CN107087340B - 一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构，包括真空腔体；所述真空腔体四侧外壁上对称安装有水平及竖直方向的基座；每侧的基座上安装有电缸及传动机构；所述真空腔体四侧内壁上设有与之对应的鄂块及位置固定板；所述传动机构包括无油衬套、运动连杆、波纹管以及电缸连接块；所述电缸连接块两端分别与所述运动连杆及所述电缸通过螺纹连接；所述位置固定板固定在运动连杆上，所述鄂块与所述位置固定板相互连接固定。本发明利用电缸驱动鄂块完成指定的直线位移，在结构上具有空间紧凑、传动效率高的特点，在功能上能够高精度调节质子束流能散度，获得理想的布拉格峰，满足后端束流品质要求。

Description

一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构
技术领域
本发明属于超导质子回旋加速器装置工程技术领域，涉及一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构，具体为一种能够高精度控制束流能散度的调节机构。
背景技术
超导加速器是用具有超导性的加速腔或主磁体对粒子进行加速的加速器，主要包括有超导直线加速器、超导回旋加速器以及超导同步加速器。由于超导回旋加速器具有体积小、平均流强大、束流连续、可加速多种粒子的特点，其被广泛应用在物理研究、航空航天、生物医学等领域。例如，质子束能够模拟外太空的辐射环境，可作为航天单粒子效应和仪器抗辐射检测的有效方法，重离子束的离子半径具有可选择性，可用来制造核膜孔。超导质子回旋加速器装置主要由加速器和一系列的束流传输部件组成，由于其引出的束流能量是固定的，质子束在束流传输过程中通过二极磁铁偏转后，能散度大的质子在径向偏离束流中心轨道的幅度也大，为了可以安全高效的调节束流能散，获得理想的布拉格峰，需要设计一种能够高精度控制束流能散的调节机构，以满足后端束流品质需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构，以获得理想的布拉格峰及满足后端束流品质要求。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构，包括真空腔体；所述真空腔体四侧外壁上对称安装有水平及竖直方向的基座；每侧的基座上安装有电缸及传动机构；所述真空腔体四侧内壁上设有与之对应的鄂块及位置固定板；所述传动机构包括无油衬套、运动连杆、波纹管以及电缸连接块；所述电缸连接块两端分别与所述运动连杆及所述电缸通过螺纹连接；所述位置固定板固定在运动连杆上，所述鄂块与所述位置固定板相互连接固定。
所述真空腔体两端部安装有前盖和后盖；所述真空腔体下部安装在支撑装置上，该支撑装置包括上支撑方管和下支撑方管，上、下支撑方管通过螺杆连接。
所述无油衬套固定在真空腔体内壁上；所述波纹管两端通过法兰分别与真空腔外壁及电缸连接块固定；所述运动连杆设在波纹管与无油衬套内。
所述鄂块与位置固定板之间通过鄂块表面的非金属材料镀膜进行绝缘；所述位置固定板安装在导杆上，导杆固定在真空腔体内壁上。
所述电缸驱动所述运动连杆，从而带动所述鄂块做直线运动。
该束流能散调节机构的调节步骤为：
电缸与控制器相连，控制器从数据库读取位置数据，将位置命令发送至电缸；电缸做出相应动作并驱动运动连杆，从而带动鄂块直线运动；置于水平和竖直方向的鄂块均通过电缸独立驱动，电缸自带编码器记录鄂块直线位移并反馈到控制器中，从而控制质子束流的能散。
本发明的有益效果：本发明利用电缸驱动鄂块完成指定的直线位移，在结构上具有空间紧凑、传动效率高的特点，在功能上能够高精度调节质子束流能散度，获得理想的布拉格峰，满足后端束流品质要求。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体结构立体示意图；
图2为本发明整体结构中真空腔体内部正面示意图；
图3为本发明整体结构中传动装置分解示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。
如图1、2所示，一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构，包括真空腔体1、安装在真空腔体两端部的前盖2和后盖3、以及安装在真空腔体下部的支撑装置；
真空腔体1四侧外壁上对称安装有水平及竖直方向的基座4，每侧的基座4上安装有电缸5及传动机构；真空腔体1四侧内壁上设有与之对应的鄂块6及位置固定板7；
如图1所示，支撑装置包括上支撑方管8和下支撑方管9，上、下支撑方管通过螺杆连接，可实时调节高度；
如图3所示，传动机构包括无油衬套10、运动连杆11、波纹管12以及电缸连接块13；所述的电缸连接块13起连轴作用，其两端分别与所述的运动连杆11及电缸5通过螺纹连接，所述的无油衬套10固定在真空腔体内壁上，辅助运动连杆11起导向作用，所述的波纹管12两端通过法兰分别与真空腔外壁及电缸连接块13固定，保证了工作环境的真空度要求；所述运动连杆11设在波纹管12与无油衬套10内。
如图2、3所示，位置固定板7通过螺钉固定在运动连杆11上，所述的鄂块6与位置固定板7之间通过鄂块6表面的非金属材料镀膜进行绝缘，位置固定板7呈U型，鄂块6与位置固定板7通过螺钉相互连接固定；所述的位置固定板7安装在导杆14上，导杆14固定在真空腔体内壁上，防止直线运动时鄂块6出现转动影响调节精度。
本发明的具体工作原理是：电缸5与控制器相连，控制器从数据库读取位置数据，将位置命令发送至电缸5；电缸5做出相应动作并驱动运动连杆11，从而带动鄂块6直线运动；本发明中的两组鄂块分别置于水平和竖直方向，分别调节质子束两个方向的能散，每个鄂块均通过电缸独立驱动，电缸自带的编码器可记录鄂块直线位移并反馈到控制系统中，从而精确控制质子束流的能散，获得理想的布拉格峰。
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。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种用于超导质子回旋加速器的束流能散调节机构，其特征在于，包括真空腔体(1)；
所述真空腔体(1)四侧外壁上对称安装有水平及竖直方向的基座(4)；每侧的基座(4)上安装有电缸(5)及传动机构；
所述真空腔体(1)四侧内壁上设有与之对应的鄂块(6)及位置固定板(7)；
所述传动机构包括无油衬套(10)、运动连杆(11)、波纹管(12)以及电缸连接块(13)；所述电缸连接块(13)两端分别与所述运动连杆(11)及所述电缸(5)通过螺纹连接；
所述位置固定板(7)固定在运动连杆(11)上，所述鄂块(6)与所述位置固定板(7)相互连接固定。
2.根据权利要求1所述的束流能散调节机构，其特征在于，所述真空腔体两端部安装有前盖(2)和后盖(3)；所述真空腔体下部安装在支撑装置上，该支撑装置包括上支撑方管(8)和下支撑方管(9)，上、下支撑方管通过螺杆连接。
3.根据权利要求1所述的束流能散调节机构，其特征在于，所述无油衬套(10)固定在真空腔体内壁上；所述波纹管(12)两端通过法兰分别与真空腔外壁及电缸连接块(13)固定；所述运动连杆(11)设在波纹管(12)与无油衬套(10)内。
4.根据权利要求1所述的束流能散调节机构，其特征在于，所述鄂块(6)与位置固定板(7)之间通过鄂块表面的非金属材料镀膜进行绝缘；所述位置固定板(7)安装在导杆(14)上，导杆(14)固定在真空腔体内壁上。
5.根据权利要求1所述的束流能散调节机构，其特征在于，所述电缸(5)驱动所述运动连杆(11)，从而带动所述鄂块(6)做直线运动。
6.根据权利要求1所述的束流能散调节机构，其特征在于，该束流能散调节机构的调节步骤为：
电缸(5)与控制器相连，控制器从数据库读取位置数据，将位置命令发送至电缸(5)；
电缸(5)做出相应动作并驱动运动连杆(11)，从而带动鄂块(6)直线运动；
置于水平和竖直方向的鄂块(6)均通过电缸(5)独立驱动，电缸(5)自带编码器记录鄂块(6)直线位移并反馈到控制器中，从而控制质子束流的能散。
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