高機械強度的高頻諧振腔體的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于緊湊型回旋加速器【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種高機械強度的高頻諧振腔體。該腔體由上、下兩個腔體組成，兩個腔體內(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、造價低廉、機械強度高的特點。
【專利說明】高機械強度的高頻諧振腔體【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于緊湊型回旋加速器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高機械強度的高頻諧振腔體。
【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高頻諧振腔體內(nèi)外導(dǎo)體之間的加速間隙時實現(xiàn)的。高頻諧振腔體的機械穩(wěn)定性好壞對其諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)、加速電場等高頻參數(shù)及控制系統(tǒng)實現(xiàn)程度的難易有很大的影響。同時，作為高頻功率源的負載，高頻諧振腔體的機械穩(wěn)定性的提升有利于提高整個高頻系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003]傳統(tǒng)的高頻諧振腔體結(jié)構(gòu)由對稱的上、下兩個半腔體構(gòu)成，上下兩個半腔體內(nèi)均有內(nèi)桿及與內(nèi)桿連接的D型板，兩個D型板之間用簧片進行電連接?，F(xiàn)有技術(shù)中提升高頻諧振腔體機械穩(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)桿的半徑來增強高頻諧振腔體的機械穩(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、無氧銅材料的焊接及焊后校形工作，而且也會導(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)所存在的問題，本實用新型提供了一種易于加工、造價低廉、機械強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)中所存在的問題，本實用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0008]高機械強度的高頻諧振腔體，該腔體由上、下兩個腔體組成，兩個腔體內(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法蘭固定連接，可通過加粗內(nèi)桿的半徑以進一步提高機械強度。
[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，進一步增強腔體外導(dǎo)體的機械穩(wěn)定性。[0013](三)有益效果
[0014]本實用新型通過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械穩(wěn)定性，無需增加腔體外導(dǎo)體自身的厚度，明顯降低了高頻腔體的復(fù)雜性、造價及加工、焊接難度。
[0015]I)通過合理利用高頻諧振腔體外部空間，設(shè)置金屬支撐板，增強了腔體外導(dǎo)體的機械強度。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而分離，避免了因分離結(jié)構(gòu)帶來的機械不穩(wěn)定性，使高頻諧振腔體的機械穩(wěn)定性得到有效提升。另外，可以通過加粗內(nèi)桿的半徑來提高機械強度降。
[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，進一步增強腔體外導(dǎo)體的機械穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[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。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步闡述。
[0023]高機械強度的高頻諧振腔體，該腔體由上、下兩個腔體組成，兩個腔體內(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)部還包括一個內(nèi)桿；內(nèi)桿的上端與D型板通過法蘭固定連接，內(nèi)桿的下端與高頻諧振腔體的底部通過法蘭固定連接；可通過加粗內(nèi)桿的半徑以進一步提高機械強度。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，進一步的增加腔體外導(dǎo)體的機械穩(wěn)定性。
[0025]實施例
[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0.05mm。腔體外導(dǎo)體外部不直接焊冷卻水管，通過金屬支撐板內(nèi)部的冷卻系統(tǒng)對腔體外導(dǎo)體進行冷卻，減少發(fā)熱引起的腔體形變。將傳統(tǒng)的半徑為30cm的上、下兩個腔體內(nèi)桿合并為一個半徑為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，同時增強內(nèi)桿的機械結(jié)構(gòu)及連接法蘭的強度。將上、下分離的D型板固定為一個整體，與內(nèi)桿固定，不隨真空室的開、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，最終使高頻腔體機械穩(wěn)定性得到有效的提升，通過實驗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.高機械強度的高頻諧振腔體，該腔體由上、下兩個腔體組成，兩個腔體內(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所述的高機械強度的高頻諧振腔體，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所述的高機械強度的高頻諧振腔體，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法蘭固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高機械強度的高頻諧振腔體，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所述的高機械強度的高頻諧振腔體，其特征在于，所述金屬支撐板內(nèi)置有冷卻水路。
【文檔編號】H05H7/18GK203675415SQ201420006574
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】紀彬, 殷治國, 宋國芳, 張?zhí)炀? 李鵬展, 趙振魯, 呂銀龍, 雷鈺, 付曉亮 申請人:中國原子能科學(xué)研究院