一種具有支撐杆的漂移管的製作方法
2023-09-20 05:15:25 1
一種具有支撐杆的漂移管的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種線性加速器的零部件。為解決現有漂移管與支撐杆結構及其製備工藝中存在的加工難度大等問題，本實用新型提供了一種具有支撐杆的漂移管，所述漂移管的立體結構如下：首先，在球體或類球體基礎上，以一對平行平面對稱截去球體或類球體兩個大小相等的部分，然後加工出束流孔道，並在剩餘結構上製備出冷卻水流道；所述支撐杆內部帶有與漂移管冷卻水流道相連通的冷卻水流道。本實用新型的漂移管採用了以球體或類球體為基礎的外形，因此較為方便的實現了漂移管和支撐杆的一體化加工。同時，本實用新型的焊接操作簡單，避免了複雜焊接過程中存在的困難，提高了漂移管表面光潔度，有利於提高加速腔的加速梯度。
【專利說明】一種具有支撐杆的漂移管
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種線性加速器的零部件，特別涉及一種具有支撐杆的漂移管。
【背景技術】
[0002]駐波諧振腔型直線加速器是一種常用的經典加速器，按照粒子加速種類劃分，主要包括電子加速器、質子加速器和重離子加速器。駐波加速結構的種類極多，包括邊耦合加速器、軸耦合加速器、漂移管直線加速器、四分之一波長加速器、半波長加速器、射頻四極加速器等等。
[0003]對於其中的四分之一波長加速器(QWR)、半波長加速器(HWR)、漂移管直線加速器(DTL)、交叉指漂移管直線加速器(IH-DTL)、交叉杆漂移管直線加速器(CH-DTL)和輪輻式加速器(spoke)來說，它們的共同點之一是加速器諧振腔內都有一個漂移管，漂移管需要通過支撐杆連接到諧振腔壁上以將其固定。
[0004]根據不同的應用場合，漂移管與支撐杆的整體結構存在兩種方案。
[0005]第一種方案是當漂移管較短或支撐杆較粗時，可以直接在支撐杆上打孔，實現漂移管的功能，QWR和HWR —般採用此種方案。
[0006]第二種方案是當漂移管較長或支撐杆較細時，需要先製作出帶有冷卻水流道的漂移管和支撐杆兩種部件，然後將其焊接在一起，該方案中漂移管為圓管狀，具體結構參見圖1。這種方案較第一種方案應用更為廣泛，可用於DTL、IH-DTL、CH-DTL和spoke中。
[0007]對於第二種方案而言，由於實際應用環境對漂移管與支撐杆的結構精度要求較高，漂移管在焊接過程中容易變形，因此焊接難度很大，成品率低。同時，由於焊後需要將焊接表面拋光以獲得較好的加速梯度，而漂移管與支撐杆的焊接表面為複雜曲面，故而加工難度極大。
[0008]另外，現有漂移管的圓管狀外形也造成了漂移管與支撐杆的一體化加工難於實現，即便勉強採用數控車床進行一體化加工，其表面光潔度也難以保證，加工的複雜度和費用均很大。
[0009]儘管第二種方案的加工難度很大，但為了提高諧振腔的射頻性能，在很多場合必須應用此種方案。因而基於現實需求，對現有漂移管與支撐杆結構及其製備工藝的改進成為亟待解決的問題。
實用新型內容
[0010]為解決現有漂移管與支撐杆結構及其製備工藝中存在的加工難度大等問題，本實用新型提供了一種具有支撐杆的漂移管及其製備方法。
[0011]該具有支撐杆的漂移管由連接在一起的支撐杆和漂移管構成；
[0012]所述漂移管的立體結構如下:首先，在球體或類球體基礎上，以一對平行平面對稱截去球體或類球體兩個大小相等的部分，其中，當採用類球體時，所述平行平面垂直於類球體的赤道半徑；然後，去掉以兩截面的中心連線為軸的一個圓柱體，形成束流孔道，並在剩餘結構上製備出冷卻水流道；
[0013]所述支撐杆為旋轉體，其軸與漂移管兩截面的中心連線垂直相交，支撐杆內部帶有與漂移管冷卻水流道相連通的冷卻水流道。
[0014]所述支撐杆可以為一根或兩根。
[0015]本實用新型的具有支撐杆的漂移管的製備方法包括以下步驟:
[0016]一、用車床將坯料車削出連接有球體或類球體的支撐杆；
[0017]二、在所述球體或類球體上加工出兩截面；
[0018]三、通過加工去掉以兩截面的中心連線為軸的一個圓柱體，形成束流孔道，得到漂移管；
[0019]四、在漂移管上加工冷卻水流道，然後將加工時必要的開口部分以焊接的方式密封，並對焊接處進行拋光；
[0020]五、在支撐杆內部加工與漂移管冷卻水流道相連通的冷卻水流道。
[0021 ] 所述車床優選為數控車床。
[0022]所述加工均優選為機械加工。
[0023]所述漂移管冷卻水流道的主體部分為圓柱環形空腔。
[0024]本實用新型的漂移管不同於現有漂移管的圓管狀外形，其採用了以球體或類球體為基礎的外形，由於類球體的形狀相當於壓扁或拉長的球體，其與球體同為標準的旋轉體，因此較為方便的實現了漂移管和支撐杆的一體化加工。同時，本實用新型的整個加工過程僅在漂移管冷卻水流道密封時採用一次簡單的焊接操作，避免了現有複雜焊接過程中存在的困難，漂移管表面光潔度也得到了明顯提高，有利於提高加速腔的加速梯度。另外，漂移管上兩截面具有降低漂移管最大表面電場的作用。
[0025]本實用新型的具有支撐杆的漂移管適用於包括DTL、IH-DTL、CH_DTL和spoke在內的等多種加速結構中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1現有漂移管與支撐杆結構示意圖。
[0027]圖2本實用新型的具有支撐杆的漂移管結構示意圖(漂移管以球體為基礎)。
[0028]圖3本實用新型的具有支撐杆的漂移管結構示意圖(漂移管以類球體為基礎)。
[0029]圖4本實用新型的具有支撐杆的漂移管縱剖圖(水平方向)。
[0030]圖5本實用新型的具有支撐杆的漂移管縱剖圖(豎直方向)。
[0031]附圖標記:1.漂移管，2.截面，3.束流孔道，4.支撐杆，5.冷卻水流道，6.焊縫。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。
[0033]實施例1
[0034]一種具有支撐杆的漂移管，其加工方法如下:
[0035]一、用車床將坯料車削出連接有球體的支撐杆4 ；
[0036]二、在所述球體上加工出兩截面2 ；
[0037]三、通過加工去掉以兩截面2的中心連線為軸的一個圓柱體，形成束流孔道3，得到漂移管I;
[0038]四、在漂移管I上加工冷卻水流道，然後將加工時必要的開口部分以焊接的方式密封，並對焊接處進行拋光；
[0039]五、在支撐杆4內部加工與漂移管冷卻水流道相連通的冷卻水流道。
[0040]實施例2
[0041]一種具有支撐杆的漂移管，其加工方法如下:
[0042]一、用車床將坯料車削出連接有類球體的支撐杆4 ；
[0043]二、在所述類球體上加工出兩截面2 ；
[0044]三、通過加工去掉以兩截面2的中心連線為軸的一個圓柱體，形成束流孔道3，得到漂移管I ;
[0045]四、在漂移管I上加工冷卻水流道，然後將加工時必要的開口部分以焊接的方式密封，並對焊接處進行拋光；
[0046]五、在支撐杆4內部加工與漂移管冷卻水流道相連通的冷卻水流道。
[0047]將採用實施例1和實施例2的加工方法製備的具有支撐杆的漂移管應用於加速器。在加速器工作時，通過在冷卻水流道內通入冷卻水，十分方便的帶走了射頻場在漂移管和支撐杆表面的損耗所產生的熱量。由於其結構僅需要一處焊接，且焊縫為環形，因此避免了複雜曲面的焊接困難，改善了焊後拋光的效果。拋光後漂移管表面光潔度良好，可以保證較好的加速梯度。
【權利要求】
1.一種具有支撐杆的漂移管，該具有支撐杆的漂移管由連接在一起的支撐杆和漂移管構成，其特徵在於所述漂移管的立體結構如下: 首先，在球體或類球體基礎上，以一對平行平面對稱截去球體或類球體兩個大小相等的部分，其中，當採用類球體時，所述平行平面垂直於類球體的赤道半徑；然後，去掉以兩截面的中心連線為軸的一個圓柱體，形成束流孔道，並在剩餘結構上製備出冷卻水流道；所述支撐杆為旋轉體，其軸與漂移管兩截面的中心連線垂直相交，支撐杆內部帶有與漂移管冷卻水流道相連通的冷卻水流道。
2.如權利要求1所述的具有支撐杆的漂移管，其特徵在於:所述支撐杆為一根或兩根。
【文檔編號】H05H7/22GK204046914SQ201420411998
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】李金海, 韓廣文, 張立鋒, 曾自強 申請人:中國原子能科學研究院