一种直线加速器真空系统及其使用方法与流程

本发明涉及直线型加速器，具体是一种直线加速器真空系统及其使用方法。

背景技术：

1、直线型加速器的真空系统用于确保加速电子在产生、加速、引出的过程中处于真空状态，电子产生于电子枪，并且在加速管里实现加速，最后经导向后经过扫描盒射出系统。整个系统的长度大约几米长，一般由低真空泵产生低真空度，再由高真空泵产生高真空度并持续维持。电子在运动过程中击中任何物体都会析出气体，造成真空度下降。整个束流系统的轻微破损更会造成严重的真空度下降。真空度下降会导致电子枪氧化失效、系统效能下降甚至相关设备完全损坏。

2、目前大多数加速器都会在结构比较简单的扫描盒位置安装串联的高、低真空泵组来产生和维持真空系统。由于真空泵可以维持的空间效果是随距离真空泵的距离逐渐减弱的，所以这种系统为了确保远离扫描盒的电子枪可以获得更好的真空效果而采用较大功率的设备，同时，采用高真空泵和低真空泵的串联结构虽然可以直接产生高真空且可以维持，但是在维持阶段不能关闭低真空系统，否则真空效果将无法保持，这导致真空系统耗能很高，且效能很低。

3、另，由于整个束流系统长度很长，且相关器件很多，如果某处发生真空泄露，则需要检查整个系统，由于极其微小的泄露都会导致系统故障，排查难度极高。同样也是长度原因，整个束流系统也难以运输安装。

4、此外，为了测量束流系统的真空度，现有直线型加速器会在设备上开孔安装真空计，增加了系统真空泄露的风险。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种直线加速器真空系统及其使用方法。

2、为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种直线加速器真空系统，包括电子枪、加速管、扫描盒，所述电子枪安装于加速管的上端，所述电子枪与加速管的衔接处设置有第一高真空离子泵，所述加速管的下端连接一五通管道，所述五通管道的下端口通过真空插板阀连接扫描盒，所述五通管道的其余三端口分别连接两第二高真空离子泵与一第一真空角阀；

4、所述扫描盒上设置有两第三高真空离子泵，所述第三高真空离子泵的进气端与扫描盒相连通，所述扫描盒上还连接有一第二真空角阀。

5、进一步的，所述第一高真空离子泵的进气端通过管道与加速管上端相连通。

6、优选的，其中一第三高真空离子泵的进气端通过三通管与扫描盒相连通，所述三通管的另一端口连接第二真空角阀。

7、进一步的，所述五通管道的上端通过法兰连接加速管，所述五通管道的下端连接真空插板阀，所述真空插板阀的下端通过法兰连接扫描盒，两第二高真空离子泵分别连接五通管道的前后两端口，所述五通管道的剩余一端口连接第一真空角阀。

8、进一步的，所述第三高真空离子泵安装于扫描盒的两侧。

9、进一步的，各高真空离子泵的供电回路中均安装电流表。

10、本发明采用了新型的真空系统构成方案，在多点安装真空泵，可以更均匀的产生并维持真空，并可以在多点检测真空效果。在加速管与扫描盒衔接处安装真空插板阀，可以隔离两个分系统的真空，便于分别检测和运输。同时，在多点安装真空角阀，可以外接高效能真空系统，产生真空，提升系统抽真空的效率。

11、本发明还提供了一种上述直线加速器真空系统的使用方法，包括：

12、1)关闭真空插板阀，将电子枪和加速管组装形成真空腔体，在第一真空角阀上连接串联的高、低真空机组并开启第一真空角阀，启动串联的高、低真空机组抽至所需的真空度，接着启动第二高真空离子泵与第一高真空离子泵以维持真空；

13、在第二真空角阀上连接串联的高、低真空机组并开启第二真空角阀，启动串联的高、低真空机组抽至所需的真空度，接着启动第三高真空离子泵以维持真空；

14、2)关闭第一真空角阀与第二真空角阀并拆除外接的串联的高、低真空泵组，接着打开真空插板阀使电子枪、加速管、扫描盒连通；

15、3)通过监测各高真空离子泵连接的电流表的电流变化来判断此处的真空状态。

16、进一步的，步骤3)中通过监测各高真空离子泵连接的电流表的电流变化来判断此处的真空状态；具体为：

17、当某处高真空离子泵连接的电流表显示的电流变大时，则此处出现了气体使真空度下降。

18、采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：

19、1)本发明采用多点安装高真空离子泵，真空效果均匀，无需采用串联真空泵维持真空，机械结构简单、节能。

20、2)本发明中真空插板阀的设置可以分隔真空空间，降低维护和运输难度。

21、3)本发明中采用多点安装高真空离子泵所串联的电流表可以代替真空计的检漏效果，避免了开孔安装真空计带来的系统真空泄露的风险。

22、4)本发明中多处安装真空角阀，可分别接入串联的高、低真空泵组，分段建立真空，并可在真空建立后将串联真空泵移除，提升了系统抽真空的效率。

技术特征：

1.一种直线加速器真空系统，包括电子枪(1)、加速管(2)、扫描盒(3)，所述电子枪(1)安装于加速管(2)的上端，其特征在于，所述电子枪(1)与加速管(2)的衔接处设置有第一高真空离子泵(4)，所述加速管(2)的下端连接一五通管道(10)，所述五通管道(10)的下端口通过真空插板阀(7)连接扫描盒(3)，所述五通管道(10)的其余三端口分别连接两第二高真空离子泵(5)与一第一真空角阀(6)；

2.根据权利要求1所述的一种直线加速器真空系统，其特征在于，所述第一高真空离子泵(4)的进气端通过管道与加速管(2)上端相连通。

3.根据权利要求1所述的一种直线加速器真空系统，其特征在于，其中一第三高真空离子泵(8)的进气端通过三通管与扫描盒(3)相连通，所述三通管的另一端口连接第二真空角阀(9)。

4.根据权利要求1所述的一种直线加速器真空系统，其特征在于，所述五通管道(10)的上端通过法兰连接加速管(2)，所述五通管道(10)的下端连接真空插板阀(7)，所述真空插板阀(7)的下端通过法兰连接扫描盒(3)，两第二高真空离子泵(5)分别连接五通管道(10)的前后两端口，所述五通管道(10)的剩余一端口连接第一真空角阀(6)。

5.根据权利要求1所述的一种直线加速器真空系统，其特征在于，所述第三高真空离子泵(8)安装于扫描盒(3)的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种直线加速器真空系统，其特征在于，各高真空离子泵的供电回路中均安装电流表。

7.一种如权利要求6所述的直线加速器真空系统的使用方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的直线加速器真空系统的使用方法，其特征在于，步骤3)中通过监测各高真空离子泵连接的电流表的电流变化来判断此处的真空状态；具体为：

技术总结
本发明涉及直线型加速器技术领域，具体是一种直线加速器真空系统及其使用方法；该系统的电子枪与加速管的衔接处设置有第一高真空离子泵，加速管的下端连接一五通管道，五通管道的下端口通过真空插板阀连接扫描盒，五通管道的其余三端口分别连接两第二高真空离子泵与第一真空角阀；扫描盒上设置有两第三高真空离子泵，第三高真空离子泵的进气端与扫描盒相连通，扫描盒上还连接有第二真空角阀；本发明采用了新型的真空系统构成方案，可以更均匀的产生并维持真空，并可以在多点检测真空效果。通过真空插板阀的设置可以隔离两个分系统的真空，便于分别检测和运输；同时，通过多点安装真空角阀，可以外接高效能真空系统，提升系统抽真空的效率。

技术研发人员：史浩,郭立云,韩志伟,党星,张正庭
受保护的技术使用者：同威信达技术（江苏）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15