用于重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于真空设备技术领域，特别涉及用于重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构。
【背景技术】
[0002]重离子回旋加速器是为重离子肿瘤治疗装置提供重离子束流的注入器，是重离子治癌装置的核心组成部分。重离子回旋加速器的核心部分是两个内杆连接半径为R的D型金属扁盒，其中内杆不仅起到连接作用，还用于对D型金属扁盒起到高频馈入的作用，将高频电场导入D型金属扁盒，在这个过程中，内杆会产生大量的热，为了保证电场导入效果和内杆的使用寿命，必须对内杆进行冷却。现有技术公开的内杆冷却结构包括连接管，在连接管中安装轴向盘旋的冷却水管，并将冷却水管焊接在连接管内壁，在连接管上下两端分别焊接上法兰和下法兰，其中，下法兰用于与D型金属扁盒连接，上法兰用于与内杆安装法兰连接，并通过内杆安装法兰上连接的螺杆与重离子回旋加速器连接，所述冷却水管伸出连接管外与连接冷却水管的接头连接，由于内杆冷却结构是由安装并焊接在连接管内壁轴向盘旋的冷却水管构成，其冷却为间接冷却，即冷却水在冷却水管内流动，先冷却冷却水管，再通过冷却水管的管壁对连接管进行冷却，由于连接管与冷却水管的管壁接触面积小，所以冷却面积小，热量导出不及时，冷却效果不好，连接管的外表面温升较高，使得重离子回旋加速器的环境温度升高，不仅浪费了有效的有用资源，影响重离子回旋加速器效率，还影响真空系统的真空度和内杆的使用寿命。
[0003]申请号为CN201110357872.X，申请人为中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司提出的发明专利申请公开了 “一种可长期在真空设备的高温环境下工作的水冷套”，该水冷套为内、外双层水冷套，具有进水通道及回水通道双层冷却空间，进水嘴及回水嘴分别与进水通道及回水通道相连通，该双层水冷套结构相对复杂，占用空间较大，且进水通道及回水通道在一端通过连通管相连通，对水流速度有所影响，且进水通道在里，回水通道在外，属于内壁冷却，用来冷却其他物件，水循环路径较长，不适合作为重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足之处，提供一种可以使重离子回旋加速器高频腔体内杆冷却效果好，热量可以及时导出的用于重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构。
[0005]本实用新型采用的技术方案包括连接管、下法兰和上法兰，在连接管内套装内管，在内管下端套装并焊接下密封环，在内管上端套装并焊接上密封环，通过下密封环和上密封环将内管与连接管焊接成一体结构，并在连接管的内壁与内管的外壁之间形成冷却水的储水腔体，在所述上法兰和上密封环上加工有进水管通孔和出水管通孔，在进水管通孔中安装并焊接进水管，在出水管通孔中安装并焊接出水管。
[0006]所述进水管穿过上密封环的进水管通孔插入储水腔体的底部，所述出水管穿过上密封环的进水管通孔固定在储水腔体的顶部。
[0007]在所述进水管的上端安装进水管接头，在所述出水管的上端安装出水管接头。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是结构简单，取消了在连接管中安装的轴向盘旋的冷却水管，通过下密封环和上密封环将内管与连接管焊接成一体结构，并在连接管的内壁与内管的外壁之间形成冷却水的储水腔体，即构成双壁单层水套，冷却水在由连接管与内管组成的双壁单层水套的储水腔体内流动，从底部进入，从上部流出，双壁单层水套中的冷却水直接对连接管进行冷却，加大了冷却面积，变间接冷却为直接冷却，热量可以及时导出，降低了连接管外表面的温升，继而降低了重离子回旋加速器的环境温度，提高了冷却效果，节约了能源，提高了重离子回旋加速器效率和内杆的使用寿命。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图，
[0010]图2上图1的A-A剖视图。
[0011]图中:
[0012]1.下法兰， 2.连接管，
[0013]3.下密封环， 4.内管，
[0014]5.上密封环， 6.出水管
[0015]7.进水管，8.上法兰，
[0016]9.内杆安装法兰，10.出水管接头，
[0017]11.进水管接头，12.螺杆，
[0018]13.储水腔体。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作详细说明。
[0020]如附图所示，本实用新型采用的技术方案包括连接管2、下法兰I和上法兰8，在连接管2内套装内管4，在内管4下端套装并焊接下密封环3，在内管4上端套装并焊接上密封环5，通过下密封环3和上密封环5将内管4与连接管2焊接成一体结构，并在所述连接管2的内壁与内管4的外壁之间形成冷却水的储水腔体13，连接管2的内壁与内管4的外壁之间形成冷却水的储水腔体13，在连接管2上端焊接上法兰8，在连接管2下端焊接下法兰I，在所述上法兰8和上密封环5上加工有用于安装进水管和出水管的进水管通孔和出水管通孔，在进水管通孔中安装并焊接进水管7，在出水管通孔中安装并焊接出水管6，所述进水管7穿过上密封环5的进水管通孔插入储水腔体13的底部，所述出水管6穿过上密封环5的进水管通孔固定在储水腔体13的顶部，进水管7的上端安装进水管接头11，出水管6的上端安装出水管接头10，在上法兰8上用螺钉连接安装法兰9，在安装法兰9上安装螺杆12。
[0021]使用时，通过下法兰I与D型金属扁盒连接，通过安装法兰9上的螺杆12与重离子回旋加速器连接，通过进水管接头11与进水管连接，通过出水管接头10与出水管连接，冷却水由进水管进入连接管2与内管4组成的双壁单层水套的储水腔体13的底层，经过换热的水从连接管2与内管4组成的双壁单层水套的储水腔体13的顶层排出出水管6，从而将热量及时导出。
【主权项】
1.用于重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构，包括连接管(2)、下法兰(I)和上法兰(8)，其特征在于，在连接管(2)内套装内管(4)，在内管(4)下端套装并焊接下密封环(3)，在内管(4)上端套装并焊接上密封环(5)，通过下密封环(3)和上密封环(5)将内管(4 )与连接管(2)焊接成一体结构，并在所述连接管(2)的内壁与内管(4 )的外壁之间形成冷却水的储水腔体(13)，在所述上法兰(8)和上密封环(5)上加工有进水管通孔和出水管通孔，在进水管通孔中安装并焊接进水管(7)，在出水管通孔中安装并焊接出水管(6 )。
2.根据权利要求1所述用于重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构，其特征在于，所述进水管(7)穿过上密封环(5)的进水管通孔插入储水腔体(13)的底部，所述出水管(6 )穿过上密封环(5)的进水管通孔固定在储水腔体(13)的顶部。
3.根据权利要求1所述用于重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构，其特征在于，在所述进水管(7)的上端安装进水管接头(11)，在所述出水管(6 )的上端安装出水管接头(10)。
【专利摘要】用于重离子回旋加速器的高频腔体内杆冷却结构，克服了现有技术在连接管中安装轴向盘旋的冷却水管，冷却面积小且为间接冷却，热量导出不及时，以及双层水冷套冷却结构复杂，占用空间较大，水循环路径较长的问题，特征是通过下密封环和上密封环将内管与连接管焊接成一体结构，并在连接管内壁与内管外壁之间形成冷却水的储水腔体，构成双壁单层水套，在所述上法兰和上密封环上加工有进水管通孔和出水管通孔，在进水管通孔中安装并焊接进水管，在出水管通孔中安装并焊接出水管，有益效果是结构简单，双壁单层水套中的冷却水直接对连接管进行冷却，加大了冷却面积，变间接冷却为直接冷却，热量可以及时导出，提高了冷却效果和内杆的使用寿命。
【IPC分类】H05H13-00, H05H7-00
【公开号】CN204392678
【申请号】CN201520055320
【发明人】董毅, 阎佐健
【申请人】沈阳慧宇真空技术有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月27日