加速管的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种加速管。

背景技术：

在医疗器械领域，医用加速器生产的辐射种类多、能量高、强度大，并具有可控制性，在肿瘤治疗方面具有很多的优越性。然而，在各种医用加速器中，医用电子直线加速器由于体积小、重量轻、维护简便，成为现代放射治疗最主要的使用设备。其中，医用电子直线加速器的核心部件是加速管，加速管的性能很大程度上决定了整机的性能。

现有技术中，加速管根据能量大小可分为低能加速管、中能加速管和高能加速管。现在大规模应用的为低能级和中能级加速器。其中，中能加速管与低能加速管相比，电子能量要高于低能加速管，其优点在于它不仅能治疗深部肿瘤外，还可以治疗大部分表浅肿瘤，表浅治疗深度可以在2-5cm范围内。由于中能加速管的治疗范围较低能扩大，是大中型肿瘤医院需要的主要放射治疗装置。

但由于中能加速管的电子能量要高，电子需要加速的距离要大，所以中能加速管比低能加速管要长，因此对它的加工要求也越高，这就使得在焊接中能加速管时，所使用的设备具有局限性。

加速管的加工难点之一在于它的高真空性，这对加速管的焊接要求极高，需要特殊的焊接设备。

目前，加工管体时一般都采用氢炉钎焊的方式，管体的长度，决定了需要使用的氢炉的大小，而中能加速管的长度都在1300mm以上，再考虑到工装的高度以及预留的高度。因此，氢炉炉体内部高度至少在1700mm以上，而氢炉整体的高度就会达到5m以上，这种氢炉一般需要定制，加工和使用成本都会比较高。这样的巨型氢炉采购价格很高，维护成本很高，工作成本也很高，且利用率低，使得整个加速管的加工成本上升。巨型氢炉焊接时炉体内部上下温差也会存在问题，对加速管的焊接质量也会有一定的影响。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中加速管的加工要求高且成本高的缺陷，提供一种符合低成本加工要求的加速管。其中，该加速管可以为中能加速管或者高能加速管。更进一步地，中能加速管一般指的是输出电子能量在2-15mev的加速管，高能加速管一般指的是输出电子能量在4-25mev的加速管。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种加速管，其特点在于，所述加速管包括至少两段依次连接的加速管管段。

根据本发明的一个实施例，所述至少两段加速管管段的一段的长度不大于750mm。

根据本发明的一个实施例，所述至少两段加速管管段的一段的长度不大于600mm。

根据本发明的一个实施例，所述至少两段加速管管段的一段的长度不大于500mm。

根据本发明的一个实施例，所述至少两段加速管管段的一段的长度为400-500mm。

根据本发明的一个实施例，所述加速管管段的至少一端焊接有法兰，在所述两加速管管段之间还包括垫圈，所述法兰被配置成在安装两加速管管段时，当两加速管管段的管端面彼此贴靠时，所述法兰通过所述垫圈密封。

根据本发明的一个实施例，所述法兰为cf刀口法兰。

根据本发明的一个实施例，所述cf刀口法兰与所述加速管管段的材料是不同的。

根据本发明的一个实施例，所述cf刀口法兰的材料包括不锈钢，所述加速管管段的材料包括铜。

根据本发明的一个实施例，所述法兰上限定有多个与所述加速管的纵向轴线的方向平行的定位孔。

根据本发明的一个实施例，所述加速管为中能加速管或高能加速管。在医用加速器领域，按照能量划分为低能加速管、中能加速管和高能加速管。其中中能加速管通常可以提供两挡x-辐射(6-8mv)供治疗深部肿瘤，还可以提供4-5挡不同能量的电子辐射(5-15mev)供治疗表浅肿瘤使用。高能加速管可以提供更高能量的电子辐射，一般电子辐射分为5-9档，最高能量可以达到20-25mev，扩大了对表浅肿瘤的治疗深度范围(2-7cm)。

本发明还提供了一种加速管，其特点在于，所述加速管包括限定有第一束流通道的第一加速管管段、限定有第二束流通道的第二加速管管段、限定有第三束流通道的第三加速管管段；所述第一加速管管段的第一端用于连接到电子枪设备，其第二端连接到所述第二加速管管段的第一端；所述第三加速管管段的第一端连接到所述第二加速管管段的第二端，其第二端用于连接到靶组件，其中，所述第一束流通道、所述第二束流通道和第三束流通道在同一直线上。

根据本发明的一个实施例，所述第一加速管管段、第二加速管管段和所述第三加速管管段中的一段的长度不大于500mm。

根据本发明的一个实施例，所述第一加速管管段、所述第二加速管管段和所述第三加速管段中的一个的长度在400-500mm。

根据本发明的一个实施例，所述第一加速管管段与所述第二加速管管段、以及所述第二加速管管段与所述第三加速管管段是通过分别固定到所述第一加速管管段、所述第二加速管管段和所述第三加速管管段上的刀口法兰连接的。

根据本发明的一个实施例，所述刀口法兰是不锈钢材料的。

根据本发明的一个实施例，所述刀口法兰上限定有多个与所述加速管的纵向轴线方向平行的定位孔。

本发明的积极进步效果在于：

本发明加速管在保证了加速管的高真空性要求的基础上，又降低了对加工设备的要求，对氢炉的型号有更多的选择性，从而整体降低了加速管的加工成本，且保证了焊接质量。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明一种加速管由三段加速管装配而成的立体图。其中，该加速管可以为中能加速管。

图2为本发明一种加速管中相邻两段加速管的装配面连接的示意图。其中，该加速管可以为中能加速管。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图1为本发明一种加速管由三段加速管装配而成的立体图。图2为本发明一种加速管中相邻两段加速管的装配面连接的示意图。

如图1和图2所示，本发明公开了一种加速管10，其包括多段依次连接的加速管管段。该加速管10包括三段加速管管段101、103、105。虽然本发明的图示公开的加速管10包括三段连接的加速管管段，但可以理解，中能加速管可以仅包括两段加速管管段或者包括多于三段的加速管管段，这都是可行的。

在下述实施例中，所述加速管为中能加速管，然而，本领域普通技术人员可以理解，本发明的下述说明也可以适用于高能加速管。

如图1和图2所示，每个加速管管段包括在纵向上沿着直线延伸并呈圆筒状的第一本体，其内限定有多个彼此耦合的加速腔。在第一本体的表面还向外凸伸有多个基本呈半圆筒状的第二本体，在第二本体内限定有与加速腔耦合的耦合腔，在邻近加速管管段的装配表面s1处，第一本体还形成有向外凸伸的环形安装凸台，该安装凸台的垂直于加速管管段的纵向轴线的一个侧面与装配表面s1对齐，该安装凸台的外环形表面为台阶状。可以理解，该安装平台可以与第一本体是一体的，也可以是分别加工而成的。在加速管管段103的两端，安装凸台上均固定有连接用法兰20。具体地，该法兰为刀口法兰。更具体地，该刀口法兰为cf刀口法兰。法兰20通过诸如焊接的方式固定到安装凸台上。具体地，法兰20的内径被设置成足以使其法兰20嵌套到该安装凸台的外周面上。

较优地，如图1和图2所示，该法兰20的内径被设置成刚好使法兰20嵌套到该加速管管段103的安装凸台的外周面上。这样，法兰20的内环形台阶表面恰好与安装凸台的外环形台阶表面适配。进一步地，当该法兰20的圆环形内表面通过诸如焊接的方式与加速管管段103的安装凸台连接在一起后，法兰20的垂直于加速管10的纵向轴线的一个侧面s2实质上与加速管管段103的装配表面s1对齐。法兰20间隔地布置有多个(例如，布置两个)与其轴线方向平行的销孔以便于与抵靠于其上的另一法兰的销孔对准并能够被诸如销钉穿过。

优选地，法兰20上的通孔是对称布置的。法兰20间隔地布置有多个与其轴线方向平行的通孔以便于与抵靠于其上的另一法兰的通孔对准并能够被紧固件诸如螺栓40穿过。

优选地，法兰20上的通孔是对称布置的。法兰20与所述加速管管段本体可以采用不同的材料制成。通常，加速管管段本体的材料可以包括铜，例如无氧铜，法兰的材料可以包括不锈钢。

加速管管段101的第二段安装到加速管管段103的第一端，加速管管段101的第一端用于连接到电子枪设备，整体上，加速管管段101位于加速管管段103的束流上游侧。加速管管段105的第一端安装到加速管管段103的第二端，加速管管段105的第二端用于连接到靶组件等，整体上，加速管管段105位于加速管管段103的束流下游侧。因此，加速管管段101的第二端以及加速管管段105的第一端，其结构与前述加速管管段103的结构是基本相同的，加速管管段101的第一端以及加速管管段105的第二端与前面描述的连接结构略有不同。例如，对于加速管管段101而言，加速管管段101第一端的管侧面(垂直于加速管管段的纵向轴线)可以直接通过诸如焊接的方式固定法兰，该法兰用于后续电子枪设备的连接。对于加速管管段105而言，加速管管段105第二端的管侧面(垂直于加速管管段的纵向轴线)可以通过诸如焊接的方式固定法兰，该法兰用于后续靶组件的连接。此外，对于加速管管段101，其上还形成有微波输入孔。

安装时，加速管管段103的第一端连接到加速管管段101的第二端，其第二端连接到加速管管段105的第一端。连接方式是基本相同的，具体地，通过夹具将各管段支撑起来，在加速管管段103和加速管管段101的法兰之间、以及加速管管段103和加速管管段105的法兰之间布置垫圈，将管段101、105的法兰的销孔与管段103的法兰的销孔对准并允许销钉穿过进行定位。然后，以螺栓穿过每两个法兰的通孔并以螺母紧固。

较优地，每个螺栓按照基本相同的力矩拧紧。优选地，前述垫圈为铜垫圈30。最终，加速管管段连接形成一个完整的中能加速管。在前述安装操作中，每个螺栓以基本同样的力矩拧紧，可以保证加速管的直线度。

通过对上述结构的中能加速管进行测试，测试效果能够达到预定目标。

在本发明的示例性实施例中，加速管管段的长度范围为400-500mm。更具体地，在本实施例中，加速管管段101的长度约为430mm，加速管管段103的长度约为450mm，以及加速管管段105的长度约为420mm。这种示例性的加速管管段可以使用体积较小的氢炉进行钎焊，例如，可以通过高度为3m左右的氢炉即可实现焊接。这样，保证最终成品加速管的质量的同时，降低了加工制造成本，提高氢炉焊接设备的通用性。

在本发明的示例性实施方式中，一方面，将加速管分成了三段加速管管段，另一方面，还采用了与铜材料不同的不锈钢材料的刀口法兰对加速管管段连接，再一方面，在安装时还采用了销钉定位的方式。对于采用不锈钢材料的刀口法兰，这是由于加速管整体为铜材质，若简单分为两段或者两段以上，中间采用铜材料的刀口法兰连接，则容易在两加速管管段连接处出现由于管体强度不够而导致成品加速管的直线度达不到要求的情况，影响加速管束流的性能。

由于本发明的示例性实施例中的加速管采用异种材质焊接技术，即，在不锈钢的刀口法兰的至少与铜接触的部分做了表面处理，镀镍，方便与铜焊接，在两段连接处焊接强度更好的不锈钢法兰，大大地增加连接强度，销钉定位可以保证加速管的装配精度要求。由于加速管对腔体内的真空度要求极高，故所述加速管采用cf刀口法兰的连接方式，经检验完全可以达到要求。例如，直线度可以达到0.15mm，同轴度可以达到0.08mm。

在达到以上要求的前提下，每段400-500mm长度的焊接对于氢炉的要求不算太高。本发明的示例性实施例中的加速管即保证了加速管的性能要求，例如，直线度、同轴度和真空度，又降低了对加工设备的要求，例如，对氢炉的型号有更多的选择性，从而整体降低了加速管的加工成本，且保证了焊接质量。

相比于现有技术的常规的加速管，本发明将加速管分成了多段。虽然前面是以三段加速管管段为例进行描述的，但仅将加速管分成两段也是可行的。如果将加速管分成两段，每段加速管管段的长度范围可以为500-750mm，或者可以为600-750mm。当然，将加速管分成多于三段的加速管管段也是可行的。本领域普通技术人员也应当可以理解，本发明不限于电子直线加速器的加速管，也可以应用于质子直线加速器的加速管等。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。