一种滚动式电接触高频调谐环结构的制作方法

本发明属于高能量加速器技术领域，具体涉及一种滚动式电接触高频调谐环结构。

背景技术：

回旋加速器越来越广泛地被应用于诊断、同位素生产和质子治疗等医学领域，伴随着交叉学科的发展，回旋加速器在核医学、天体物理、材料科学、能源领域、生物学以及工业加工领域发挥着越来越重要的作用。回旋加速器是一门多专业的综合性交叉学科，其中高频系统是回旋加速器的一个重要系统，而微波谐振腔是高频系统一个重要的子系统。

常用的谐振腔由腔体，导电板及终端短路或者开路的传输线构成，此种谐振腔通常称为同轴线型谐振腔。对于此种谐振腔，其谐振频率表达式为：

其中L是电感，C是电容。当尺寸一定时，谐振腔有无穷多个谐振频率，每个谐振频率对应一个谐振模式。对应同轴线型谐振腔，要么通过改变电感L来调谐获得所对应的谐振模式，要么通过改变电容C来调谐频率。相对不同类型和结构的加速器其选择方式不同，对于通过改变电感L来来调谐谐振腔频率的方式，通常用一个调谐环在同轴传输线终端短路，同时通过调谐环在同轴线上、下移动来调谐频率获得所对应的谐振模式。

目前，加速器上所用的调谐环结构通常由电接触簧片嵌入到不锈钢基底环上，在频率调谐过程中，整个簧片与同轴线内、外导体线接触，且在上、下不断运动进行频率调谐容易由于滑动摩擦而整个簧片表面容易磨损，导致簧片与内、外导体接触不良，在高功率条件下，容易产生打火使高频源功率耦合效率低，反射大，最终无法通过频率调谐产生谐振模式，只有重新更换新的簧片才能回复正常调谐功能。这种调谐环使得加速器运行效率低，维护成本高。

技术实现要素：

为解决现有加速器谐振腔内调谐环存在的易接触不良、易打火以及运行效率低的问题，本发明提供了一种滚动式电接触高频调谐环结构。

一种滚动式电接触高频调谐环结构，包括基环、弹片组件、环套滚动组件以及固定组件；所述基环内环面的中部内凹有一圈内环槽，其外环面的中部凹陷有一圈外环槽；

所述弹片组件包括内环弹片、外环弹片，所述内环弹片的一侧边缘分布有内弹片，内弹片均斜向向外设置，内环弹片配合设在基环轴向的一侧，其内弹片斜向位于内环漕内；外环弹片的一侧边缘分布有外弹片，外弹片均斜向向内设置，外环弹片配合设在基环轴向的另一侧，其外弹片斜向位于外环槽内；

所述环套滚动组件包括内环套、外环套，内环套的环面一侧上分布有内滚球，内环套配合设在基环的内圈处，内环套的内滚球位于内环槽内、并与所述的内弹片接触；外环套的环面一侧分布有外滚球，外环套配合设在基环的外圈处，外环套的外滚球位于外环槽内、并与所述的外弹片接触；

所述固定组件包括内固定环、外固定环，内固定环和外固定环均为阶梯环，内固定环配合设在内环套外侧的基环侧面上，实现内环套的轴向定位；外固定环配合设在外环套外侧的基环侧面上，实现外环套的轴向定位。

所述基环的内环槽一侧壁上轴向凸起一纵截面为三角状的内环限位块，内环限位块与内环弹片的内弹片形成倒“V”字状，且内环限位块上分布有内滚球卡槽，实现内滚球的限位；

所述基环的外环槽一侧壁上横向凸起一纵截面为三角状的外环限位块，外环限位块与外环弹片的外弹片形成“V”字状，且外环限位块上分布有外滚球卡槽，实现外滚球的限位。

所述的内滚球和外滚球的球面上均覆盖有一层润滑层。

所述润滑层的材料为二硫化钼。

所述内环弹片和外环弹片均由两个对称半圆环弹片拼接形成，

所述的内环弹片和外环弹片的材料为铜。

所述基环、内环套和外环套均由导电性好的材料制成。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明提供了一种滚动式电接触高频调谐环结构，相比较原有的簧片接触式环结构，可以在不同粗糙度表面和调谐速度的条件下，始终能够保持良好的电接触，极大降低了调谐环打火事故和磨损程度，极大提高了射频波能量耦合效率和调谐环的使用寿命和效率。

(2)本发明通过高导电率滚动小球代替原有的簧片接触，由原来的滑动接触变为滚动接触。此类型的调谐环具有它具有适应电接触环境强、磨损小，使用寿命长，易于装配的特点，能够满足高频、高功率条件下，来回多次往复移动频率调谐的高要求。

(3)本发明的电接触主要通过内、外环套和内、外固定环把多个高导电率的滚动小球嵌入限制在基环内、外侧表面，然后通过内、外环弹片弹力来调节滚动小球与同轴传输线内、外导体充分电接触，使调谐环在运动过程中始终保持与同轴内、外导体形成良好的电接触，最终形成终端短路。

附图说明

图1为本发明的正视图。

图2为图1中A-A处的剖视图。

图3为图2中B处的放大图。

图中序号：基环1、内环槽11、外环槽12、外环限位块13、内环限位块14、内环弹片2、内固定环3、内环套4、内滚球5、外固定环6、外环套7、外滚球8、外环弹片9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2，一种滚动式电接触高频调谐环结构，包括基环1、弹片组件、环套滚动组件以及固定组件；参见图3，所述基环1内环面的中部内凹有一圈内环槽11，其外环面的中部凹陷有一圈外环槽12；

所述弹片组件包括内环弹片2、外环弹片9，所述内环弹片2的一侧边缘分布有内弹片，内弹片均斜向向外设置，内环弹片2配合设在基环1轴向的一侧，其内弹片斜向位于内环漕内；外环弹片9的一侧边缘分布有外弹片，外弹片均斜向向内设置，外环弹片9配合设在基环1轴向的另一侧，其外弹片斜向位于外环槽12内；

所述环套滚动组件包括内环套4、外环套7，内环套4的环面一侧上分布有内滚球5，内环套4配合设在基环1的内圈处，内环套4的内滚球5位于内环槽11内、并与所述的内弹片接触；外环套7的环面一侧分布有外滚球8，外环套7配合设在基环1的外圈处，外环套7的外滚球8位于外环槽12内、并与所述的外弹片接触；

所述固定组件包括内固定环3、外固定环6，内固定环3和外固定环6均为阶梯环，内固定环3配合设在内环套4外侧的基环1侧面上，实现内环套4的轴向定位；外固定环6配合设在外环套7外侧的基环1侧面上，实现外环套7的轴向定位。

所述基环1的内环槽11一侧壁上轴向凸起一纵截面为三角状的内环限位块14，内环限位块14与内环弹片2的内弹片形成倒“V”字状，且内环限位块14上分布有内滚球5卡槽，实现内滚球5的限位；

所述基环1的外环槽12一侧壁上横向凸起一纵截面为三角状的外环限位块13，外环限位块13与外环弹片9的外弹片形成“V”字状，且外环限位块13上分布有外滚球8卡槽，实现外滚球8的限位。

优选的，所述的内滚球5和外滚球8的球面上均覆盖有一层材料为二硫化钼的润滑层，所述内环弹片2和外环弹片9均由两个对称半圆环弹片拼接形成，所述的内环弹片2和外环弹片9的材料为铜，所述基环1、内环套4和外环套7均由导电性好的材料制成。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。