一種滾動式電接觸高頻調諧環結構的製作方法
2023-12-02 00:32:21 1
本發明屬於高能量加速器技術領域，具體涉及一種滾動式電接觸高頻調諧環結構。
背景技術：
回旋加速器越來越廣泛地被應用於診斷、同位素生產和質子治療等醫學領域，伴隨著交叉學科的發展，回旋加速器在核醫學、天體物理、材料科學、能源領域、生物學以及工業加工領域發揮著越來越重要的作用。回旋加速器是一門多專業的綜合性交叉學科，其中高頻系統是回旋加速器的一個重要系統，而微波諧振腔是高頻系統一個重要的子系統。
常用的諧振腔由腔體，導電板及終端短路或者開路的傳輸線構成，此種諧振腔通常稱為同軸線型諧振腔。對於此種諧振腔，其諧振頻率表達式為：
其中L是電感，C是電容。當尺寸一定時，諧振腔有無窮多個諧振頻率，每個諧振頻率對應一個諧振模式。對應同軸線型諧振腔，要麼通過改變電感L來調諧獲得所對應的諧振模式，要麼通過改變電容C來調諧頻率。相對不同類型和結構的加速器其選擇方式不同，對於通過改變電感L來來調諧諧振腔頻率的方式，通常用一個調諧環在同軸傳輸線終端短路，同時通過調諧環在同軸線上、下移動來調諧頻率獲得所對應的諧振模式。
目前，加速器上所用的調諧環結構通常由電接觸簧片嵌入到不鏽鋼基底環上，在頻率調諧過程中，整個簧片與同軸線內、外導體線接觸，且在上、下不斷運動進行頻率調諧容易由於滑動摩擦而整個簧片表面容易磨損，導致簧片與內、外導體接觸不良，在高功率條件下，容易產生打火使高頻源功率耦合效率低，反射大，最終無法通過頻率調諧產生諧振模式，只有重新更換新的簧片才能回復正常調諧功能。這種調諧環使得加速器運行效率低，維護成本高。
技術實現要素：
為解決現有加速器諧振腔內調諧環存在的易接觸不良、易打火以及運行效率低的問題，本發明提供了一種滾動式電接觸高頻調諧環結構。
一種滾動式電接觸高頻調諧環結構，包括基環、彈片組件、環套滾動組件以及固定組件；所述基環內環面的中部內凹有一圈內環槽，其外環面的中部凹陷有一圈外環槽；
所述彈片組件包括內環彈片、外環彈片，所述內環彈片的一側邊緣分布有內彈片，內彈片均斜向向外設置，內環彈片配合設在基環軸向的一側，其內彈片斜向位於內環漕內；外環彈片的一側邊緣分布有外彈片，外彈片均斜向向內設置，外環彈片配合設在基環軸向的另一側，其外彈片斜向位於外環槽內；
所述環套滾動組件包括內環套、外環套，內環套的環面一側上分布有內滾球，內環套配合設在基環的內圈處，內環套的內滾球位於內環槽內、並與所述的內彈片接觸；外環套的環面一側分布有外滾球，外環套配合設在基環的外圈處，外環套的外滾球位於外環槽內、並與所述的外彈片接觸；
所述固定組件包括內固定環、外固定環，內固定環和外固定環均為階梯環，內固定環配合設在內環套外側的基環側面上，實現內環套的軸向定位；外固定環配合設在外環套外側的基環側面上，實現外環套的軸向定位。
所述基環的內環槽一側壁上軸向凸起一縱截面為三角狀的內環限位塊，內環限位塊與內環彈片的內彈片形成倒「V」字狀，且內環限位塊上分布有內滾球卡槽，實現內滾球的限位；
所述基環的外環槽一側壁上橫向凸起一縱截面為三角狀的外環限位塊，外環限位塊與外環彈片的外彈片形成「V」字狀，且外環限位塊上分布有外滾球卡槽，實現外滾球的限位。
所述的內滾球和外滾球的球面上均覆蓋有一層潤滑層。
所述潤滑層的材料為二硫化鉬。
所述內環彈片和外環彈片均由兩個對稱半圓環彈片拼接形成，
所述的內環彈片和外環彈片的材料為銅。
所述基環、內環套和外環套均由導電性好的材料製成。
本發明的有益技術效果：
(1)本發明提供了一種滾動式電接觸高頻調諧環結構，相比較原有的簧片接觸式環結構，可以在不同粗糙度表面和調諧速度的條件下，始終能夠保持良好的電接觸，極大降低了調諧環打火事故和磨損程度，極大提高了射頻波能量耦合效率和調諧環的使用壽命和效率。
(2)本發明通過高導電率滾動小球代替原有的簧片接觸，由原來的滑動接觸變為滾動接觸。此類型的調諧環具有它具有適應電接觸環境強、磨損小，使用壽命長，易於裝配的特點，能夠滿足高頻、高功率條件下，來回多次往復移動頻率調諧的高要求。
(3)本發明的電接觸主要通過內、外環套和內、外固定環把多個高導電率的滾動小球嵌入限制在基環內、外側表面，然後通過內、外環彈片彈力來調節滾動小球與同軸傳輸線內、外導體充分電接觸，使調諧環在運動過程中始終保持與同軸內、外導體形成良好的電接觸，最終形成終端短路。
附圖說明
圖1為本發明的正視圖。
圖2為圖1中A-A處的剖視圖。
圖3為圖2中B處的放大圖。
圖中序號：基環1、內環槽11、外環槽12、外環限位塊13、內環限位塊14、內環彈片2、內固定環3、內環套4、內滾球5、外固定環6、外環套7、外滾球8、外環彈片9。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
參見圖1、圖2，一種滾動式電接觸高頻調諧環結構，包括基環1、彈片組件、環套滾動組件以及固定組件；參見圖3，所述基環1內環面的中部內凹有一圈內環槽11，其外環面的中部凹陷有一圈外環槽12；
所述彈片組件包括內環彈片2、外環彈片9，所述內環彈片2的一側邊緣分布有內彈片，內彈片均斜向向外設置，內環彈片2配合設在基環1軸向的一側，其內彈片斜向位於內環漕內；外環彈片9的一側邊緣分布有外彈片，外彈片均斜向向內設置，外環彈片9配合設在基環1軸向的另一側，其外彈片斜向位於外環槽12內；
所述環套滾動組件包括內環套4、外環套7，內環套4的環面一側上分布有內滾球5，內環套4配合設在基環1的內圈處，內環套4的內滾球5位於內環槽11內、並與所述的內彈片接觸；外環套7的環面一側分布有外滾球8，外環套7配合設在基環1的外圈處，外環套7的外滾球8位於外環槽12內、並與所述的外彈片接觸；
所述固定組件包括內固定環3、外固定環6，內固定環3和外固定環6均為階梯環，內固定環3配合設在內環套4外側的基環1側面上，實現內環套4的軸向定位；外固定環6配合設在外環套7外側的基環1側面上，實現外環套7的軸向定位。
所述基環1的內環槽11一側壁上軸向凸起一縱截面為三角狀的內環限位塊14，內環限位塊14與內環彈片2的內彈片形成倒「V」字狀，且內環限位塊14上分布有內滾球5卡槽，實現內滾球5的限位；
所述基環1的外環槽12一側壁上橫向凸起一縱截面為三角狀的外環限位塊13，外環限位塊13與外環彈片9的外彈片形成「V」字狀，且外環限位塊13上分布有外滾球8卡槽，實現外滾球8的限位。
優選的，所述的內滾球5和外滾球8的球面上均覆蓋有一層材料為二硫化鉬的潤滑層，所述內環彈片2和外環彈片9均由兩個對稱半圓環彈片拼接形成，所述的內環彈片2和外環彈片9的材料為銅，所述基環1、內環套4和外環套7均由導電性好的材料製成。
以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。