高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于緊湊型回旋加速器【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體。該腔體由上、下兩個(gè)腔體組成，兩個(gè)腔體內(nèi)均包括腔體外導(dǎo)體及D型板，其中腔體外導(dǎo)體位于高頻諧振腔體的側(cè)壁和底部，D型板位于高頻諧振腔體的頂部，關(guān)鍵在于，下腔體內(nèi)部還包括一個(gè)內(nèi)桿；內(nèi)桿的上端與D型板連接，內(nèi)桿的下端與高頻諧振腔體的底部連接；上、下腔體的外側(cè)壁均置有金屬支撐板，上、下腔體的D型板為固定連接在一起的整體結(jié)構(gòu)。該腔體具有易于加工、造價(jià)低廉、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于緊湊型回旋加速器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體。
【背景技術(shù)】
[0002]在緊湊型回旋加速器中，帶電粒子速度的提升是在通過(guò)高頻諧振腔體內(nèi)外導(dǎo)體之間的加速間隙時(shí)實(shí)現(xiàn)的。高頻諧振腔體的機(jī)械穩(wěn)定性好壞對(duì)其諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)、加速電場(chǎng)等高頻參數(shù)及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程度的難易有很大的影響。同時(shí)，作為高頻功率源的負(fù)載，高頻諧振腔體的機(jī)械穩(wěn)定性的提升有利于提高整個(gè)高頻系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003]傳統(tǒng)的高頻諧振腔體結(jié)構(gòu)由對(duì)稱的上、下兩個(gè)半腔體構(gòu)成，上下兩個(gè)半腔體內(nèi)均有內(nèi)桿及與內(nèi)桿連接的D型板，兩個(gè)D型板之間用簧片進(jìn)行電連接?，F(xiàn)有技術(shù)中提升高頻諧振腔體機(jī)械穩(wěn)定性的方法通常是采用更加復(fù)雜的腔體結(jié)構(gòu)、增加腔體外導(dǎo)體的厚度和加粗內(nèi)桿的半徑來(lái)增強(qiáng)高頻諧振腔體的機(jī)械穩(wěn)定性。但是復(fù)雜的腔體結(jié)構(gòu)及腔體外導(dǎo)體厚度的增加不但增加了腔體的制造難度，包括外導(dǎo)體的成形、無(wú)氧銅材料的焊接及焊后校形工作，而且也會(huì)導(dǎo)致腔體自身重量的增加，腔體安裝工藝的難度也相應(yīng)增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)發(fā)明目的
[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種易于加工、造價(jià)低廉、機(jī)械強(qiáng)度高的高頻諧振腔體。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0008]高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體，該腔體由上、下兩個(gè)腔體組成，兩個(gè)腔體內(nèi)均包括腔體外導(dǎo)體及D型板，其中腔體外導(dǎo)體位于高頻諧振腔體的側(cè)壁和底部，D型板位于高頻諧振腔體的頂部，關(guān)鍵在于，下腔體內(nèi)部還包括一個(gè)內(nèi)桿；內(nèi)桿的上端與D型板連接，內(nèi)桿的下端與高頻諧振腔體的底部連接；上、下腔體的外側(cè)壁均置有金屬支撐板，上、下腔體的D型板為固定連接在一起的整體結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選地，所述金屬支撐板先固定在回旋加速器的磁極上后再將金屬支撐板與腔體外導(dǎo)體緊密貼合、固定連接。
[0010]優(yōu)選地，所述內(nèi)桿的上端與D型板、內(nèi)桿的下端與高頻諧振腔體的底部之間通過(guò)法蘭固定連接，可通過(guò)加粗內(nèi)桿的半徑以進(jìn)一步提高機(jī)械強(qiáng)度。
[0011]優(yōu)選地，所述法蘭與D型板的接觸面、法蘭與高頻諧振腔體的接觸面上有一圈凸起，以利于電連接。
[0012]優(yōu)選地，所述金屬支撐板內(nèi)置有冷卻水路，可以帶走腔體外導(dǎo)體由于高頻功率損耗產(chǎn)生的熱量，減少腔體外導(dǎo)體由于發(fā)熱引起的形變，進(jìn)一步增強(qiáng)腔體外導(dǎo)體的機(jī)械穩(wěn)定性。[0013](三)有益效果
[0014]本實(shí)用新型通過(guò)在高頻諧振腔體的外側(cè)壁設(shè)置金屬支撐板、固定連接上下D型板增加了腔體的機(jī)械穩(wěn)定性，無(wú)需增加腔體外導(dǎo)體自身的厚度，明顯降低了高頻腔體的復(fù)雜性、造價(jià)及加工、焊接難度。
[0015]I)通過(guò)合理利用高頻諧振腔體外部空間，設(shè)置金屬支撐板，增強(qiáng)了腔體外導(dǎo)體的機(jī)械強(qiáng)度。與增加腔體外導(dǎo)體的厚度相比，僅設(shè)置金屬支撐板使整個(gè)諧振腔體的重量更輕、并且易于加工。
[0016]2)僅在下腔體設(shè)置內(nèi)桿而非傳統(tǒng)的上、下腔體各設(shè)置一個(gè)內(nèi)桿，并且將上、下腔體的D型板固定連接，使D型板不隨真空室打開(kāi)而分離，避免了因分離結(jié)構(gòu)帶來(lái)的機(jī)械不穩(wěn)定性，使高頻諧振腔體的機(jī)械穩(wěn)定性得到有效提升。另外，可以通過(guò)加粗內(nèi)桿的半徑來(lái)提高機(jī)械強(qiáng)度降。
[0017]3)在金屬支撐板內(nèi)部設(shè)置冷卻水路可以帶走腔體外導(dǎo)體由于高頻功率損耗產(chǎn)生的熱量，減少腔體外導(dǎo)體由于發(fā)熱引起的形變，進(jìn)一步增強(qiáng)腔體外導(dǎo)體的機(jī)械穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是回旋加速器高頻諧振腔體的下腔體示意圖；
[0019]其中I是腔體外導(dǎo)體；2是D型板；3是內(nèi)桿；4是金屬支撐板；
[0020]圖2是回旋加速器高頻諧振腔體示意圖；
[0021]其中I是腔體外導(dǎo)體；2是D型板；3是內(nèi)桿；4是金屬支撐板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0023]高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體，該腔體由上、下兩個(gè)腔體組成，兩個(gè)腔體內(nèi)均包括腔體外導(dǎo)體及D型板，其中腔體外導(dǎo)體位于高頻諧振腔體的側(cè)壁和底部，D型板位于高頻諧振腔體的頂部，關(guān)鍵在于，下腔體內(nèi)部還包括一個(gè)內(nèi)桿；內(nèi)桿的上端與D型板通過(guò)法蘭固定連接，內(nèi)桿的下端與高頻諧振腔體的底部通過(guò)法蘭固定連接；可通過(guò)加粗內(nèi)桿的半徑以進(jìn)一步提高機(jī)械強(qiáng)度。法蘭與D型板的接觸面、法蘭與高頻諧振腔體的接觸面上有一圈凸起，以利于電連接。上、下腔體的外側(cè)壁均置有金屬支撐板，上、下腔體的D型板為固定連接在一起的整體結(jié)構(gòu)。
[0024]金屬支撐板先固定在回旋加速器的磁極上后再將金屬支撐板與腔體外導(dǎo)體緊密貼合、固定連接。金屬支撐板內(nèi)置有冷卻水路，可以帶走腔體外導(dǎo)體由于高頻功率損耗產(chǎn)生的熱量，減少腔體外導(dǎo)體由于發(fā)熱引起的形變，進(jìn)一步的增加腔體外導(dǎo)體的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0025]實(shí)施例
[0026]在某小型醫(yī)用回旋加速器的高頻腔體加工制造過(guò)程中，首先根據(jù)高頻腔體與回旋加速器磁極之間的間隙的的大小設(shè)計(jì)加工了一套金屬支撐板，首先將金屬支撐板安裝在磁鐵谷區(qū)的內(nèi)壁位置處。將高頻諧振腔體外導(dǎo)體與金屬支撐板緊固，使金屬支撐板與高頻腔體外導(dǎo)體表面最大間距不超過(guò)0.05mm。腔體外導(dǎo)體外部不直接焊冷卻水管，通過(guò)金屬支撐板內(nèi)部的冷卻系統(tǒng)對(duì)腔體外導(dǎo)體進(jìn)行冷卻，減少發(fā)熱引起的腔體形變。將傳統(tǒng)的半徑為30cm的上、下兩個(gè)腔體內(nèi)桿合并為一個(gè)半徑為59.5cm的下腔體內(nèi)桿，并將內(nèi)桿與高頻諧振腔體的底部及D型板連接的法蘭半徑增加至146cm，同時(shí)增強(qiáng)內(nèi)桿的機(jī)械結(jié)構(gòu)及連接法蘭的強(qiáng)度。將上、下分離的D型板固定為一個(gè)整體，與內(nèi)桿固定，不隨真空室的開(kāi)、合而分離。法蘭與D型板的接觸面、法蘭與高頻諧振腔體的接觸面上有一圈凸起，以保證腔體內(nèi)導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體的電連接結(jié)構(gòu)。
[0027]通過(guò)這種1/4 λ的高頻腔體結(jié)構(gòu)，在高頻腔體外部空間加裝金屬支撐板的方式，最終使高頻腔體機(jī)械穩(wěn)定性得到有效的提升，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定該高頻腔體可穩(wěn)定工作，為粒子加速提供能量。
【權(quán)利要求】
1.高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體，該腔體由上、下兩個(gè)腔體組成，兩個(gè)腔體內(nèi)均包括腔體外導(dǎo)體及D型板，其中腔體外導(dǎo)體位于高頻諧振腔體的側(cè)壁和底部，D型板位于高頻諧振腔體的頂部，其特征在于，下腔體內(nèi)部還包括一個(gè)內(nèi)桿；內(nèi)桿的上端與D型板連接，內(nèi)桿的下端與高頻諧振腔體的底部連接；上、下腔體的外側(cè)壁均置有金屬支撐板，上、下腔體的D型板為固定連接在一起的整體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體，其特征在于，所述金屬支撐板先固定在回旋加速器的磁極上后再將金屬支撐板與腔體外導(dǎo)體緊密貼合、固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體，其特征在于，所述內(nèi)桿的上端與D型板、內(nèi)桿的下端與高頻諧振腔體的底部之間通過(guò)法蘭固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體，其特征在于，所述法蘭與D型板的接觸面、法蘭與高頻諧振腔體底部的接觸面上有一圈凸起，以利于電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高機(jī)械強(qiáng)度的高頻諧振腔體，其特征在于，所述金屬支撐板內(nèi)置有冷卻水路。
【文檔編號(hào)】H05H7/18GK203675415SQ201420006574
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】紀(jì)彬, 殷治國(guó), 宋國(guó)芳, 張?zhí)炀? 李鵬展, 趙振魯, 呂銀龍, 雷鈺, 付曉亮 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院