一种超导磁体压力泄放阀及压力泄放系统

摘要

本发明公开了一种超导磁体压力泄放阀及压力泄放系统，所述压力泄放阀包括阀体，其中，所述阀体内设有带拉紧功能的弹性部件和一块中间开口的隔板，所述隔板将阀体分成上腔室和下腔室，所述上腔室上设有进气口，所述下腔室上设有排气口，所述下腔室内设有封口板，所述封口板和弹性部件相连后贴合在隔板上并完全覆盖隔板上的开口部分。本发明提供的超导磁体压力泄放阀及压力泄放系统，通过采用拉簧密封代替抗压弹簧，能有效补偿弹簧回弹量不足造成密封不上的问题，从而解决在泄放系统泄放完成以后不能有效闭合的问题。此外，本发明在压力泄放阀的进气口加上第一截止阀和旁通回路，使压力泄放阀少经历超低温冷媒，提高使用寿命和可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种泄放阀及泄放系统，尤其涉及一种超导磁体压力泄放阀及压力泄 放系统。

背景技术

超导磁体上的压力泄放装置目前已有的发明方案大致可以分为两种：

一种是采用压力传感器，控制单元加上受控阀的设计，例如电磁阀或者气动阀。 这种设计利用压力传感器测量磁体内部压力，然后通过控制单元对测到的磁体内部 压力进行判断，根据测得压力来控制电磁阀或者气动阀打开或者关闭。该方案的特 点是可以精确控制电磁阀或者气动阀的打开和闭合，控制精度高。但在使用过程中 受到环境限制，如果受控阀采用电磁阀，则需要提供电源，在磁体运输过程中，就 比较难以提供稳定的电源；同时电磁阀工作时候会产生磁场，这会对磁体磁场的均 匀度产生影响。如果采用气动阀，则需要提供稳定的高压气源，这个在运输环境和 医院环境都比较难以实现，会大幅增加成本。

另外一种现有超导磁体压力泄放装置设计方案就是采用弹簧阀，或者类似弹簧 的具有一定弹性的结构的阀，例如采用波纹管密封一个弹簧的结构来代替弹簧的方 案。采用密封圈或者密封垫加上一个密封面板进行密封，通过螺杆调节来压缩弹簧 或者类似弹簧的结构，使密封面板能够压紧密封圈或者密封垫。这种方案存在的问 题是如果磁体内有大量的冷媒泄放出来，会使得泄放装置的温度降低到-200摄氏度 附近，在磁体压力泄放完成以后，弹簧因为温度降低的原因，压缩量不能完全恢复， 导致泄放装置密封失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超导磁体压力泄放阀及压力泄放系统， 能够提高泄放阀使用寿命和可靠性。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种超导磁体压力泄放 阀，包括阀体，其中，所述阀体内设有带拉紧功能的弹性部件和一块中间开口的隔 板，所述隔板将阀体分成上腔室和下腔室，所述上腔室上设有进气口，所述下腔室 上设有排气口，所述下腔室内设有封口板，所述封口板和弹性部件相连后贴合在隔 板上并完全覆盖隔板上的开口部分。

进一步地，所述弹性部件为拉簧或波纹管。

进一步地，所述弹性部件为密封有拉簧的波纹管或拉簧与热敏元件的组合部 件。

进一步地，所述弹性部件为设置在上腔室中的拉簧，所述封口板设置在隔板的 下方，所述拉簧的一端和封口板相连，另一端设有预紧力调节装置。

进一步地，所述封口板和隔板之间设有密封部件，所述密封部件为密封圈或密 封垫。

进一步地，所述密封圈嵌设于密封槽中，所述密封槽开设在封口板或隔板上。

进一步地，所述上腔室上设有多个进气口，所述下腔室上设有多个排气口。

本发明为解决上述技术问题还提供一种压力泄放系统，包括上述的超导磁体压 力泄放阀，所述压力泄放阀通过冷媒管和超导磁体相连，其中，所述进气口前连接 有第一截止阀，所述压力泄放阀和第一截止阀的两端连接有第二截止阀形成和所述 主回路并联的旁通回路。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的超导磁体压力泄放阀及 压力泄放系统，通过采用拉簧密封代替抗压弹簧，能有效补偿弹簧回弹量不足造成 密封不上的问题，从而解决在泄放阀泄放完成以后不能有效闭合的问题。此外，本 发明通过在压力泄放阀的进气口加上第一截止阀并给压力泄放阀加上一个旁通回 路，在磁体需要泄放大量冷媒的时候，将泄放系统进气管上的第一截止阀关闭，打 开旁通回路上的第二截止阀，使压力泄放阀尽量少经历超低温冷媒，提高使用寿命 和可靠性。

附图说明

图1为本发明超导磁体压力泄放系统结构示意图；

图2为本发明超导磁体压力泄放阀的结构示意图；

图3为本发明具有两个进气口和排气口的超导磁体压力泄放阀的结构示意图；

图4为本发明超导磁体压力泄放阀的封口板上设置密封槽的结构示意图；

图5为本发明超导磁体压力泄放阀的阀体隔板上设置密封槽的结构示意图；

图6为本发明超导磁体压力泄放阀的封口板和隔板之间设置密封垫的结构示意 图。

图中：

1超导磁体   2压力泄放阀  3第一截止阀

4第二截止阀 5冷媒管      20隔板

21调节螺母  22拉簧       23密封圈

24封口板    25阀体       26密封帽

27进气口    28排气口     29密封垫

201上腔室   202下腔室

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明超导磁体压力泄放系统结构示意图；图2为本发明超导磁体压力 泄放阀的结构示意图。

请参见图1和图2，本发明提供的超导磁体压力泄放系统包括超导磁体压力泄放 阀2，超导磁体压力泄放阀2通过冷媒管5和超导磁体1相连，超导磁体压力泄放阀 2上至少设有一个进气27和一个排气28，其中，所述进气27前连接有第一 截止阀3形成主回路，压力泄放阀2和第一截止阀3的两端连接有第二截止阀4形 成与所述主回路并联的旁通回路。

本发明还特别提供一种专用的超导磁体压力泄放阀用于上述的超导磁体压力泄 放系统中，超导磁体压力泄放阀2包括阀体25，阀体25内设有弹性部件和一块中间 开口的隔板20，所述隔板20将阀体25分成上腔室201和下腔室202，上腔室201 上设有进气27，下腔室202上设有排气28，下腔室202内设有封口板24，封口 板24和带有拉紧功能的弹性部件相连后贴合在隔板20上并完全覆盖隔板20上的开 口部分，封口板24和隔板20之间设有密封部件。

所述带拉紧功能的弹性部件主要起减震和复位作用，特点是外力除去后能立即 恢复原形，本发明使用拉伸弹簧。与压缩弹簧不同，压缩弹簧工作时首先被压缩； 而拉伸弹簧工作时首先被拉伸。简而言之，弹簧抗压（负变形），拉簧抗拉（正变形）。 两者不可相互替代且与各自的精密要求。现有设计中压缩弹簧的密封方式，在泄放 系统经历超低温气体以后，弹簧收缩，导致泄放完成以后，弹簧不能有效回弹，使 得密封失效。因此，本发明提供的超导磁体压力泄放系统，优选采用拉簧22密封的 方式来替代现有设计中常用的压缩弹簧或者类似压缩弹簧的密封方式。优选的还有 单独设置的波纹管，或者波纹管密封拉簧，或者拉簧和热敏元件组合设置的结构。 其中，热敏元件由遇冷会收缩的材料构成。因为本发明所提供的泄放阀用于超导磁 体中低温气体的泄放，在低温情况下，所述热敏元件在拉簧的轴向上产生收缩，和 拉簧配合使用时拉簧所产生拉力更强密封效果更好。仅以拉簧为例，结合如图2所 示，其具体连接方式如下：拉簧22设置在上腔室201中，封口板24设置在隔板20 的下方，拉簧22的一端和封口板24相连，另一端设有预紧力调节装置。比如在另 一端设有调节螺母21，而在调节螺母21外面设置密封帽26。拉簧22也可一端与阀 体25的内壁相连，另一端与封口板24相连，调节螺母21则直接安装在封口板24 上，在调节螺母外面设有密封帽。以上的泄放阀结构中，调节螺母用于调节拉簧的 预紧力，控制泄放阀的开启压力。密封圈的作用为在预紧力一定的情况下，提高密 封的效果。封口板可用来安装密封圈，密封帽的作用为密封调节螺母出的泄露，保 证整个阀体的密封效果。拉簧是泄放阀的执行结构，提供密封用的预紧力。采用上 述拉簧22密封的方式，在泄放系统经历超低温以后，拉簧22收缩，能有效补偿弹 簧回弹量不足造成密封不上的问题，从而解决在泄放系统泄放完成以后不能有效闭 合的问题。

本发明超导磁体泄放系统给压力泄放阀2前加上一个第一截止阀3形成主回 路，并给超导磁体压力泄放阀2加上第二截止阀4形成旁通回路。在磁体需要泄放 大量冷媒的时候，将泄放系统进气管上的第一截止阀3关闭，打开第二截止阀4，使 超导磁体压力泄放阀2尽量少经历超低温冷媒，提高使用寿命和可靠性。在不需要 泄放大量冷媒的时候，关闭第二截止阀4，打开泄放系统进气管道上的第一截止阀3。 超导磁体1通常的压力泄放非常微小，不会对超导磁体压力泄放阀2造成影响，但 是在升场或者降场过程中，会有大量的冷媒泄放出来，这个时候可以采用这个操作， 保护超导磁体压力泄放阀2，提高其使用时候的可靠性。

上述的超导磁体压力泄放系统，其中，阀体25上具有一个或者多个进气口， 一个或者多个排气口；如图3所示，上腔室201上设有两个进气口27，每个进气口 27前连接有第一截止阀（图未示），下腔室202上设有两个排气口28。所述密封部 件优选为密封圈23，为了增加密封效果，密封圈23最好嵌设于密封槽中，所述密封 槽可以开设在封口板24或隔板20上，分别如图4和图5所示。此外，本发明还可 进一步采用密封垫29来代替密封圈23，如图6所示，具体安装方式和密封圈相同， 在此不再赘述。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发 明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。