CN109078941A - 一种超导回旋加速器真空室清洗设备与清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超导回旋加速器真空室清洗设备，包括超导回旋加速器真空室，超导回旋加速器真空室上接通有四组真空系统分子泵，真空系统分子泵上设置有真空系统插板阀，真空系统插板阀与机械泵及电源密封连接，超导回旋加速器真空室的底部连接有两个接口法兰，一个接口法兰通过大气支管与大气接通，另一个接口法兰连接有加热器支路与高纯氮气瓶支路，所述加热器支路包括通过尼龙管依次串联的第二精密油水分离器、加热器、第一精密油水分离器与空气压缩机。本发明通过大量干燥恒温空气对超导回旋加速器真空室内部不饱和空气及内壁吸附残余气体进行冲洗，然后再用高纯氮气将空气置换出超导回旋加速器真空室外，大大缩短加速器真空系统抽气时间。

Description

一种超导回旋加速器真空室清洗设备与清洗方法
技术领域
本发明属于放射性医疗器械清洗技术领域，具体的，涉及一种超导回旋加速器真空室清洗设备与清洗方法。
背景技术
超导回旋加速器真空室一般都由主磁铁和超导线圈外杜瓦密封而成，其在加速器装配过程中会在内壁表面残留无水乙醇、丙酮等清洗剂残留物，以及操作人员的手脂、粉尘等异物，另外还有橡胶圈表面涂抹的真空脂等，这些水基类、脂类、粉尘等残留物极易吸附在真空室内壁上，分子泵对水分子的抽速仅为同口径低温泵抽速的几分之一，大大增长了真空系统的抽气时间；另一方面超导回旋加速器射频腔馈入高功率时，水基类、油类、脂类等会在微波的作用下电离形成倍增性解析出大量的高分子碳氢化合物和氧化物，在高功率运行时出现高频击穿打火、辉光放电等类似现象。
在加速器真空室抽真空前，需要大量干燥恒温空气对加速器内部不饱和空气及内壁吸附残余气体进行冲洗，同时也可以对加速器内部进行低温加热，然后再向真空室换满注入吸附热小的高纯氮气，将所有空气置换出真空室外，这样可以大大缩短加速器真空系统抽气时间，提升超导回旋加速器真空室的整体真空度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超导回旋加速器真空室清洗设备与清洗方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种超导回旋加速器真空室清洗设备，包括超导回旋加速器真空室，超导回旋加速器真空室上接通有四组真空系统分子泵，真空系统分子泵上设置有真空系统插板阀，真空系统插板阀与机械泵及电源密封连接，所述超导回旋加速器真空室的底部连接有两个接口法兰，一个接口法兰通过大气支管与大气接通，大气支管上设置有阀门与温度传感器，另一个接口法兰连接有加热器支路与高纯氮气瓶支路，所述高纯氮气瓶支路为高纯氮气瓶，所述加热器支路包括通过尼龙管依次串联的第二精密油水分离器、加热器、第一精密油水分离器与空气压缩机，接口法兰与加热器支路靠近第二精密油水分离器的一端连接。
作为本发明的进一步方案，所述尼龙管与各部件之间的连接处采用卡套管或VCR管作为管接头进行真空密封。
作为本发明的进一步方案，所述第二精密油水分离器与加热器之间的尼龙管道上设置有阀门、温度传感器与压力表，所述第一精密油水分离器与空气压缩机之间的尼龙管道上设置有阀门与压力表。
作为本发明的进一步方案，利用该真空室清理设备进行清洗的方法包括如下步骤：
在超导加速器真空室检漏完成后，关闭机械泵及电源，停止分子泵水冷系统，并关闭四组真空系统插板阀；
将空气压缩机、第一精密油水分离器、加热器以及第二精密油水分离器依次串联后通过超导回旋加速器真空室底部的一个接口法兰与超导回旋加速器真空室连接，超导回旋加速器真空室底部的另一个接口法兰保持敞开与大气接通；
启动加热器和空气压缩机电源，通过阀门将空气压缩机的出口气压控制在5bar,加热器的出口空气温度控制在37-38℃，加热器的出口气压控制在1.1atm；
向超导回旋加速器真空室中持续注入干燥恒温空气，直至大气支管的出口处的气流温度与超导回旋加速器真空室的干燥空气进口一端的温度保持一致；
关闭加热器和空气压缩机的电源，关闭加热器支路与超导回旋加速器真空室的连接，快速将超导回旋加速器真空室与高纯氮气瓶支路连接，保持高纯氮气瓶的出口气压为1.1atm，并向超导回旋加速器真空室内缓慢注入高纯干燥氮气，将超导回旋加速器真空室内的大气全部置换出去；
快速关闭超导回旋加速器真空室底部两处连接法兰，开启分子泵插板阀及水冷回路，启动机械泵及电源进行粗抽至超导回旋加速器真空室内气压值至3.5Pa时，启动四组真空系统分子泵的电源进行真空抽气。
作为本发明的进一步方案，所述空气压缩机进出口无油污，工作压力不高于7bar。
作为本发明的进一步方案，所述第一精密油水分离器与所述第二紧密油水分离器对碳氢化合物过滤效率均不高于0.01ppm，工作压力均不高于7bar。
作为本发明的进一步方案，所述加热器采用不锈钢电加热管，热效率大于0.9，温升速率可达10℃/s。
作为本发明的进一步方案，所述空气压缩机可采用高纯氮气瓶代替。
本发明的有益效果:本发明所述的一种超导回旋加速器真空室清洗方法，通过大量干燥恒温空气对超导回旋加速器真空室内部不饱和空气及内壁吸附残余气体进行冲洗，同时还对加速器内部进行加热，然后再向超导回旋加速器真空室内置换高纯氮气，将空气置换出超导回旋加速器真空室外，大大缩短加速器真空系统抽气时间，提升整体真空度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中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。
一种超导回旋加速器真空室清洗设备，如图1所示，包括超导回旋加速器真空室3，超导回旋加速器真空室3上密封接通有四组真空系统分子泵1，真空系统分子泵1上均设置有真空系统插板阀2，真空系统插板阀2与机械泵及电源4密封连接，且通过真空检漏要求，所述超导回旋加速器真空室3的底部连接有两个接口法兰，一个接口法兰通过大气支管9与大气接通，大气支管9上设置有阀门与温度传感器，另一个接口法兰连接有加热器支路与高纯氮气瓶支路，所述高纯氮气瓶支路为高纯氮气瓶，所述加热器支路包括通过尼龙管依次串联的第二精密油水分离器8、加热器5、第一精密油水分离器6与空气压缩机7，尼龙管与各部件之间的连接处采用卡套管或VCR管作为管接头进行真空密封，接口法兰与加热器支路靠近第二精密油水分离器8的一端连接；
所述第二精密油水分离器8与加热器5之间的尼龙管道上设置有阀门、温度传感器与压力表，所述第一精密油水分离器6与空气压缩机7之间的尼龙管道上设置有阀门与压力表。
利用该真空室清理设备对超导回旋加速器真空室3进行清洗的方法包括如下步骤：
在超导加速器真空室检漏完成后，关闭机械泵及电源4，停止分子泵水冷系统，并关闭四组真空系统插板阀2；
将空气压缩机7、第一精密油水分离器6、加热器5以及第二精密油水分离器8依次串联后通过超导回旋加速器真空室3底部的一个接口法兰与超导回旋加速器真空室3连接，超导回旋加速器真空室3底部的另一个接口法兰保持敞开与大气接通；
启动加热器5和空气压缩机7电源，通过阀门将空气压缩机7的出口气压控制在5bar,而加热器5的出口空气温度控制在37-38℃，加热器5的出口气压控制在1.1atm，以便获得干燥恒温的空气；
向超导回旋加速器真空室3中持续注入干燥恒温空气，直至大气支管9的出口处的气流温度与超导回旋加速器真空室3的干燥空气进口一端的温度保持一致，通过注入大量的恒温干燥空气进行置换，还能够初步对加速器主机及内部部件加热处理，提升内壁的出气效率；
关闭加热器5和空气压缩机7的电源，关闭加热器支路与超导回旋加速器真空室3的连接，快速将超导回旋加速器真空室3与高纯氮气瓶支路连接，保持高纯氮气瓶的出口气压为1.1atm并向超导回旋加速器真空室3内缓慢注入高纯干燥氮气，将超导回旋加速器真空室3内的大气全部置换出去；
快速关闭超导回旋加速器真空室3底部两处连接法兰，开启分子泵插板阀2及水冷回路，启动机械泵及电源4进行粗抽至超导回旋加速器真空室3内气压值至3.5Pa时，启动四组真空系统分子泵1的电源进行真空抽气，大大缩短真空抽气时间，提升初始加速器主机真空度。
作为本发明的进一步方案，所述空气压缩机7进出口无油污，工作压力不高于7bar。
作为本发明的进一步方案，所述第一精密油水分离器6与所述第二紧密油水分离器8对碳氢化合物过滤效率均不高于0.01ppm，工作压力均不高于7bar。
作为本发明的进一步方案，所述加热器5采用不锈钢电加热管，热效率大于0.9；温升速率可达10℃/s。
作为本发明的进一步方案，所述空气压缩机7可采用高纯氮气瓶代替。
本发明所述的一种超导回旋加速器真空室清洗方法，通过大量干燥恒温空气对超导回旋加速器真空室内部不饱和空气及内壁吸附残余气体进行冲洗，同时还对加速器内部进行加热，然后再向超导回旋加速器真空室内置换高纯氮气，将空气置换出超导回旋加速器真空室外，大大缩短加速器真空系统抽气时间，提升整体真空度。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，包括超导回旋加速器真空室(3)，超导回旋加速器真空室(3)上接通有四组真空系统分子泵(1)，真空系统分子泵(1)上设置有真空系统插板阀(2)，真空系统插板阀(2)与机械泵及电源(4)密封连接，所述超导回旋加速器真空室(3)的底部连接有两个接口法兰，一个接口法兰通过大气支管(9)与大气接通，大气支管(9)上设置有阀门与温度传感器，另一个接口法兰连接有加热器支路或高纯氮气瓶支路，所述高纯氮气瓶支路包括高纯氮气瓶，所述加热器支路包括通过尼龙管依次串联的第二精密油水分离器(8)、加热器(5)、第一精密油水分离器(6)与空气压缩机(7)，接口法兰与加热器支路靠近第二精密油水分离器(8)的一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，所述尼龙管与各部件之间的连接处采用卡套管或VCR管作为管接头进行真空密封。
3.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，所述第二精密油水分离器(8)与加热器(5)之间的尼龙管道上设置有阀门、温度传感器与压力表，所述第一精密油水分离器(6)与空气压缩机(7)之间的尼龙管道上设置有阀门与压力表。
4.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，利用该真空室清理设备进行清洗的方法包括如下步骤：
在超导加速器真空室检漏完成后，关闭机械泵及电源(4)，停止分子泵水冷系统，并关闭四组真空系统插板阀(2)；
将空气压缩机(7)、第一精密油水分离器(6)、加热器(5)以及第二精密油水分离器(8)依次串联后通过超导回旋加速器真空室(3)底部的一个接口法兰与超导回旋加速器真空室(3)连接，超导回旋加速器真空室(3)底部的另一个接口法兰保持敞开与大气接通；
启动加热器(5)和空气压缩机(7)电源，通过阀门将空气压缩机(7)的出口气压控制在5bar,加热器(5)的出口空气温度控制在37-38℃，加热器(5)的出口气压控制在1.1atm；
向超导回旋加速器真空室(3)中持续注入干燥恒温空气，直至大气支管(9)的出口处的气流温度与超导回旋加速器真空室(3)的干燥空气进口一端的温度保持一致；
关闭加热器(5)和空气压缩机(7)的电源，关闭加热器支路与超导回旋加速器真空室(3)的连接，快速将超导回旋加速器真空室(3)与高纯氮气瓶支路连接，保持高纯氮气瓶的出口气压为1.1atm，并向超导回旋加速器真空室(3)内缓慢注入高纯干燥氮气，将超导回旋加速器真空室(3)内的大气全部置换出去；
快速关闭超导回旋加速器真空室(3)底部两处连接法兰，开启分子泵插板阀(2)及水冷回路，启动机械泵及电源(4)进行粗抽至超导回旋加速器真空室(3)内气压值至3.5Pa时，启动四组真空系统分子泵(1)的电源进行真空抽气。
5.根据权利要求4所述的一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，所述空气压缩机(7)进出口无油污，工作压力不高于7bar。
6.根据权利要求4所述的一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，所述第一精密油水分离器(6)与所述第二紧密油水分离器(8)对碳氢化合物过滤效率均不高于0.01ppm，工作压力均不高于7bar。
7.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，所述加热器(5)采用不锈钢电加热管，热效率大于0.9，温升速率可达10℃/s。
8.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室清洗设备，其特征在于，所述空气压缩机(7)可采用高纯氮气瓶代替。
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