用於超高真空加速管工藝段的檢測設備的製作方法

2023-06-01 20:08:26

專利名稱：用於超高真空加速管工藝段的檢測設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於電子加速器的超高真空金屬陶瓷焊接加速管工藝段的處理
與檢測。
二背景技術：
高壓加速管是高壓加速器的核心部件，它使帶電粒子(電子或離子)在高壓靜電
場的作用下加速並會聚成束。傳統的高壓加速管是由若干玻璃環和金屬電極一一交替疊
加，通過膠接或燒結組合而成，具有較高的尺寸精度、結構強度和氣密性。 超高真空金屬陶瓷焊接加速管是一種更先進的加速管，它採用氧化鋁陶瓷環和鈦
電極片，在真空爐內通過釺焊法或壓力擴散法焊接而成，完全排除了有機物的介入，其機械
強度、氣密性和耐高壓的性能均大大超過上述傳統的高壓加速管。這種加速管最初產量不
多，主要用於少數端電壓高於5MV的靜電加速器(15MV以上的靜電加速器幾乎全部採用這
種加速管)。但隨著生產工藝改進，成本降低，再加上規模化生產優勢，這種金屬陶瓷焊接加
速管目前已轉而批量地應用於5MV及以下的大功率工業電子輻照加速器。(注5MV曾經是
高壓加速器一個技術難關，歷史上高壓加速器從4MV跨進到5MV曾經花了 10年時間。5MV
及以上的高壓加速器主要採用過兩種類型的加速管，即小孔經的超高真空金屬陶瓷焊接加
速管和大口徑的斜場加速管，但後者因其加速電場為斜場，只能加速離子，不能加速電子)。 加速器運行時，加速管外部要經受O. 6 1. 5MPa的氣壓，內部要保持10—5 10—6Pa
的高真空。此外加速管還處在很高的縱向電場梯度中，它不但必須有充分的絕緣強度，靜態
地支撐起加速器的額定工作電壓，而且當加速器發生擊穿時還必須經得起動態的過電壓衝
擊(這種擊穿有時會很多，且是加速器工作過程中所不可避免的，例如加速器初次調試及
停機後重新啟動時的高壓鍛鍊)。這種嚴酷的工作條件，對加速管的設計、材料、工藝(如焊
接及其後處理)，以及對半成品和成品的試驗和檢測，提出了很高的要求。 超高真空金屬陶瓷焊接加速管的焊接是以工藝段的形式進行的，整根加速管成品
則由若干個相同的工藝段加上內電極、光闌及其他零部件按一定物理要求組裝而成的。不
同端電壓的加速管，按其電壓高低所需工藝段數量也不同。對於工業用電子加速器，一般只
需生產一二種相同規格的工藝段就可以滿足全系列中各種不同型號產品的需要。由於工藝
段是加速管的主體，生產工藝要求高，過程繁複，所佔用的人力、設備和時間也最多。
三
發明內容本實用新型為了克服以上不足，提供了一種能夠規模化生產方式，以利於提高生
產效率，降低成本，保證質量的用於超高真空加速管工藝段的檢測設備。 本實用新型是通過如下技術方案實現的 —種用於超高真空加速管工藝段的檢測方法的檢測設備，包括真空系統、小型密 封壓力鋼筒、高壓連線切換操作箱、控制臺，真空系統、高壓連線切換操作箱、控制臺分別設 置在小型密封壓力鋼筒的外部，小型密封壓力鋼筒內部分別設置待測工藝段、高壓連線切換機構、限流電阻、小型高壓電源，真空系統與絕緣抽氣底座一端連接，待測工藝段其中一
端與絕緣抽氣底座的一端連接，待測工藝段的另一端與高壓連線切換機構的其中一側連
接，高壓連線切換機構的另一側與限流電阻的其中一端連接，限流電阻的另一端與小型高
壓電源連接；控制臺與小型高壓電源連接；操作箱與高壓連線切換機構連接。 比較好的是，本實用新型的高壓連線切換機構與待測工藝段之間通過若干條相互
絕緣的引線連接，一一與待測工藝段各個電極片對應相連。 比較好的是，本實用新型的引線之間各各相互絕緣100KV。 對於本實用新型，在檢測時，對被測工藝段的全部間隙逐一進行電壓鍛鍊和檢測
逐步升高小型高壓電源的電壓至被測間隙出現打火或漏電後，開始進行高壓鍛鍊，直至電 壓升至額定工作電壓的2.5倍，並達到規定的漏電和打火頻率限值，則該間隙高壓鍛鍊完
成，質量達標，只有當所有間隙全部達標，被測工藝段才判定為合格。 本實用新型採用上述技術方案，與現有技術相比具有如下優點 1、本實用新型在額定的高氣壓和高真空的條件下，進行工藝段的高壓老練與高壓
檢測。這是三高試驗的重點，需一個一個間隙地進行。操作步驟如下逐步升高電壓至被測
間隙出現打火或漏電後，便開始對間隙進行電壓鍛鍊，直至達到額定平均工作電壓的 2. 5
倍。高壓鍛鍊達標的標準是，在規定時間以內達到規定的漏電和打火限值。要求被測工藝
段的所有間隙全部達標。對被測試的工藝段給出"合格"、"返修"或"報廢"意見，只允許合
格品進入加速管生產的下一環節。在加速管組裝之前即對每個間隙逐一進行高壓老練和測
試，使產品有十分可靠的質量保證。以這種方法生產的加速管，初次調試鍛鍊時間都比較
短，一般可以輕鬆地達到額定指標。能夠規模化生產方式，以利於提高生產效率。 2、本實用新型的小型密封壓力鋼筒的提升和閉合是由電機操控的，另備一臺8升
機械泵專門用於灌氣前對鋼筒抽空；小型高壓電源是標準產品，適合於在高氣壓下工作，並
允許氣壓在一 0. 1 1. 5MPa範圍內快速循環；真空抽氣系統安置在壓力鋼筒的底板下，採
用分子泵，可以使被測工藝段較快達到10—spa真空度；以上各部分的工作均在控制臺上進
行操控。降低成本，保證質量。 3、本實用新型的高壓連線切換機構，能給出n+l根相互絕緣的引線，從上至下均 勻排列，相互間絕緣100kV，它們一一與被測工藝段各個電極片對應相連。在鋼筒外面轉動 操作箱，可以使高壓電源的輸出端，與處於地電位的電流測量端同步地在工藝段各絕緣間 隙之間進行切換。這樣，只需開啟一次鋼筒充一次氣，便能完成一個工藝段全部間隙的測試 和老化。高壓連線切換裝置的高度由n決定(n為被測工藝段的絕緣環個數)。不同規格的 工藝段的n可能不同，只需按其中較大的n設計即可。能夠規模化生產方式，以利於提高生 產效率，降低了成本。
四以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
五具體實施方式如圖1所示，一種用於超高真空加速管工藝段的檢測方法的檢測設備，其特徵在於包括真空系統1、小型密封壓力鋼筒3、高壓連線切換操作箱8、控制臺9，真空系統1、高 壓連線切換操作箱8、控制臺9分別設置在小型密封壓力鋼筒3的外部，小型密封壓力鋼筒 3內部分別設置待測工藝段4、高壓連線切換機構5、限流電阻6、小型高壓電源7，真空系統 1與絕緣抽氣底座2 —端連接，待測工藝段4其中一端與絕緣抽氣底座2的一端連接，待測 工藝段4的另一端與高壓連線切換機構5的其中一側連接，高壓連線切換機構5的另一側 與限流電阻6的其中一端連接，限流電阻6的另一端與小型高壓電源7連接；控制臺9與小 型高壓電源7連接；操作箱8與高壓連線切換機構5連接。 優選的是，本實用新型的高壓連線切換機構5與待測工藝段4之間通過若干條相 互絕緣的引線連接， 一一與待測工藝段各個電極片對應相連。 優選的是，本實用新型的引線之間各各相互絕緣100KV。 用於超高真空加速管工藝段的檢測方法，對被測工藝段4的全部間隙逐一進行電 壓鍛鍊和檢測逐步升高小型高壓電源7的電壓至被測間隙出現打火或漏電後，開始進行 高壓鍛鍊，直至電壓升至額定工作電壓的2. 5倍，並達到規定的漏電和打火頻率限值，則該 間隙高壓鍛鍊完成，質量達標，只有當所有間隙全部達標，被測工藝段4才判定為合格。
權利要求一種用於超高真空加速管工藝段的檢測設備，其特徵在於包括真空系統(1)、小型密封壓力鋼筒(3)、高壓連線切換操作箱(8)、控制臺(9)，真空系統(1)、高壓連線切換操作箱(8)、控制臺(9)分別設置在小型密封壓力鋼筒(3)的外部，小型密封壓力鋼筒(3)內部分別設置待測工藝段(4)、高壓連線切換機構(5)、限流電阻(6)、小型高壓電源(7)，真空系統(1)與絕緣抽氣底座(2)一端連接，待測工藝段(4)其中一端與絕緣抽氣底座(2)的一端連接，待測工藝段(4)的另一端與高壓連線切換機構(5)的其中一側連接，高壓連線切換機構(5)的另一側與限流電阻(6)的其中一端連接，限流電阻(6)的另一端與小型高壓電源(7)連接；控制臺(9)與小型高壓電源(7)連接；操作箱(8)與高壓連線切換機構(5)連接。
2. 根據權利要求1所述用於超高真空加速管工藝段的檢測設置，其特徵在於高壓連線 切換機構(5)與待測工藝段(4)之間通過若干條相互絕緣的引線連接，一一與待測工藝段 各個電極片對應相連。
3. 根據權利要求2所述用於超高真空加速管工藝段的檢測設置，其特徵在於上述引線 之間各各相互絕緣100KV。
專利摘要用於超高真空加速管工藝段的檢測方法及其檢測設備，涉及用於電子加速器的超高真空金屬陶瓷焊接加速管工藝段的處理與檢測。本實用新型對被測工藝段的全部間隙逐一進行電壓鍛鍊和檢測逐步升高小型高壓電源的電壓至被測間隙出現打火或漏電後，開始進行高壓鍛鍊，直至電壓升至額定工作電壓的2.5倍，並達到規定的漏電和打火頻率限值，則該間隙高壓鍛鍊完成，質量達標，只有當所有間隙全部達標，被測工藝段才判定為合格。本實用新型提供了一種能夠規模化生產方式，以利於提高生產效率，降低成本，保證質量的用於超高真空加速管工藝段的檢測方法及其檢測設備。
文檔編號G01N27/92GK201503417SQ20092023533
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者斯厚智, 朱煥錚, 陸潔平 申請人:江蘇達勝加速器製造有限公司