有若干组第一通风孔31，各组第一通风孔31与环形空间5一一对应，第一通风孔31连通公共通道 63与环形空间5；每组第一通风孔31包括若干个长孔，长孔沿环形空间5 的圆周方向阵列分布。所述长孔的长度方向平行于环形空间5的轴向。
75.经出风口吹出的风能够沿环形空间5的切向进入环形空间5中。结合图1、2，所述出风口处设置有平滑曲线形的出风管64，如图6所示，所述外表面蒙皮3上设置有第二通风孔61，所述第二通风孔61为椭圆形。第二通风孔61与环形空间5一一对应，第二通风孔61连通出风管64与环形空间5。所述第二通风孔61的面积小于出风口的面积。结合图1、9、10，所述循环风扇6的出风口处设置出风罩66，若干个出风管64设置在出风罩 66上，出风罩66安装在外表面蒙皮3上。如图10所示，所述公共通道63 中设置有若干个肋板631，肋板631位于相邻的两个进风口62之间。结合图1、9、10，所述循环风扇6的进风口62处设置进风罩65，公共通道63 位于进风罩65内部，所述进风罩65安装在外表面蒙皮3上。如图4所示，循环风扇6的两端分别与进风罩65、出风罩66连接。
76.工作原理：
77.本发明中的循环恒温系统主要用于为核磁共振设备中，若干个环形空间5中的气体能够进入公共通道63中并进行混合，公共通道63中的温度会逐渐趋于一致，如图3所示，
循环风扇6工作时，带动公共通道63中的气体经各个出风口单独通向对应的环形空间5中，并沿环形空间5的圆周方向流动，并重新进入公共通道63，并实现气体的不断循环，在此过程中，进入各个环形空间5中的气体温度逐渐趋于一致，进而实现对核磁共振设备中气体的均温操作，相对于现有技术，采用本发明中的循环恒温系统后，核磁共振设备温度较为均匀，磁场均匀性较好，避免影响成像质量。切向流出的风受阻力较小，进而能够实现快速循环，均温效果较好。将第二通风孔61设置成小于出风口，有利于将空气压缩，增加空气对流速度。
78.进一步的，如图11、12所示，本实施例中，所述无磁轭永磁阵列体1 除了采用现有技术之外，还可采用如下结构：所述无磁轭永磁阵列体1包括环形支架11，环形支架11上设置有磁钢，若干个圆环形的无磁轭永磁阵列体1沿轴向依次排布。
79.如图19所示，所述环形支架11上设置有磁钢安装槽111，所述磁钢安装在磁钢安装槽111中。如图22所示，所述磁钢安装槽111为方形，其四角处设置有避让槽112。所述磁钢安装槽111沿轴向贯通环形支架11，环形支架11轴向的两侧设置有能够盖住磁钢安装槽111的安装板图未示出，安装板优选为扇形，通过螺栓与环形支架11固定。
80.如图15、18、19所示，所述环形支架11上设置有两组磁钢安装槽111；每组中的磁钢安装槽111沿环形支架11圆周方向依次分布，沿圆周方向上，下一个磁钢安装槽111相对于上一个磁钢安装槽111同向旋转同一角度布置，同向旋转的旋转轴平行于环形支架11的轴向。如图22所示，本实施例中，磁钢为正方体结构，磁钢置于对应的磁钢安装槽111中，即，所述环形支架11上设置有两组磁钢；每组中的磁钢沿环形支架11圆周方向依次分布，沿圆周方向上，下一个磁钢相对于上一个磁钢同向旋转同一角度布置，同向旋转的旋转轴平行于环形支架11的轴向。
81.所述支撑块2与环形支架11之间通过螺栓连接。如图21所示，所述支撑块2为长方体块状结构。如图18所示，所述支撑块2沿环形支架11 圆周方向阵列分布，支撑块2的长度方向平行于环形支架11的径向。所述支撑块2上设置有空气流通孔21，空气流通孔21为方孔，每个支撑块2上设置两个空气流通孔21。如图16、17所示，支撑块2与环形支架11连接时，空气流通孔21沿环形支架11的圆周方向贯通。进一步的，如图11、 13、14所示，下一层支撑块2可设置在上一层支撑块2的正下方，并通过黄铜材质的螺杆贯穿所有环形支架11及支撑块2与螺母实现安装。
82.或者，如图20所示，其中实线部分为上一层支撑块2，双点划线部分为下一层支撑块2，相邻两层支撑块2之间沿周向交错布置，下一层的支撑块2位于上一层两支撑块2中间的下方，支撑块2与相邻两个环形支架11 之间通过黄铜螺栓连接。
83.实施例二：
84.本实施例与实施例一的区别在于：
85.结合图30、31，所述环形支架11上开设有沿轴向的通孔，通孔中安装有微调棒9，微调棒9贯穿所有环形支架11，本实施例中，所述环形支架 11上开设有三圈通孔，每圈中的通孔沿圆周方向均匀分布，各圈通孔数量相等，外圈的通孔位于内圈对应通孔径向的外侧，各个环形支架11上的通孔同轴设置，以便将微调棒9沿轴向插入所有环形支架11的通孔中。
86.综合参考图28、29，所述微调棒9包括至少两根磁场均匀性微调杆8，磁场均匀性微调杆8的具体数量根据实际应用时的需求设置即可，各个磁场均匀性微调杆8沿轴向依次首
尾相连。
87.综合参考图23-25，所述磁场均匀性微调杆8包括杆体81、磁钢82。
88.如图25所示，所述磁钢82安装在杆体81中，结合图25、27所示，磁钢82的磁极沿杆体81的径向分布。
89.具体的，如图25所示，所述杆体81轴向的一端设置有圆形的磁钢安装孔811，如图26、27所示，所述磁钢82为圆柱形，其s极、n极分别位于磁钢82径向的两侧，磁钢82直径6mm、高度25mm。所述磁钢82置于磁钢安装孔811中，以实现磁钢82同轴安装在杆体81中。
90.如图25所示，所述杆体81上设置有磁钢固定螺钉812，磁钢固定螺钉 812穿过杆体81顶在磁钢82上，进一步的，磁钢固定螺钉812对称设置两个，分别顶在磁钢82的两侧。所述杆体81的两端分别设置有插头813、插孔814，插头813为扁头结构，插孔814为矩形豁口，不同杆体81的插头 813与插孔814能够配合安装。
91.如图23所示，所述插头813、插孔814上均设置通孔，插头813插入插孔814中时，插头813、插孔814上的通孔能够对准。进而可通过销钉等部件穿过通孔实现两根磁场均匀性微调杆8的连接。
92.所述杆体81截面为圆形，所述插头813、插孔814均位于杆体81沿轴向的投影范围内。以便于实际应用中，磁场均匀性微调杆8置于孔中时，插头813、插孔814不会从微调杆的圆周面凸出，以免与孔壁发生干涉，确保微调杆的准确安装。
93.所述磁钢82尺寸根据设计中需要调整的磁场均匀性大小来定。如设计中预知磁场均匀性较好便可以使用稍小的磁钢，反之可以加大磁钢尺寸。实际应用时，旋转微调杆径向角度，磁钢角度变换，磁场方向变换，当磁钢磁场方向与无磁轭永磁阵列体1一致时，能够增加磁钢相对于无磁轭永磁阵列体1轴向位置的磁场强度；同理，当磁钢磁场方向与无磁轭永磁阵列体1相反时，会抵消磁钢相对于无磁轭永磁阵列体1轴向位置的磁场强度，目标磁场强度变小。相对于现有技术，可通过磁场均匀性微调杆方便地调节核磁共振设备磁场均匀性，满足实际生产、应用需求。
94.结合图28、29，相邻两根杆体81的插头813、插孔814配合安装并通过销钉815固定。所述微调棒9的第一端设置有端部通孔816，端部通孔 816的轴线垂直于微调棒9；所述微调棒9的第二端设置有凸缘817。端部通孔816的主要作用为：装好微调棒9之后，可通过该孔辅助转动，例如通过撬棍、杆状物插入孔中，即可实现转动调节，另外，当微调棒9安装到环形支架11的通孔中后，也可通过在端部通孔816中安装销钉等零部件，以防止微调棒9在环形支架11中窜动。凸缘817的主要作用为：起到挡圈的作用，例如按照图28中的姿态向上安装时，安装到位后，凸缘817可阻挡其整体向上窜动，确保安装位置准确无误。
95.微调棒9将各个磁钢82排列成串，可实现不同位置磁场的调节，根据试验结果，可以将微调棒9中的微调杆反向安装，做到局部更改局部磁场大小，或拆除微调棒9中的磁钢来调节局部磁场强度。
96.实施例三：
97.本实施例与实施例一的区别在于：
98.如图32-34所示，本实施例中的循环恒温系统还包括循环泵10、冷却液箱20，综合参考图35-37，所述无磁轭永磁阵列体1中设置有冷却通道 113，如图33所示，所述冷却通道113的第一端、循环泵10、冷却液箱20、冷却通道113的第二端依次连通。具体的，所述循环泵
10通过管路连接至冷却液箱20的下部，冷却通道113的第二端通过管路连接至冷却液箱20 上部。具体的，综合参考图38-41，所述冷却通道113开设在所述环形支架 11中。所述冷却通道113包括开设在环形支架11上的凹槽，所述无磁轭永磁阵列体1还包括安装在环形支架11上的环形盖板12，所述环形盖板12 覆盖所述凹槽的开口。所述凹槽的开口与环形盖板12之间密封，具体的，可通过在环形盖板12与环形支架11之间设置密封条或者涂覆密封胶实现密封。
99.进一步的，综合参考图38-41，所述环形盖板12上与磁钢安装槽111 以及其他孔重合的位置开设相同形状的通孔，以实现覆盖冷却通道113的同时避免干涉磁钢及其他零部件的安装，上述用于盖住磁钢安装槽111的安装板则可安装在环形盖板12的外侧。
100.进一步的，如图42所示，所述冷却通道113沿所述环形支架11圆周方向延伸，冷却通道113位于每组磁钢安装槽111的侧边。所述冷却通道113分布在内组的磁钢安装槽111的内侧以及外组的磁钢安装槽111的外侧。位于磁钢安装槽111侧边的冷却通道113与该磁钢安装槽111的部分槽壁平行。具体的，本实施例中，所述冷却通道113的走向为：从环形支架11前侧开始，沿外圈磁钢安装槽111的外侧顺时针延伸，延伸至环形支架11后侧时，向内圈磁钢安装槽111的内侧延伸，行至内侧后，沿内圈磁钢安装槽111的内侧逆时针延伸，延伸至环形支架11后侧时，再向外圈磁钢安装槽111的外侧延伸，行至外侧后，沿外圈磁钢安装槽111的外侧顺时针延伸，直至延伸至环形支架11前侧结束，为方便实现快速连接，可在冷却通道113两端的开口处设置快接头，以实现与管路的快速连通。
101.进一步的，如图42所示，所述无磁轭永磁阵列体1中设置有温度传感器114，还包括控制单元，所述温度传感器114连接至控制单元，所述循环泵10由控制单元控制。具体的，本实施例中，每个环形支架11中设置四个温度传感器114，分布在所述环形支架11的前后左右方向，温度传感器 114位于内外圈磁钢安装槽111之间的位置，所述控制单元可采用现有技术中的plc等，以实现温度控制。本实施例中，所述循环泵10采用医用蠕动泵，所述冷却液箱20中冷却液的导热系数为0.065-0.62w/m
·
k。所述冷却液箱20中冷却液优选采用水或者全氟三定胺冷却液。
102.实际应用时，循环泵10将冷却液箱20中的冷却液抽出，并输送至无磁轭永磁阵列体1中冷却通道113的第一端，经冷却通道113后从其第二端流出，并回流至冷却液箱20中，进而实现冷却循环，在此过程中，实现对无磁轭永磁阵列体1的冷却，以使其维持在合适温度，实现恒温操作，无磁轭永磁阵列体1是核磁共振设备主要的组成部分之一，该恒温系统在实际应用时能够确保核磁共振设备温度均匀，磁场均匀性较好，避免影响成像质量。实际应用中，温度传感器114能够检测无磁轭永磁阵列体1中的温度，并将检测结果反馈至控制单元，控制单元则能够根据实际温度，对循环泵10进行控制，以使无磁轭永磁阵列体1中的温度达到合适温度，满足实际需求。
103.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。