CN108831812B - 用于加速器的真空管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加速器的真空管，其包括管体以及间隔地设置在管体的内壁上的多个陶瓷环，在管体的管壁上形成朝向管体的内部突出的突起部，突起部设置在相邻的陶瓷环之间，用于使多个陶瓷环相对固定地设置在管体的内壁上。本发明提供的真空管可以在不增加材料的情况下，增强管壁的刚性，并且突起部的存在使管壁从平面结构变为空间结构，提高了真空管的抗变形能力。

Description

用于加速器的真空管

技术领域

本发明涉及电真空领域，具体涉及一种用于在加速器存储环中提供超高真空的真空管。

背景技术

现有技术中，为了减少束流与残余气体碰撞对束流寿命造成的损失，会使得加速器储存环中保持超高真空环境，通常采用真空管道为加速器提供满足束流寿命的真空环境，而放置于磁场中的真空管需要满足减小磁场涡流效应的条件。

因此，管壁必须采用较薄的不大于1mm的不锈钢薄壁，同时还要尽量不增减磁铁的间隙。但是采用较薄的不大于1mm的不锈钢薄壁在大气负压下不能满足物理和强度的要求。

因此，需要开发出一种结构强度稳定可靠的真空管。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明的实施例提供一种真空管，该真空管包括：管体以及间隔地设置在管体的内壁上的多个陶瓷环，在管体的管壁上形成朝向管体的内部突出的突起部，突起部设置在相邻的陶瓷环之间，用于使多个陶瓷环相对固定地设置在管体的内壁上。

进一步地，突起部通过使管体的管壁变形而形成。

进一步地，沿着管体的纵向方向在管体的内壁上间隔地设置多个突起部，其中，每个突起部均位于相邻的陶瓷环之间。

进一步地，沿着管体的周向方向设置两个或更多个突起部，两个或更多个突起部中的每一个在真空管的纵向方向上的宽度相等。

进一步地，突起部的形状为矩形、圆形、跑道形、梯形和带状中的至少一种。

进一步地，管体由厚度为0.1mm～1mm的不锈钢板制成，突起部朝向管体的内部突出的高度为0.3mm-1mm。

进一步地，管体的横截面的形状为圆形、椭圆形、矩形或跑道形。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、充分利用陶瓷抗压强度高的特性，将陶瓷环作为薄壁管的骨架支撑，在强磁场和外大气压下陶瓷内衬薄壁不锈钢真空室能满足应用过程中的物理和强度的要求。

2、结构简单、定位准确、安全可靠且费用低。

在不锈钢薄管壁上压制向内突起的定位结构只需要在管道成形模具基础上做小的调整，不需要另外加工模具，模具费用增加很少。模具能够准确保证突起部的形状和突起部的间距，从而保证安装完成后的陶瓷间距的准确和结构强度的稳定可靠。

3、向管壁内突起的突起部能够增加不锈钢薄壁管刚度，而且不用增加新材料，避免引入新气源影响系统真空度。

4、在薄钢板表面压出凹痕，将平面结构变为空间结构，提高了不锈钢板面的抗变形能力，真空管的整体刚度得到提高。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1为根据本发明的实施例的横截面形状为跑道形的真空管的局部剖切立体图；

图2为图1所示真空管的区域A的放大示意图；

图3为根据本发明的实施例的横截面形状为圆形的真空管的局部剖切立体图；

图4为图3所示真空管的区域B的放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式做详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

本发明的实施例提供了一种真空管10，真空管10可以包括管体12和设置在管体12的内壁上的陶瓷环14。

如图1和图2所示，图1为根据本发明的真空管10的局部剖切的立体图，图2为图1中部分A的放大图。在本实施例中，管体12可以由不锈钢薄板制成，其具有跑道形的横截面形状。

如图1所示，可以在真空管10的管体12的内壁上间隔地设置多个陶瓷环14，在此有利地，可以使多个陶瓷环14沿着管体12的纵向方向等间隔地设置，并且多个陶瓷环14具有相同的尺寸和结构，比如具有相同的宽度和相同的厚度，并且其形状能够紧密地贴合在管体12的内壁上。设置在由不锈钢薄板制成的管体12的内壁上的陶瓷环14能够为管体12提供足够的强度和刚度，从而防止管体12的使用过程中发生变形或破坏。

进一步地，在管体12的管壁上形成朝向管体12的内部突出的突起部16，突起部16设置在相邻的陶瓷环14之间，用于使多个陶瓷环14相对固定地设置在管体12的内壁上。突起部16可以通过使管体12的管壁变形而形成，比如可以通过在管壁上冲压形成突起部16。由此可以看出，突起部16设置成对陶瓷环14起固定作用，因此，突起部16可以与陶瓷环14彼此匹配地设置。

由于陶瓷环14需要支撑管体12的整个圆周，因此，陶瓷环14沿着管体12的内壁的整个圆周延伸，突起部16可以沿着管体12的内壁的整个圆周延伸，也可以仅仅设置在管体12的内壁的圆周的一部分上。突起部16设置成紧紧地抵靠与其相邻的陶瓷环14，由此可以阻止陶瓷环14沿着真空管10的纵向方向的运动。

在进一步较佳的实施例中，突起部16可以等间隔地排列在管体12的管壁上，相邻的突起部16之间的间隔宽度只要满足真空管10在物理和强度上的要求即可，并且每一个突起部16在真空管10的纵向方向上的宽度可以相等，这样可以更加方便地制作模具，不用考虑相邻的突起部16之间距离不等以及突起部16宽度不一致的问题。

在进一步的实施例中，在真空管10的管体12的周向方向上，可以设置一个或更多个突起部16，并且其中的每一个突起部16在真空管10的纵向方向上的宽度相等，由此可以保证陶瓷环14在整个周向方向上能够得到突起部16的支撑，从而阻止突起部16沿真空管10的纵向方向的运动。在如图1所示的实施例中，在真空管10的管体12的周向方向上设置有两个跑道形的突起部16。当然，可以在管体12的周向方向上设置更多个突起部16，也可以设置沿管体12的整个周向方向延伸的一个突起部16。可以沿着管体12的周向方向设置具有相同形状的突起部16或者具有不同形状的突起部16，只需突起部16具有相同的纵向宽度即可。

陶瓷环14沿着真空管10的纵向方向间隔地设置于管体12的内部，并且每一个突起部16均位于相邻的两个陶瓷环14之间，这样，每一个突起部16的相应的侧边与陶瓷环14的侧面接触，即陶瓷环14被卡合在相邻的突起部16之间，由此限制了陶瓷环14在真空管10的纵向方向上的运动。

在本实施例中，突起部16的形状可以是跑道形，当然在其他实施例中突起部16还可以是其他形状，例如，圆形、矩形、梯形或者带状等形状。只要其能够限制陶瓷环14在真空管10的纵向方向上的移动即可。

在本实施例中，当采用厚度为0.1mm-1mm的不锈钢板制造真空管10的管体12时，突起部16向管体12的内部突出的高度为0.3mm-1mm，比如，当采用厚度为0.1mm的不锈钢板时，突起部16的突出高度可以为0.3mm-1mm，当采用厚度为1mm的不锈钢板时，突起部16的突出高度也可以为0.3mm-1mm。当然，在其他实施例中，突起部16向管体12的内部突出的高度可以更小或更大，只要满足能够限制陶瓷环14在真空管10的纵向方向上的移动以及满足管体12所需的刚度和抗变形能力即可。

在另一实施例中，如图3和图4所示，根据本发明的真空管20的管体22可以具有圆形的横截面形状，管体22同样具有朝向其内部突出的突起部26，同样地，突起部26用来限制陶瓷环24在真空管20的纵向方向上的移动以及增强管体22的刚度和抗变形能力。当然，突起部26的形状、位置和数量等与上述实施例中的相同，此处不再赘述。同样地，根据本发明的真空管的管体的横截面形状可以为除本文所述的跑道形和圆形之外的其他形状，比如可以为椭圆形、矩形以及任何其他合适的形状。

下面以如图1所示的横截面为跑道形的真空管10为例，简单说明上述实施例中的真空管10的制造过程。

首先，可以对横截面为圆形的薄壁不锈钢管进行冲压变形，使其横截面变为跑道形，形成如图1所示真空管10的管体12。接着将陶瓷环14依次等间隔地设置在管体12中，并使其间距满足一定要求。最后使用模具在相邻的陶瓷环14之间压制形成朝向管体12的内部突出的突起部16，从而制得上述实施例中的真空管10。

在另一种方法中，还可以先在不锈钢板上用模具压制突起部16，再将陶瓷环14设置到相应的位置处，即将陶瓷环14设置在相邻的突起部16之间，然后将不锈钢板卷制成横截面为跑道形的管体12，最后可以采用焊接等方式连接接缝位置，从而制得上述实施例中的真空管10。

与现有技术相比，本发明所提供的真空管利用陶瓷抗压强度高的特性，将陶瓷环作为薄壁管体的骨架支撑，在强磁场和外部大气压下能够满足物理和强度的要求。另外，根据本发明的真空管结构简单、定位准确、安全可靠并且成本低廉。在不锈钢薄管壁上压制突起部的定位方式只需要在管道成形模具的基础上做出小的调整，不需要另外加工模具，模具费用增加很少。模具能准确地保证突起部的形状和突起部的间距，从而保证安装完成后的陶瓷环的间距的准确性和结构强度的稳定可靠性。突起部能够增加不锈钢薄壁管的刚度，而且不用增加新材料，避免引入新气源影响系统的真空度。同时，突起部的存在将管体的平面结构变为空间结构，增加了管体的不锈钢板面的抗变形能力，使得真空管的整体刚度得到提高。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于加速器的真空管，其特征在于，所述真空管包括：

管体；以及

间隔地设置在所述管体的内壁上的多个陶瓷环；所述陶瓷环的形状能够紧密地贴合在所述管体的内壁上；

在所述管体的管壁上形成朝向所述管体的内部突出的突起部，所述突起部设置在相邻的陶瓷环之间，用于使所述多个陶瓷环相对固定地设置在所述管体的内壁上。

2.如权利要求1所述的用于加速器的真空管，其特征在于，所述突起部通过使所述管体的管壁变形而形成。

3.如权利要求1所述的用于加速器的真空管，其特征在于，沿着所述管体的纵向方向在所述管体的内壁上间隔地设置多个突起部，其中，每个所述突起部均位于相邻的陶瓷环之间。

4.如权利要求3所述的用于加速器的真空管，其特征在于，沿着所述管体的周向方向设置两个或更多个突起部，所述两个或更多个突起部中的每一个在所述真空管的纵向方向上的宽度相等。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的用于加速器的真空管，其特征在于，所述突起部的形状为矩形、圆形、跑道形、梯形和带状中的至少一种。

6.如权利要求1-4中的任一项所述的用于加速器的真空管，其特征在于，所述管体由厚度为0.1mm～1mm的不锈钢板制成，所述突起部朝向所述管体的内部突出的高度为0.3mm-1mm。

7.如权利要求1-4中的任一项所述的用于加速器的真空管，其特征在于，所述管体的横截面的形状为圆形、椭圆形、矩形或跑道形。

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