專利名稱：用于將圓柱形磁體線圈架固定在外殼內(nèi)的方法和工具以及固定在外殼內(nèi)的圓柱形磁體線圈架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓柱形超導(dǎo)磁體，特定來說涉及用于在外殼內(nèi)定位此類磁體的布置。
許多超導(dǎo)磁體容納在致冷劑室內(nèi)，且通過用例如液氦等液體致冷劑部分填充致冷劑室而冷 卻超導(dǎo)磁體，所述液體致冷劑沸騰且將所述磁體保持于致冷劑的沸點。磁體必須穩(wěn)固連接 到致冷劑室。已知其它布置，其中不提供致冷劑室。在此類布置中，磁體容納在外部真空腔
(ovc)內(nèi)。本發(fā)明主要是針對用于將圓柱形磁體結(jié)構(gòu)連接到致冷劑室的布置。
背景技術(shù)：
圖1A到IB分別說明用于核磁共振(畫R)或磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的常規(guī)圓柱形 磁體布置的橫截面和軸向截面圖。若干超導(dǎo)電線線圈34纏繞到線圈架1上以形成圓柱形 磁體結(jié)構(gòu)。所得組合件容納在致冷劑室2內(nèi)，所述致冷劑室2至少部分填充有處于其沸點 的液體致冷劑2a。線圈34借此保持其溫度低于其變?yōu)槌瑢?dǎo)性的臨界溫度。通常，液體致冷 劑2a為氦，這將線圈34保持于約4K的溫度。 線圈架1通常由鋁構(gòu)造，其經(jīng)機械加工以確保線圈架的準確尺寸，從而又確保線 圈架上的線圈的準確大小和位置。此準確性在確保所得磁場的均質(zhì)性和可靠性方面是重要 的。線圈架因此必須非常剛硬且相對于鏜孔管8或致冷劑室2穩(wěn)固保持在適當位置，以便 準確定位均質(zhì)成像體積。通常在線圈架1的徑向內(nèi)表面上提供支撐突起32以抵靠致冷劑 室的鏜孔管8支撐線圈架的重量，且限制線圈架與鏜孔管之間的徑向移動。線圈架的徑向 內(nèi)表面的其余部分與鏜孔管8的徑向外表面稍微間隔開。 圓柱形磁體本質(zhì)上關(guān)于軸AA對稱。本文對"軸向"和"徑向"方向的參考是參考 此軸確定的。 圖1A到1B中還說明外部真空腔4和熱屏蔽件3。如眾所周知的，這些用以將致冷 劑室2與周圍大氣熱隔離。可將絕緣物5放置于外部真空腔與熱屏蔽件之間的空間內(nèi)。圓 柱形磁體布置的可用內(nèi)徑4a需要具有某一最小尺寸以允許患者接近。
包括位于線圈架1上的線圈34的磁體組合件需要緊固地機械連接到致冷劑室2 以防止在使用中發(fā)生旋轉(zhuǎn)和軸向移動。 圖1C到1D示意性說明用于將磁體線圈架1相對于致冷劑室2的鏜孔管8穩(wěn)固定 位在適當位置的常規(guī)布置。常規(guī)上這是通過機械安裝組件到通常由鋁制成的線圈架1的相 對復(fù)雜連接來實現(xiàn)的。隨后將機械安裝組件焊接到致冷劑室2的鏜孔管8。 0VC鏜孔管8 和機械安裝組件通常是不銹鋼。用于將磁體線圈架連接到致冷劑室鏜孔管8的已知方法包 含將托架旋擰到線圈架1，隨后將托架焊接到鏜孔管8。 圖1C是常規(guī)布置的實例。如圖所示，穿過提供于合適位置處的孔81將若干不銹 鋼托架80連接到鋁線圈架1。在用于每一托架的線圈架的材料中提供至少一個螺紋孔84， 將對應(yīng)的至少一個螺栓82旋擰穿過托架80中的孔而進入每一螺紋孔84以將托架保持在 適當位置。孔81經(jīng)尺寸設(shè)計和定位以允許能夠定位托架80且收緊螺栓82。在適當位置
4中，托架與致冷劑室鏜孔管8的徑向外表面接合。隨后穿過孔81將托架焊接86到致冷劑 室鏜孔管的外表面。線圈架1的徑向內(nèi)表面通過參看圖1B所述的支撐突起與鏜孔管8的 徑向外表面間隔開。組裝過程是復(fù)雜且耗時的。必須使用專門的焊接方法，其需要高度熟 練的技術(shù)人員。 此安裝過程常常需要對線圈架的大量機械加工操作、額外的組件和延長的組裝時 間，所有這些均會增加圓柱形磁體的制造成本，并增加損壞的風險。存在將用于MRI和NMR 系統(tǒng)的圓柱形磁體制作得盡可能短的大體趨勢，隨著在此領(lǐng)域中做出改進使系統(tǒng)變得更 短，對合適安裝位置的接口日益困難，從而使得組裝操作也更困難、成本更高且更加耗時。 當前在減少磁體系統(tǒng)的長度方面的努力意味著提供接近孔81所需的空間可能不可用。
或者，如圖1D說明，已采用分開的鏜孔管。致冷劑室鏜孔管8以若干片8a、8b形 成。提供襯墊板條90，且將致冷劑室鏜孔管的片8a、8b焊接到襯墊板條以形成一完整的鏜 孔管。在組裝期間，襯墊板條90位于圍繞線圈架1的徑向內(nèi)圓周行進的凹陷處中。襯墊板 條90通過彈簧張力保持在適當位置。定位銷94穿過為此目的提供于線圈架中的定位孔96。 這些定位銷94通常為不銹鋼且具有6到10mm的直徑。這些銷約12到24個可圍繞致冷劑 室鏜孔管8的圓周徑向放置。這些銷將足夠緊密地配合在定位孔96中以防止在完成結(jié)構(gòu) 中線圈架和鏜孔管發(fā)生明顯相對移動。出于說明目的這些銷在圖中已示為具有松配合。定 位銷具有縮窄末端93，其配合到襯墊板條90的對應(yīng)接納孔95中。當已以此方式將所有定 位銷緊固到襯墊板條時，襯墊板條通過襯墊板條的作用于各種保持銷94上的彈簧張力而 穩(wěn)固保持在其適當位置。隨后對準致冷劑室鏜孔管的兩個部分8a、8b且將其引入到襯墊板 條中。單個焊縫98連接保持銷、襯墊板條和鏜孔管的各部分。所得鏜孔管通過定位銷94 保持在其軸向位置，且如參見圖1B所述通過支撐突起32徑向定位。已發(fā)現(xiàn)后一種解決方 案實施起來尤其復(fù)雜且昂貴。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供對將圓柱形超導(dǎo)磁體線圈架1緊固連接到致冷劑室2的鏜孔管8且軸 向定位有用的方法和工具。 除了其它目的以外，本發(fā)明還設(shè)法減少制造圓柱形磁體結(jié)構(gòu)中涉及的勞力成本， 所述圓柱體磁體結(jié)構(gòu)包括一種連接到致冷劑室的鏜孔管的圓柱體超導(dǎo)磁體線圈架。
本發(fā)明因此提供如所附權(quán)利要求書中定義的方法、工具和裝置。
從以下結(jié)合附圖僅借助于非限制性實例給出的對本發(fā)明某些實施例的描述將更 明了本發(fā)明的上述和另外的目的、特性和優(yōu)點，其中 圖1A到1B分別是常規(guī)圓柱形磁體布置的橫截面和軸向截面圖；
圖1C到1D示意性說明用于將磁體線圈架連接到致冷劑室的鏜孔管的常規(guī)布置；
圖2A到2C是根據(jù)本發(fā)明的一種實施例方法在將線圈架安裝到鏜孔管的階段期間 線圈架和鏜孔管的部分的部分軸向截面示意圖； 圖2D到2E是圖2D到2E的過程中的任選另外步驟和所述任選另外步驟的結(jié)果；
圖2F表示通過對應(yīng)于圖2A到2C所示方法的方法制造的本發(fā)明替代實施例；
圖3A到3C是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例方法在將線圈架安裝到鏜孔管的階段期間
線圈架和鏜孔管的部分的部分軸向截面示意圖； 圖4是在本發(fā)明的方法中有用的工具； 圖5是在本發(fā)明的方法中有用的另一工具；以及 圖6到7是根據(jù)本發(fā)明的另外實施例的安裝點。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，省去了將安裝托架連接到線圈架的需要以及將托架焊接到鏜孔管的
需要，或如上所述提供定位銷及其定位孔且在鏜孔管內(nèi)進行焊接的需要。 在特定實施例中，位置特征是在現(xiàn)場形成的，其中磁體組合件相對于鏜孔管8處
于適當位置。更具體來說，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，使用工具來使鏜孔管8的材料變形為
線圈架1的材料中形成的腔或孔，以形成將磁體組合件相對于鏜孔管穩(wěn)固保持在軸向位置
的保持突起。 通過使用本發(fā)明，簡化了組裝操作，從而帶來圓柱形磁體結(jié)構(gòu)的組裝的顯著成本 和組裝時間減少。在本發(fā)明的某些實施例中，沒有額外的組件要連接。
圖2A到2C是根據(jù)本發(fā)明的實施例方法在將線圈架1定位到鏜孔管8的階段期間 線圈架1和鏜孔管8的部分的部分軸向截面示意圖。 如圖2A所示，線圈架1具備通孔10，其處于需要定位到鏜孔管8的位置。
如圖2B所示，提供按壓工具ll，例如一種液壓機?？赏ㄟ^一個開放末端將其引入 到致冷劑室2中，或者此組裝階段可在將鏜孔管8組裝到致冷劑室2的其它部分之前執(zhí)行。 所述工具包含承載成形突出部16的一凸板14以及可本質(zhì)上為平面的(或經(jīng)成形以匹配線 圈架1的徑向外表面20的曲率)且具有足夠大小以橫穿通孔10的支撐板18。將凸板14 施加于鏜孔管8的徑向內(nèi)表面22，且將支撐板18施加于線圈架的徑向外表面20，使得成形 突出部16與通孔10徑向?qū)省ｋS后使用按壓工具11在箭頭24所示的方向上施加機械力， 從而將凸板和支撐板朝向彼此推動。 通過施加足夠的力，凸板14的成形突起16將鏜孔管8的材料變形為定位突起26， 其由按壓工具11驅(qū)動到孔10中?？?0和凸板14優(yōu)選經(jīng)合適成形和尺寸設(shè)計以使得在定 位突起26達到合適的大小以在孔10的完整寬度上延伸且將線圈架1相對于鏜孔管8穩(wěn)固 保持在適當位置時板14、 18到達其行程的末端。 優(yōu)選地，孔10為圓形的，且突起16關(guān)于在按壓期間與孔10的軸對準的軸呈旋轉(zhuǎn) 對稱。 圖2C是一旦已將按壓工具11移除得到的結(jié)構(gòu)。定位突起26抵靠線圈架1中的 孔10的外圍28，從而將線圈架相對于鏜孔管8軸向且徑向保持在適當位置。
回彈現(xiàn)象是金屬按壓領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的。盡管鏜孔管的材料可能已變形 為凸板的形狀，但材料將在板移除時在某種程度上朝其先前的形狀返回?；貜椏杀硎究傋?形的通常2_3%的損失。回彈可引起定位突起26在孔10中稍微松動。在冷卻時，通常用作 線圈架1的材料的鋁比不銹鋼(通常用于鏜孔管8的材料)收縮更多。熱收縮的差異將收 緊定位突起26在孔10內(nèi)的配合，從而補償由回彈引起的松動配合。 圖2D是過程中的任選另外步驟。將按壓工具倒轉(zhuǎn)且再施加于孔10。凸板14的成形突起16抵靠先前形成的定位突起26的冠部，在其徑向外部極端(extremity)處使其變 形，從而使突起與孔10的壁面有更多接觸。盡管將有來自此第二按壓的一些回彈，但結(jié)果 將是比不存在此任選步驟的情況下更緊密的配合。可使用與用于第一按壓的工具不同的工 具來用于此倒轉(zhuǎn)按壓。 圖2E是在圖2D的步驟之后的完成結(jié)構(gòu)，其中變形的突起29穩(wěn)固地抵靠孔10的 外圍28和孔壁，從而將線圈架1相對于鏜孔管8穩(wěn)固地保持在適當位置。
類似地在分布于鏜孔管8的表面上的多個位置處執(zhí)行按壓操作。至少預(yù)期例如圖 2C或2E所示的保持結(jié)構(gòu)將提供于至少三個位置中——通常圍繞鏜孔管的圓周以120°間 隔定向，優(yōu)選在垂直于軸AA的共同平面中。即使一個或兩個構(gòu)形也將提供磁體相對于鏜孔 管的一些軸向定位和保持。然而，優(yōu)選地將提供更多構(gòu)形，例如至少六個，其圍繞鏜孔管的 圓周等間隔地形成?？蓛?yōu)選在鏜孔管的軸向中心附近軸向提供構(gòu)形。這是優(yōu)選的，因為線 圈架將在中心處軸向保持到鏜孔管，且線圈架與鏜孔管之間的任何熱收縮差異均不會引起 磁體的均質(zhì)區(qū)沿著鏜孔管移位。 在借助于圖2F中的實施例說明的替代實施例中，可在線圈架的徑向內(nèi)表面12上 形成腔30而不形成通孔。所述方法的步驟本質(zhì)上與參看圖2A到2C所描述的方法相同。腔 30應(yīng)經(jīng)成形和尺寸設(shè)計以便不阻礙保持突起26的形成。參看圖2D和2E描述的任選另外 步驟在不形成通孔的情況下將不可用。 按壓工具11可由一種液壓致動器組成，所述液壓致動器將單側(cè)或雙側(cè)工具驅(qū)動 到鏜孔管中，從而按壓成形或拉深成形鏜孔管8的材料使之成為一形成于線圈架1中的腔 或孔中的特征26，借此相對于鏜孔管限制線圈架。 上文所述且在圖2B中說明的方法使用一種雙側(cè)工具，其具有朝向彼此按壓的按 壓板14U8。在替代的單側(cè)工具布置中，通過保持構(gòu)件(未說明)，例如通過安裝到基底而 穩(wěn)固地支撐鏜孔管8和線圈架1。例如通過安裝到基底，相對于線圈架1和鏜孔管8穩(wěn)固安 裝包括凸板14但不包括支撐板18的按壓工具。所述工具徑向向外驅(qū)動凸工具，從而形成 本質(zhì)上如上所述的保持突起26。 由于在形成突起26中涉及的力，可發(fā)現(xiàn)在機械上較簡單的是提供一種配備有兩 個反向的凸板14的工具，使得兩個突起可一起形成，且將工具保持在適當位置所需的力無 需通過工具的臺座來提供，而是有效地用于形成第二保持突起?；蛘?，所述工具可具備三個 以上凸板，優(yōu)選圍繞鏜孔管的圓周等角度間隔開，且操作以在鏜孔管的材料中提供對應(yīng)的 三個以上保持突起。 圖4是在操作中的此類工具36的一個實例。從所涉及的力的對稱性考慮，顯然該 工具的臺座32本質(zhì)上需要僅支撐工具36的重量，其中形成每一保持突起所需的力抵消形 成其它一個或幾個突起所需的力。在圖4的實例工具中，等角度間隔的成形工具通過一種 合適的框架/支撐結(jié)構(gòu)32定位在預(yù)定位置處。成形工具各自經(jīng)布置以抵靠鏜孔管8的材 料將凸板14驅(qū)動到對應(yīng)于線圈架1中的孔10或腔30的位置。理想地，同時致動三個成形 工具。例如，成形工具可為從例如手動泵等常見液壓源饋送的液壓千斤頂?；蛘撸尚喂ぞ?可為機械的且由常見的致動杠桿、把手或輪來驅(qū)動。三個凸板14被徑向向外驅(qū)動，從而在 孔10或腔30中的每一者中形成保持突起26。隨后移除壓力，凸板14徑向向內(nèi)移動，從而 使工具36可自由被移除或移動到用于形成另外保持突起的另一位置。
在根據(jù)本發(fā)明的另一布置中，可提供單獨的凸工具和凹工具，隨后將其朝彼此驅(qū) 動以制造根據(jù)本發(fā)明的保持突起。例如，可優(yōu)選在鏜孔管的軸向中點處或其附近產(chǎn)生定位 特征。在從環(huán)境溫度冷卻磁體和致冷劑室時，鋁磁體線圈架1將比不銹鋼致冷劑室鏜孔管8 收縮更多。如果定位特征是軸向定位在鏜孔管的一端附近，那么磁中心可能在冷卻期間軸 向移動2至lj 3mm。 提供例如圖2B和2D說明的能夠到達鏜孔管的軸向中點附近且能夠在所述位置產(chǎn) 生足夠壓力的"夾具"型工具可能并不實際，因為它將需要非常重且難使用的軛。作為替代 方案，可在鏜孔內(nèi)提供中心(凸)工具結(jié)構(gòu)，且外部框架單獨支撐凹工具。必須進行布置以 按照足夠準確性來對準工具。 圖5是適合于在本發(fā)明的方法中使用的替代工具39。此工具可操作在一次形成單 個保持突起。例如液壓千斤頂?shù)瘸尚喂ぞ?8操作以驅(qū)動凸板14遠離撐板40。這可通過驅(qū) 動一塊或另一塊板遠離成形工具的主體或通過驅(qū)動這兩者遠離成形工具的主體來進行。在 使用中，凸板14放置于對應(yīng)于線圈架1中的孔10或腔30的位置，抵靠鏜孔管8的材料。撐 板40與孔10或腔在直徑方向上相對地放置，抵靠鏜孔管8的材料。隨后啟動成形工具以 驅(qū)動凸板和撐板進一步分開。凸板使鏜孔管8的材料變形以形成如上所述的保持突起26。 如果需要形成在直徑方向上彼此相對的保持突起，那么用第二凸板14替換撐板40，從而允 許通過操作成形工具38以驅(qū)動兩個凸板彼此遠離而一次形成兩個保持突起。工具39可手 動定位，或者可安裝在臺座32上。優(yōu)選地，使用且布置臺座以使得兩個板14、40均被驅(qū)動 遠離成形工具，使得成形工具在使用中保持在鏜孔管的中心。 圖3A到3C是根據(jù)本發(fā)明另一實施例在安裝過程的某些階段處鏜孔管8和線圈架 1的部分軸向截面示意圖。 如圖3A所示，線圈架1具備螺紋孔50而不是圖2A到2C的光面孔10。
圖3B是作用于鏜孔管8的材料上以形成保持突起的按壓工具11的對應(yīng)于圖2B 的視圖。工具本身在圖3B中未示出。將凸板14帶入與鏜孔管8的徑向內(nèi)表面接觸，同時 將凹工具52帶入穿過螺紋孔50而與鏜孔管的徑向外表面接觸，使得其腔54與凸板的成形 突起16對準。 工具隨后驅(qū)動凸板14和凹工具52使二者接近得更近。通過施加足夠的力，凸板
14的成形突起16使鏜孔管8的材料變形為定位突起26，其由按壓工具驅(qū)動到凹工具52的
腔54內(nèi)。在定位突起26形成時，凹工具52和凸板14到達其行程的末端。 優(yōu)選地，孔10為圓形的，且突起16關(guān)于在按壓期間與孔50的軸對準的軸呈旋轉(zhuǎn)對稱。 根據(jù)本發(fā)明的此實施例，孔50具有比形成的保持突起26大的半徑。將螺紋嵌件 56旋擰到孔50中以抵靠保持突起26。優(yōu)選地，螺紋嵌件56具有軸向通孔58，在螺紋嵌件 收緊時保持突起部分突出到所述軸向通孔58中。 根據(jù)需要可在鏜孔管8的表面上軸向和沿圓周地在若干點處形成類似的結(jié)構(gòu)。通 過調(diào)整螺紋嵌件的位置，可在需要時調(diào)整鏜孔管8與線圈架1之間的對準。 一旦螺紋嵌件 處于正確的位置，其便可依據(jù)用于線圈架和嵌件的材料而通過軟焊、銅焊、焊接、膠粘等而 鎖定在適當位置。此外，螺紋嵌件的使用消除了保持突起可能不足以抵靠孔的外圍28或孔 壁的風險，因為可收緊嵌件以確保與保持突起26的合適相互作用。此動作可用以補償保持突起的回彈，因為嵌件可用以確保線圈架與鏜孔管之間的恰當支承力。 螺紋嵌件的徑向外部極端具備用于嚙合收緊工具的驅(qū)動構(gòu)形，所述收緊工具例如 為螺絲起子、扳手、六角扳手(艾倫內(nèi)六角扳手)、Torx⑧起子等。 如圖3C說明，螺紋嵌件56中的孔58的外圍60可經(jīng)成形(例如，斜切)以提供嵌 件56與突起26之間的較大接觸面積。 在替代布置中，螺紋嵌件56可具有用于接納保持突起26的腔而不是通孔58。螺 紋嵌件56可用替代的配件來替換，例如具有卡口式配合的嵌件；具有安裝螺釘?shù)牟孱^，所 述安裝螺釘旋擰到鄰近于孔50的線圈架材料中；光面嵌件，其通過機械操作(例如使用千 斤頂)驅(qū)動到孔50中，隨后膠粘、焊接、銅焊、軟焊或以其他方式連接在適當位置；或彈簧加 載的嵌件，其在被壓入時緊握孔50的側(cè)面。對于這些實施例中的許多實施例，孔50帶螺紋 并不是必要的。 再次考慮圖2A到2B的操作，可發(fā)現(xiàn)使不銹鋼鏜孔管8變形為鋁線圈架8的孔10 所需的力可足以使線圈架的材料(尤其是所述孔的邊緣附近)變形。在替代實施例中，例 如圖3C所示的嵌件56或上文所述的任何等效類型的嵌件可提供在線圈架中，且鏜孔管隨 后以圖2A到2B所示的方式變形為嵌件內(nèi)的腔，以形成如圖3C所示的結(jié)構(gòu)。
圖6和7是本發(fā)明的另外實施例的部分軸向截面。 參看圖6，圖3B說明的按壓操作之后可為類似于圖2D的另一按壓操作，其中將凸 板按壓在突起26的徑向外部極端(冠部)上以形成變形的突起40，其具有中凹的徑向外 部極端42。螺紋嵌件44具有凸徑向內(nèi)部極端46，其在螺紋嵌件收緊時在中凹徑向外部極 端處支承在鏜孔管8的材料上。此類實施例在需要較簡單的螺紋嵌件44(類似于常見的平 頭螺釘)時可為有利的。螺紋嵌件44可用替代的配件來替換，例如具有卡口式配合的嵌 件；具有安裝螺釘?shù)牟孱^，所述安裝螺釘旋擰到鄰近于孔50的線圈架材料中；光面嵌件，其 通過機械操作(例如使用千斤頂)驅(qū)動到孔50中，隨后膠粘、焊接、銅焊、軟焊或以其他方 式連接在適當位置；或彈簧加載的嵌件，其在被壓入時緊握孔50的側(cè)面。對于這些實施例 中的許多實施例，孔50帶螺紋并不是必要的。 參看圖7 ，反轉(zhuǎn)圖3B說明的壓制操作，以使保持突起60徑向向內(nèi)延伸。突起的凹 徑向外表面62與孔50對準。螺紋嵌件64具有凸徑向內(nèi)部極端66，它在螺紋嵌件收緊時 在突起的凹徑向外表面62中支承在鏜孔管8的材料上。此類實施例在需要較簡單的螺紋 嵌件64(類似于常見的平頭螺釘)時可能是有利的，但可能有的缺點在于鏜孔管8的凈內(nèi) 徑減少了突起60的尺寸。螺紋嵌件64可用替代的配件來替換，例如具有卡口式配合的嵌 件；具有安裝螺釘?shù)牟孱^，所述安裝螺釘旋擰到鄰近于孔50的線圈架材料中；光面嵌件，其 通過機械操作(例如使用千斤頂)驅(qū)動到孔50中，隨后膠粘、焊接、銅焊、軟焊或以另外方 式連接在適當位置；或彈簧加載的嵌件，其在被壓入時緊握孔50的側(cè)面。對于這些實施例 中的許多實施例，孔50帶螺紋并不是必要的。 例如圖7中說明的實施例可通過在將鏜孔管放置于線圈架1內(nèi)之前在鏜孔管的材 料中形成突起60來使用。在鏜孔管8的材料中形成的突起的位置必須經(jīng)布置以與螺紋嵌 件64或等效物的位置對準。 一旦突起形成于鏜孔管8中，便滑進線圈架中，且螺紋嵌件64 或其等效物移動到適當位置以相對于鏜孔管軸向保持線圈架。 通常，將鋁線圈架1緊固到不銹鋼鏜孔管8。當將線圈架和鏜孔管冷卻到例如4K的致冷溫度時在服務(wù)期間遇到的差異熱收縮將自然收緊接合處且提高線圈架與鏜孔管之 間的定位準確性。 盡管已參考某些示范性實施例描述了本發(fā)明，但在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的許多修改和變化。 本發(fā)明提供用于將磁體結(jié)構(gòu)組裝到鏜孔管的方法和工具以及此類組裝的結(jié)構(gòu)，其 中不需要焊接步驟，組裝快速簡單，且在鏜孔管中無需制作孔。通常，所關(guān)注的鏜孔管是致 冷劑室的鏜孔管，但本發(fā)明可應(yīng)用于磁體結(jié)構(gòu)相對于其它類型鏜孔管的定位。
權(quán)利要求
一種用于將一種圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管(8)的方法，其中所述圓柱形磁體組合件包括至少一個安裝在一線圈架(1)上的線圈(34)，所述方法包括以下步驟在所述線圈架中在各個選定位置處提供一腔(10、30)；在所述每一個選定位置處，使所述鏜孔管的材料變形以形成一種徑向突起(26；29；40；60)；以及將每一突起帶入以抵靠每一對應(yīng)腔的外圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述腔(58)提供于位于所述線圈架中的一孔 (50)內(nèi)的一嵌件(56)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中使所述鏜孔管的材料變形為所述腔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中在形成所述徑向突起之后調(diào)整所述嵌件的徑 向位置以提供在所述突起與所述外圍之間合適的支承力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述腔(10)是在所述線圈架的材料中的通孔。
6. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中在所述鏜孔管的徑向外表面抵靠所述線圈 架的徑向內(nèi)表面(12)時，通過抵靠所述鏜孔管(8)的徑向內(nèi)表面(22)按壓一凸板(14)而 形成所述突起。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述鏜孔管的徑向外表面抵靠穿過所述孔(50) 定位的一凹工具(52)時，通過抵靠所述鏜孔管(8)的徑向內(nèi)表面(22)按壓一凸板(14)而 形成所述突起，所述凹工具隨后被移除且由所述嵌件替換。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中通過以下步驟來形成所述突起按壓凸板(14)抵靠于所述鏜孔管的徑向內(nèi)表面以使所述鏜孔管變形為抵靠所述腔的 外圍(28)的突起(26);以及隨后按壓凸板抵靠于所述突起(26)的徑向外部極端以使所述突起(29)變形而抵靠所 述腔的所述外圍(28)和腔壁。
9. 一種用于將一種圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管(8)的方法，其中所述圓柱形 磁體組合件包括至少一個安裝在一線圈架(1)上的線圈(34)，所述方法包括以下步驟在所述線圈架中在一選定位置處提供一通孔(50);在所述選定位置處，使所述鏜孔管的材料變形以形成一徑向向外的突起； 使所述突起的徑向外部極端變形以形成中凹的徑向外部極端(42);以及 將一嵌件(44)配合在所述通孔內(nèi)，且收緊所述嵌件以使其徑向內(nèi)部極端(46)抵靠所 述突起的所述中凹的徑向外部極端(42)。
10. —種用于將一種圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管(8)的方法，其中所述圓柱 形磁體組合件包括至少一個安裝在一線圈架(1)上的線圈(34)，所述方法包括以下步驟在所述線圈架中在選定位置處提供一通孔(50);在所述選定位置處，使所述鏜孔管的材料變形以形成徑向向內(nèi)的突起(60);以及將一嵌件(64)配合在所述通孔內(nèi)，且收緊所述嵌件以使得其徑向內(nèi)部極端(66)抵靠 所述突起的徑向外部凹表面(62)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法，其中在將所述鏜孔管組裝到所述圓柱形磁體組合件之前在所述鏜孔管的材料中形成所述徑向向內(nèi)的突起。
12. —種用于將一種圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管(8)的工具(ll)，所述組裝通過使所述鏜孔管的材料變形以形成徑向的突起進行，所述工具(11)包括一種具有在操 作中被朝向彼此驅(qū)動的一凸板(14)和一支撐板(18)的液壓機。
13. —種用于一種將圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管(8)的工具(39)，所述組裝 通過使所述鏜孔管的材料變形以形成徑向的突起而進行，所述工具(39)包括一種具有在 操作中被遠離彼此驅(qū)動的一凸板(14)和一撐板(40)的液壓千斤頂。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的工具，其中所述撐板是一第二凸板。
15. —種用于將一種圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管(8)的工具(36)，所述組裝 通過使所述鏜孔管的材料變形以形成徑向的突起進行，所述工具(36)包括可操作以在所 述鏜孔管的所述材料中提供三個突起的三個凸板(14)，所述工具包括三個千斤頂(38)，所 述每個千斤頂(38)經(jīng)布置以徑向向外驅(qū)動一凸板(14)來抵靠所述鏜孔管(8)的所述材 料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的工具，其中所述千斤頂是液壓千斤頂，且是通過從常見液 壓源饋送來同時致動的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的工具，其中所述千斤頂是機械千斤頂，且是通過常見的杠 桿、把手或輪同時致動的。
18. —種包括一種圓柱形磁體組合件的組合件，所述圓柱形磁體組合件本身包括至少 一個安裝在一線圈架(1)上的線圈(34)，且通過形成于鏜孔管(8)的材料中的若干徑向的 保持突起組裝到所述鏜孔管，每一保持突起抵靠所述線圈架中的對應(yīng)腔的外圍。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合件，其中在位于所述線圈架中的孔(50)內(nèi)的嵌件 (56)內(nèi)提供至少一個腔(58)，且對應(yīng)的突起抵靠所述嵌件。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的組合件，其中至少一個腔(10)在所述線圈架的材料 中為通孔。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合件，其中所述保持突起(29)是徑向向外的，且在其徑 向外部極端處變形以抵靠所述腔的外圍(28)和腔壁。
22. —種包括一種圓柱形磁體組合件的組合件，所述圓柱形磁體組合件本身包括至少 一個安裝在一線圈架(1)上的線圈(34)，且通過形成于所述線圈架的材料中的各個孔(50) 內(nèi)的若干嵌件(44)組裝到一鏜孔管(8)，每一嵌件支承在一徑向向外突起(40)的一中凹徑 向外部極端(42)上。
23. —種包括一種圓柱形磁體組合件的組合件，所述圓柱形磁體組合件本身包括至少 一個安裝在一線圈架(1)上的線圈(34)，且通過形成于所述線圈架的材料中的各個孔(50) 內(nèi)的若干嵌件(64)組裝到一鏜孔管(8)，每一嵌件支承在一徑向向內(nèi)突起(60)的徑向外部 凹表面(62)上。
24. —種用于大體上如所描述和/或如附圖的圖2A到3D、圖6或圖7說明將一種圓柱 形磁體組合件組裝到一種鏜孔管的方法。
25. —種用于大體上如所描述和/或如附圖的圖4或圖5說明通過使所述鏜孔管的材 料變形以形成一徑向突起以將一種圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管的工具。
26. —種大體上如所描述和/或如附圖的圖2C、2E、2F、3D、6或7說明的包括一種圓柱 形磁體組合件的組合件，所述圓柱形磁體組合件本身包括至少一個安裝在線圈架上的線圈 且組裝到一鏜孔管上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于將一種圓柱形磁體組合件組裝到一種鏜孔管的方法，其中所述圓柱形磁體組合件包括至少一個安裝在一線圈架上的線圈，所述方法包括以下步驟在所述線圈架中在選定位置處提供一腔；在所述每一個選定位置處，使所述鏜孔管的材料變形以形成徑向突起(26；29；40；60)；以及將每一突起帶入為抵靠每一對應(yīng)腔的外圍。
文檔編號H01F6/00GK101794654SQ201010110820
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者魯塞爾·彼得·戈雷 申請人:英國西門子公司