一种交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔的制作方法

本实用新型主要涉及漂移管型直线加速器技术领域，尤其涉及一种交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔。

背景技术：

交叉指型漂移管直线加速器是为了方便进行低电平控制，将整个漂移管直线加速器放置在一个单独的交叉指型腔体内部，而漂移管加速器腔体内四极磁铁腔长度会直接影响其前后两个加速间隙之间的高频相移，并且漂移管加速器腔体表面也有冷却方面的专门需求，这就要求对漂移管直线加速器腔体内部的构造结构进行科学的设计；在对漂移管直线加速器进行制造过程中，由于需要将3台磁铁组成的四极磁铁组放置在腔体中，这使得工艺复杂，极易导致腔体与四极磁铁组的位置装配精度发生偏差，为此，探索一种交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔的新的制造工艺意义重大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种操作简单、便于调节、易于实现、效率高且质量有保证的交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案为：一种交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔，包括左外筒和右外筒，所述左外筒一端固定左端盖，所述右外筒一端固定右端盖；所述左外筒内嵌套有左冷却水套，所述左冷却水套上设有冷却水流道，所述右外筒内嵌套有右冷却水套，所述右冷却水套上设有冷却水流道，所述左外筒和所述右外筒之间安装有引出管法兰，所述引出管法兰上安装有若干根冷却水管，所述冷却水管与所述左冷却水套上的冷却水流道和所述右冷却水套上的冷却水流道输入端连通；所述左冷却水套内设有第一四极磁铁组，所述右冷却水套内设有第三四极磁铁组，所述引出管法兰下方设有第二四极磁铁组，所述左冷却水套上的冷却水流道输出端同时对准所述第一四极磁铁组和所述第二四极磁铁组，所述右冷却水套上的冷却水流道输出端同时对准所述第三四极磁铁组和所述第二四极磁铁组，内筒同时穿过所述第一四极磁铁组、所述第二四极磁铁组和所述第三四极磁铁组，所述内筒的一端固定在所述左端盖上，另外一端固定在所述右端盖上。

优选的，所述内筒上安装有左调节套和右调节套，所述左调节套位于左调节套座内，所述左调节套座位于所述第一四极磁铁组的左侧；所述右调节套位于右调节套座内，所述右调节套座位于所述第三四极磁铁组的右侧。

优选的，所述第一四极磁铁组和所述第二四极磁铁组之间、所述第二四极磁铁组和所述第三四极磁铁组之间均通过轴向定位套管进行固定。

优选的，所述左冷却水套和所述右冷却水套的内壁面沿圆周方向固定有若干块定位块，所述第一四极磁铁组和所述第三四极磁铁组的外表面加工有若干定位槽，每块所述定位块与所述定位槽间隙配合。

优选的，所述引出管法兰内还设置有调节板，所述调节板的一端固定在所述第二四极磁铁组的外壁上。

优选的，所述引出管法兰内部、所述第一四极磁铁组、所述第二四极磁铁组和所述第三四极磁铁组外部均填充有经过固化后的环氧树脂。

本实用新型还提供了一种交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔的制造方法，包括如下步骤：s1：加工冷却水管、引出管法兰、第一四极磁铁组、第二四极磁铁组和第三四极磁铁组、左冷却水套、左外筒、左端盖、内筒、左调节套、左调节套座、右调节套座、右调节套、右端盖、右外筒、右冷却水套、调节板、引出管法兰端盖、安装定位块及轴向定位套管，并留有余量；s2：将安装定位块焊接在左冷却水套及右冷却水套的内壁；s3：加热左外筒，用温差法将左冷却水套和冷却水管与左外筒进行装配，并进行焊接；精加工左冷却水套内壁；将左端盖与左外筒进行焊接；s4：加热右外筒，用温差法将右冷却水套和冷却水管与右外筒进行装配，并进行焊接；精加工右冷却水套内壁；将右端盖与右外筒进行焊接；s5：分别对步骤s3和步骤s4完成的部件进行水压测试，并依据测试结果重新进行步骤s3和步骤s4，直到步骤s3和步骤s4完成的部件符合水压测试要求；s6：在左外筒的内壁上安装左调节套座，在数控机床上精加工左调节套，使其能内装入左调节套座；在右外筒的内壁上安装右调节套座，在数控机床上精加工右调节套，使其能内装入右调节套座；s7：将内筒安装在左调节套和右调节套上；基于第一四极磁铁组上的定位槽和左冷却水套上的定位块安装第一四极磁铁组；基于第三四极磁铁组上的定位槽和右冷却水套上的定位块安装第三四极磁铁组，在第一四极磁铁组和第三四极磁铁组上装配轴向定位套管，并将第二四极磁铁组通过轴向定位套管安装在第一四极磁铁组和第三四极磁铁组之间；s8：精加工左外筒和右外筒的端面及内筒的内壁，并安装引出管法兰；将调节板固定在第二四极磁铁组上后，对第一四极磁铁组、第二四极磁铁组和第三四极磁铁组的径向位置做最后调节；s9:对步骤s8中的腔体焊缝进行真空检漏；s10：向步骤s8中的腔体内浇注环氧树脂，并安装引出管法兰端盖；s11:机械抛光步骤s8中腔体外表面至镜面，并在表面镀无氧铜；s12：抛光镀铜面。

优选的，步骤s5中，所述水压测试的合格指标为水压1.5mpa、保压20分钟无明显压降；步骤s9中，所述真空检漏的合格指标为：漏率小于5×10^-10mbar·l/s；步骤s11中，无氧铜的镀层厚度需控制在0.20-0.25mm。

优选的，所述左调节套、所述右调节套的材料为黄铜。

优选的，所述内筒在精加工后与第一四极磁铁组、第二四极磁铁组和第三四极磁铁组极面内切圆的同轴度小于φ0.025mm。

本方案的有益效果是：1.利用左冷却水套与右冷却水套上的冷却水流道，可实现对腔体内核心部件的有效冷却；2.利用温差法将左、右外筒与左、右冷却水套和冷却水管进行装配，焊接后再加工内壁，保证了内壁的尺寸精度要求，易于实现；3.利用安装定位块和定位槽可以提高装配的效率，并结合调节板的使用，使得装配过程中能够快速对第一四极磁铁组、第二四极磁铁组和第三四极磁铁的径向位置进行调节；4.用轴向定位套管来保证第一四极磁铁组、第二四极磁铁组和第三四极磁铁之间的轴向间距，方便可行；5.通过向腔体内浇注环氧树脂，保障了腔体内各个零部件之间位置的绝对可靠。

附图说明

图1为本实用新型装置的总体示意图。

图2为本实用新型装置的内部结构示意图。

图3为本实用新型装置的半剖视图。

图4为本实用新型装置的局部详图。

图中：1-1.第一四极磁铁组；1-2.第二四极磁铁组；1-3.第三四极磁铁组；2-1.冷却管；2-2.引出管法兰；2-4.左冷却水套；2-5.左外筒；2-6.左端盖；2-7.内筒；2-8.左调节套；2-9.左调节套座；2-10.右调节套座；2-11.右调节套；2-12.右端盖；2-13.右外筒；2-14.右冷却水套；2-15.调节板；2-16.引出管法兰端盖；4-1.定位块；4-2.轴向定位套管。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。

如图1所示，本实施例涉及的一种交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔，包括左外筒2-5和右外筒2-13，所述左外筒2-5一端固定左端盖2-6，所述右外筒2-13一端固定右端盖2-12，所述左外筒2-5和所述右外筒2-13之间安装有引出管法兰2-2，所述引出管法兰2-2上安装有若干根冷却水管2-1。

如图2和图3所示，所述左外筒2-5内嵌套有左冷却水套2-4，所述左冷却水套2-4上设有冷却水流道，所述右外筒2-13内嵌套有右冷却水套2-14，所述右冷却水套2-14上设有冷却水流道，所述冷却水管2-1与所述左冷却水套2-4上的冷却水流道和所述右冷却水套2-14上的冷却水流道输入端连通；所述左冷却水套2-4内设有第一四极磁铁组1-1，所述右冷却水套2-14内设有第三四极磁铁组1-3，所述引出管法兰2-2下方设有第二四极磁铁组1-2，所述左冷却水套2-4上的冷却水流道输出端同时对准所述第一四极磁铁组1-1和所述第二四极磁铁组1-2，所述右冷却水套2-14上的冷却水流道输出端同时对准所述第三四极磁铁组1-3和所述第二四极磁铁组1-2，通过冷却水管2-1内的冷却水可实现对腔体内三块四极磁铁组的有效冷却；内筒2-7同时穿过所述第一四极磁铁组1-1、所述第二四极磁铁组1-2和所述第三四极磁铁组1-3，所述内筒2-7上安装有左调节套2-8和右调节套2-11，所述左调节套2-8位于左调节套座2-9内，所述左调节套座2-9位于所述第一四极磁铁组1-1的左侧；所述右调节套2-11位于右调节套座2-10内，所述右调节套座2-10位于所述第三四极磁铁组1-3的右侧。所述内筒2-7的一端固定在所述左端盖2-6上，另外一端固定在所述右端盖2-12上；所述引出管法兰2-2内还设置有调节板2-15，所述调节板2-15的一端固定在所述第二四极磁铁组1-2的外壁上，调节板的使用使得装配过程中能够快速对第一四极磁铁组、第二四极磁铁组和第三四极磁铁的径向位置进行调节。

如图4所示，所述第一四极磁铁组1-1和所述第二四极磁铁组1-2之间、所述第二四极磁铁组1-2和所述第三四极磁铁组1-3之间均通过轴向定位套管4-2进行固定，保证第一四极磁铁组、第二四极磁铁组和第三四极磁铁之间的轴向间距满足设备的要求。所述左冷却水套2-4和所述右冷却水套2-14的内壁面沿圆周方向固定有若干块定位块4-1，相对应的，在所述第一四极磁铁组1-1和所述第三四极磁铁组1-3的外表面加工有若干定位槽，每块所述定位块4-1与所述定位槽间隙配合，利用安装定位块和定位槽的配合，可以提高第一四极磁铁组1-1和第三四极磁铁组1-3与左冷却水套2-4和右冷却水套2-14之间的装配效率。

所述引出管法兰2-2内部、所述第一四极磁铁组1-1、所述第二四极磁铁组1-2和所述第三四极磁铁组1-3外部均填充有经过固化后的环氧树脂，保障了腔体内各个零部件之间位置的绝对可靠。

本实施例提供的一种交叉指型漂移管直线加速器四极磁铁腔的制造方法，包括如下步骤：s1：加工冷却水管2-1、引出管法兰2-2、第一四极磁铁组1-1、第二四极磁铁组1-2和第三四极磁铁组1-3、左冷却水套2-4、左外筒2-5、左端盖2-6、内筒2-7、左调节套2-8、左调节套座2-9、右调节套座2-10、右调节套2-11、右端盖2-12、右外筒2-13、右冷却水套2-14、调节板2-15、引出管法兰端盖2-16、安装定位块4-1及轴向定位套管4-2，并留有余量；s2：将安装定位块4-1焊接在左冷却水套2-4及右冷却水套2-14的内壁；s3：加热左外筒2-5，用温差法将左冷却水套2-4和冷却水管2-1与左外筒2-5进行装配，并进行焊接；精加工左冷却水套2-4内壁；将左端盖2-6与左外筒2-5进行焊接；s4：加热右外筒2-13，用温差法将右冷却水套2-14和冷却水管2-1与右外筒2-13进行装配，并进行焊接；精加工右冷却水套2-14内壁；将右端盖2-12与右外筒2-13进行焊接；s5：分别对步骤s3和步骤s4完成的部件进行水压测试，并依据测试结果重新进行步骤s3和步骤s4，直到步骤s3和步骤s4完成的部件符合水压测试要求；s6：在左外筒2-5的内壁上安装左调节套座2-9，在数控机床上精加工左调节套2-8，使其能内装入左调节套座2-9；在右外筒2-13的内壁上安装右调节套座2-10，在数控机床上精加工右调节套2-11，使其能内装入右调节套座2-10；s7：将内筒2-7安装在左调节套2-8和右调节套2-11上；基于第一四极磁铁组1-1上的定位槽和左冷却水套2-4上的定位块4-1安装第一四极磁铁组1-1；基于第三四极磁铁组1-3上的定位槽和右冷却水套2-14上的定位块4-1安装第三四极磁铁组1-3，在第一四极磁铁组1-1和第三四极磁铁组1-3上装配轴向定位套管4-2，并将第二四极磁铁组1-2通过轴向定位套管4-2安装在第一四极磁铁组1-1和第三四极磁铁组1-3之间；s8：精加工左外筒2-5和右外筒2-13的端面及内筒2-7的内壁，并安装引出管法兰2-2；将调节板2-15固定在第二四极磁铁组1-2上后，对第一四极磁铁组1-1、第二四极磁铁组1-2和第三四极磁铁组1-3的径向位置做最后调节；s9:对步骤s8中的腔体焊缝进行真空检漏；s10：向步骤s8中的腔体内浇注环氧树脂，并安装引出管法兰端盖2-16；s11:机械抛光步骤s8中腔体外表面至镜面，并在表面镀无氧铜；s12：抛光镀铜面。

优选的，步骤s5中，所述水压测试的合格指标为水压1.5mpa、保压20分钟无明显压降；步骤s9中，所述真空检漏的合格指标为：漏率小于5×10^-10mbar·l/s；步骤s11中，无氧铜的镀层厚度需控制在0.20-0.25mm。优选的，所述左调节套2-8、所述右调节套2-11的材料为黄铜。优选的，所述内筒2-7在精加工后与第一四极磁铁组1-1、第二四极磁铁组1-2和第三四极磁铁组1-3极面内切圆的同轴度小于φ0.025mm。