CN110618445B - 一种基于直线导轨的bnct法拉第筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒，该法拉第筒沿轴向从前到后顺序包括：法拉第筒头部组焊件、法拉第筒支撑组件、波纹管组焊件、真空腔组件、密封法兰组件、气缸支撑组件；特点是在气缸支撑组件和法拉第筒头部组焊件之间沿波纹管组焊件上下两侧还布设有相互平行且间隔一定距离的导轨组件和支撑体组件，该导轨组件和支撑体组件各自在相对一侧的一端通过波纹管组焊件连接法拉第筒头部组焊件、各自在相对一侧的另一端连接气缸支撑组件；所述气缸支撑组件作用于所述导轨组件上且作直线运动、通过导轨组件带动真空腔组件进而带动法拉第筒头部组焊件向着目标位置移动。本发明将连接杆改进为滑轨，使得气缸运动顺畅，不再发生速度减缓的问题。

Description

一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒

技术领域

本发明属于回旋加速器技术领域，具体涉及一种用于测量离子源束流强度的BNCT法拉第筒。

背景技术

回旋加速器是利用磁场和电场共同使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置，是高能物理中的重要仪器，其中超导回旋加速器是目前医用质子治疗加速器的核心设备。医用质子治疗加速器能够实现用微观世界中的质子、重离子射线治疗肿瘤，是当今世界最尖端的放射治疗技术，仅有个别发达国家掌握并应用该技术。

法拉第筒是加速器装置中常用的一种拦截式束流诊断设备，其作用除了对束流进行阻挡拦截外，还用来测量束流的流强大小。当束流(带电粒子的集合)轰击在电极上，被电极拦截收集，束流所带电荷流经电阻形成回路，从而测得束流的流强。

法拉第筒对运动的流畅性有严格的要求。现有技术法拉第筒存在以下问题：如图9所示，法拉第筒的运动需要依靠气缸完成，现有法拉第筒利用气缸的活塞杆推动气缸托板、气缸托板再与气缸托板连接杆连接、气缸托板连接杆直接作用于法拉第筒支撑组件、通过法拉第筒支撑组件带动法拉第筒头部组焊件移动。从CYCIAE-100实际现场运行经验看，气缸托板连接杆的运动困难且不能保证走直线，减缓速度的同时又很容易使气缸托板连接杆变形。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒，目的在于解决现有法拉第筒气缸托板连接杆的运动困难且不能保证走直线，减缓速度的同时又很容易使气缸托板连接杆变形的问题。

一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒，该法拉第筒沿轴向从前到后顺序包括：法拉第筒头部组焊件、法拉第筒支撑组件、波纹管组焊件、辅助真空腔组件、密封法兰组件、气缸支撑组件；所述法拉第筒头部组焊件用于对束流进行阻挡拦截和测量束流的流强大小；所述法拉第筒支撑组件用于连接法拉第筒头部组焊件和气缸支撑组件；所述波纹管组焊件用于气缸运动过程进行减压控制；所述辅助真空腔组件用于保证法拉第筒的真空度；所述密封法兰组件用于真空密封和水冷密封；

其特点是：

在气缸支撑组件和法拉第筒头部组焊件之间沿着波纹管组焊件上下两侧还布设有相互平行且间隔一定距离的导轨组件和右支撑体组件，该导轨组件和右支撑体组件各自在相对一侧的一端通过波纹管组焊件连接法拉第筒头部组焊件、各自在相对一侧的另一端连接气缸支撑组件；所述气缸支撑组件作用于所述导轨组件上且作直线运动、通过导轨组件带动辅助真空腔组件进而带动波纹管组焊件和法拉第筒头部组焊件向着目标位置移动。

所述气缸支撑组件由气缸、气缸拖板、丝杆支架左、中、右三部分组成，该气缸支撑组件通过螺钉连接其一侧的导轨组件、通过螺钉连接其前端的辅助真空腔组件，气缸作为动力源由丝杆支架上的2个滑块带动沿直线导轨方向运行。

该法拉第筒头部组焊件包括法拉第筒测试头和水冷管，该水冷管从法拉第筒测试头引出穿过法拉第筒支撑组件一直延续到密封法兰组件；该法拉第筒头部组焊件还设有包围在法拉第筒筒体外围的用于绝缘的法拉第筒外包组件。

所述法拉第筒头部支撑组件包括头部连接法兰、支撑套筒，该支撑套筒通过头部连接法兰与法拉第筒头部组焊件相连接、通过支撑套筒的外径与波纹管组焊件的波纹管内径相连接；通过密封圈与辅助真空腔电接头密封法兰相连接。

所述辅助真空腔组件用于安装电接头和连接气缸支撑组件的丝杆支架，所述电接头用于连接所述法拉第筒测试头；所述辅助真空腔组件包括辅助真空腔电接头、辅助真空腔绝缘板、辅助真空腔上板、辅助真空腔下板、辅助真空室、辅助真空腔前板、辅助真空腔后板；该辅助真空室为一体式加工；该辅助真空腔组件轴向将辅助真空室前板和辅助真空室后板打通用于穿过水冷管，该辅助真空腔组件靠近波纹管的一端分别用螺钉和所述支撑套筒和所述波纹管密封法兰连接。

所述的密封法兰组件从辅助真空腔组件开始轴向顺序布设有真空密封法兰1、真空密封法兰2、水冷密封法兰1、水冷密封法兰2；所述水冷管为水冷管1、水冷管2，它们并排穿过两个真空密封法兰后分别止于水冷密封法兰1、水冷密封法兰2，所述水冷密封法兰1的外壳上布设有对应水冷管1的水堵头，所述水冷密封法兰2的外壳上布设有对应水冷管2的水堵头；所述真空密封法兰1封辅助真空室真空，所述真空密封法兰2封水冷管真空。

所述波纹管组焊件轴向顺序布设有基座兰、波纹管及波纹管连接法兰；波纹管分别与两端的基座法兰、波纹管连接法兰焊接，波纹管的压缩率达到70%，压缩极限状态下的波纹管长度为119.34mm，满足改进法拉第筒所需要的行程；所述波纹管组焊件和法拉第筒支撑组件通过波纹管内径和支撑套筒的外径相连接。

所述导轨组件包括与所述右支撑体相对而设的左支撑体、设置在左支撑体下端面上的导轨、设置在导轨上的滑块，左支撑体是承重的主要部件，因此采用304不锈钢材料制作。

所述右支撑体组件包括右支撑体和设置在右支撑体上的行程开关；所述丝杆支架靠近右支撑体的一侧设有行程开关撞块、通过行程开关撞块与行程开关的接触控制气缸的行程；所述右支撑体起承重作用，因此选用304不锈钢材料制作。

本发明优点效果

本发明对现有气缸支撑组件托板连接杆形状进行了改进，改进后的气缸托板连接杆由直线形变为U形、U形支架两侧作用于左、右支撑体上，还由于U型支架连接气缸、U型支架一侧上设有两个滑块、滑块作用在支撑体的滑轨上、滑轨又作用在支撑体上，使得法拉第筒承重对象由连接杆承担改进为由两侧的支撑体承担，有效解决了连接杆因为承重太大而发生重心偏移和变形的问题，从而解决了气缸因为受到重力分力而发生运动困难、速度减缓的问题。

本发明通过对气缸拖板连接杆形状的改进，将承重体对象转移给两侧的支撑体，虽然连接杆直接连接法拉第筒，但并不承担它的主要重力，从根本上解决了连接杆因为承重太大而产生的重心偏移和变形的问题，发生了从量变到质变的飞跃，产生了预料不到的效果。

附图说明

图1 本发明法拉第筒装置结构示意图主视图；

图2 本发明法拉第筒装置俯视图；

图3本发明法拉第筒剖视结构示意图；

图4 本发明气缸支撑组件结构示意图；

图5本发明导轨组件结构示意图；

图6a为本发明法拉第筒头部组焊件示意图；

图6b为本发明法拉第筒测试头底面水冷槽示意图；

图7本发明真空腔组件结构示意图；

图8a 本发明密封法兰组件第一视角；

图8b 本发明密封法兰组件第二视角；

图9为现有技术法拉第筒结构图；

图10为本发明法拉第筒对于回旋加速器真空室的应用效果图；

图中：1：法拉第筒头部组焊件；1-1：法拉第筒测试头；1-1-1：法拉第筒测试头正面；1-1-2：法拉第筒测试头反面；1-1-2-1：法拉第筒测试头底板上的水槽；1-2：水冷管；1-2-1：水冷管1；1-2-2：水冷管2；1-4：磁铁放置处； 1-5：水冷管钎焊处；1-6：电接头螺纹孔；2：法拉第筒支撑组件；2-1：头部连接法兰；2-2：支撑套筒；3：波纹管组焊件；3-1：基座法兰；3-2：波纹管；3-3：波纹管连接法兰；4：导轨组件；4-1：左支撑体；4-2：导轨；4-3：滑块；5：辅助真空腔组件；5-1：辅助真空腔电接头；5-2：辅助真空腔绝缘板；5-3：辅助真空腔上板；5-:4：辅助真空室；5-5：辅助真空腔下板；5-6：辅助真空腔前板；5-7：辅助真空腔后板；6：密封法兰组件；6-1：真空室密封法兰1；6-1-1：辅助真空腔密封法兰；6-2：真空室密封法兰2；6-3：水冷密封法兰1；6-3-1：水冷接头；6-4：水冷密封法兰；6-4-1：水冷接头；2；7：气缸支撑组件；7-1：气缸；7-2：气缸拖板；7-3：丝杆支架；7-4：行程开关撞块；8：右支撑体；8-1：行程开关；9：机械限位杆。10：现有技术的法拉第筒结构；10-1：气缸；10-2：气缸拖板；10-3：气缸拖板连接杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

本发明设计原理

1、导轨+气缸的设计原理：现有技术如图10所示，在气缸和真空腔之间设有几根气缸拖板连接杆10-3，由于连接杆具有一定长度，当受到气缸的推力时连接杆受到前后挤压，使得连接杆重心发生偏移，所谓重心发生偏移即重心不在连接杆中心点而产生了侧向力、甚至发生连接杆变形，侧向力使得连接杆出现不能走直线的情况；由于连接杆产生了侧向力，气缸需要将推力分解一部分出来用于克服这个侧向压力，因此使得气缸速度减缓和运动困难。本发明将连接杆改进为滑轨，由滑轨两侧的支撑体承担法拉第筒的主要重力，而丝杆支架不再承受法拉第筒的主要重力，由于丝杆支架受到重力减轻使得丝杆支架不会变形而保持走直线，由于丝杆支架不再发生重心偏移，气缸不需要克服因为侧向力产生的阻力，因而使得气缸运动顺畅，不再发生速度减缓的问题。

2、集真空密封和水冷密封于一体的密封法兰的设计。

⑴现有技术存在的问题

法拉第筒对于真空度有严格要求。原CYCIAE100南束流线法拉第筒支架中间套筒直接与支架尾端法兰连接，在法兰中间打孔为水冷管预留空间，并没有添加密封件保证真空，而真空的泄露会降低法拉第筒的使用寿命。

法拉第筒对于水冷管路可靠性要求高。原法拉第筒的水冷管路采用铜管，采用不锈钢接头与水管连接，在压接后铜管会发生一定程度的变形以达到密封，如果对法拉第筒水冷接头进行拆卸维护等，则需要将变形部分截去后才能再一次进行接头的安装；

⑵解决真空密封问题。本发明设计辅助真空腔的目的在于布设电接头连接到前端的法拉第筒测试头，还有一个目的在于通过辅助真空腔连接丝杆支架、再通过丝杆支架带动法拉第筒测试头移动。为了让辅助真空腔始终保持真空状态，就需要解决辅助真空腔的密封问题。辅助真空腔密封首先对第一个面对面接触的空间进行密封。如图7、图8a、图8b所示，图7真空腔的圆形面要和图8a的6-1的右侧的面进行贴合，本发明在贴合处的6-1-1处增加了密封圈，用于对真空腔圆形面和6-1法兰面右侧面之间的空隙进行密封，此为真空腔的第一层真空密封；由于冷水管不能终止在真空密封法兰6-1内，而要穿过第一个法兰一直到达第四个法兰，所以要对从6-1穿出去的水管与下一个法兰的接触面上再加一道水冷密封，两道密封才能完成对于辅助真空腔的密封。由于本发明对真空度要求很高，设计在第一层真空密封法兰基础上再增加一层真空密封法兰，因此本发明将下一个法兰6-2仍然设计为真空密封法兰，在6-1、6-2两个法兰接触面的上再增加一层密封圈，此为辅助真空腔的第二层密封。

⑶解决水冷密封问题。水冷密封要解决的第一个问题是：对法拉第筒水冷接头进行拆卸维护时，不再发生将水管压接变形部分截去才能再一次进行接头安装的问题。本发明将水冷接头从水冷管的端头移动到水冷密封法兰上，这样，水冷管由于不再与水接头接触就不会发生压接变形问题。水冷密封要解决的第二个问题是：方便水冷接头与水冷密封法兰的拆卸过程。本发明采用螺纹+生化带的方法进行水冷接头与水冷密封法兰的连接，需要将水冷接头从水冷密封法兰上拆卸时，只需要顺着水冷接头螺纹转动即可完成拆卸过程。

基于以上原理，本发明设计了一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒。

一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒如图1、图2、图3所示，该法拉第筒沿轴向从前到后顺序包括：法拉第筒头部组焊件1、法拉第筒支撑组件2以及将法拉第筒外径和波纹管内径连接的波纹管组焊件3、辅助真空腔组件5、密封法兰组件6、气缸支撑组件7；所述法拉第筒头部组焊件1用于对束流进行阻挡拦截和测量束流的流强大小；所述法拉第筒支撑组件2为连接法拉第筒头部组焊件和连接气缸支撑组件的桥梁、用于支撑法拉第筒头部组焊件在气缸支撑组件的推动下进行移动；所述辅助真空腔组件5用于保证法拉第筒的真空度；所述密封法兰组件6用于真空密封和水冷密封；

其特点是：

在气缸支撑组件7和法拉第筒头部组焊件1之间沿着波纹管组焊件3上下两侧还布设有相互平行且间隔一定距离的导轨组件4和右支撑体组件，该导轨组件4和右支撑体组件各自在相对一侧的一端通过波纹管组焊件连接法拉第筒头部组焊件、各自在相对一侧的另一端连接气缸支撑组件7；所述气缸支撑组件7作用于所述导轨组件4上且作直线运动、通过导轨组件4带动辅助真空腔组件5进而带动波纹管组焊件3和法拉第筒头部组焊件1向着目标位置移动。

如图4所示，所述气缸支撑组件7由气缸7-1、气缸拖板7-2、丝杆支架7-3左、中、右三部分组成，该气缸支撑组件7通过螺钉连接气缸一侧的导轨组件4并通过螺钉连接气缸前端的辅助真空腔组件5，气缸7-1作为动力源由丝杆支架7-3上的2个滑块带动沿直线导轨方向运行。

如图6a、6b所示，该法拉第筒头部组焊件1包括法拉第筒测试头1-1和水冷管1-2，该水冷管从法拉第筒测试头1-1引出穿过法拉第筒支撑组件2一直延续到密封法兰组件6；该法拉第筒头部组焊件1还设有包围在法拉第筒筒体外围的用于绝缘的法拉第筒外包组件。

补充说明：

所述法拉第筒外包组件包括：侧绝缘垫片4件、上绝缘垫片2件、下绝缘垫片、法拉第筒头部外包、法拉第筒头部外包下板。绝缘件材料全部选用尼龙66。

补充说明：

所述法拉第筒测试头1-1两边开槽放入永磁铁，目的是利用磁场抑制二次电子逸出。法拉第筒筒体材料一般采用紫铜，用银钎焊焊接水管与筒体，好处是接头表面光洁，密封性好，变形小。法拉第筒测试头1-1底部有水冷管槽，为运行的法拉第筒提供散热。

如图1所示，所述法拉第筒头部支撑组件包括头部连接法兰2-1、支撑套筒2-2，该支撑套筒2-2通过头部连接法兰2-1与法拉第筒头部组焊件1相连接、通过支撑套筒2-2的外径与波纹管组焊件3的波纹管内径相连接；通过密封圈与辅助真空腔电接头密封法兰相连接。

补充说明：

所述法拉第筒头部支撑组件的、头部连接法兰为材料为304不锈钢、支撑套筒的材料为LY12。支撑套筒外径与波纹管内径相配，各边留0.5mm余量。

如图7所示，所述辅助真空腔组件5用于安装辅助真空腔电接头5-1和连接气缸支撑组件7的丝杆支架7-3，所述辅助真空腔电接头5-1用于连接所述法拉第筒测试头1-1；所述辅助真空腔组件5包括辅助真空腔电接头5-1、辅助真空腔绝缘板5-2、辅助真空腔上板5-3、辅助真空腔下板5-5、辅助真空室5-4、辅助真空腔前板5-6、辅助真空腔后板5-7；该辅助真空室为一体式加工；该辅助真空腔组件5轴向将辅助真空室前板5-6和辅助真空室后板5-7打通用于穿过水冷管，该辅助真空腔组件5靠近波纹管的一端分别用螺钉和所述支撑套筒2-2和所述波纹管密封法兰3-3连接。

补充说明：

辅助真空腔组件5-1走线预留空间；真空腔组件前面为真空室法兰6-1，通过4个M4-6的螺钉与真空密封法兰6-1相连，6个M3-7螺钉与支撑套筒2-2相连；4个M3-6螺钉连接辅助真空腔组件密封法兰和辅助真空腔电接头5-1，6个M4-16螺钉连接真空室5-4（包括真空室上板）和辅助真空腔电接头密封法兰，辅助真空腔电接头的第一个真空密封法兰6-1要用绝缘材料-尼龙66制造，使得密封法兰6-1与水冷管之间进行绝缘。

如图8所示，所述的密封法兰组件6从真空腔组件开始轴向顺序布设有真空密封法兰1、真空密封法兰2、水冷密封法兰1、水冷密封法兰2；所述水冷管为水冷管1、水冷管2，它们并排穿过两个真空密封法兰后分别止于水冷密封法兰1、水冷密封法兰2，所述水冷密封法兰1的外壳上布设有对应水冷管1的水堵头，所述水冷密封法兰2的外壳上布设有对应水冷管2的水堵头；所述真空密封法兰1封辅助真空室真空，所述真空密封法兰2封水冷管真空；

补充说明：

所述真空密封法兰1对应图8的6-1，所述真空密封法兰2对应图8的6-2、所述水冷密封法兰1对应图8的6-3、所述水冷密封法兰2对应图8的6-4；考虑到水冷管穿过，因此密封法兰组件均采用绝缘材料尼龙66；12个M5-25螺钉分为四组周向均分在4个密封法兰件上。

如图2所示，所述波纹管组焊件3轴向顺序布设有基座法兰3-1、波纹管3-2及波纹管连接法兰3-3；波纹管3-2分别与两端的基座法兰3-1、波纹管连接法兰3-3焊接，波纹管的压缩率达到70%，压缩极限状态下的波纹管长度为119.34mm，满足改进法拉第筒所需要的行程；所述波纹管组焊件和法拉第筒支撑组件通过波纹管内径和支撑套筒的外径相连接。

补充说明：

8个M3-9螺钉连接导轨组件与辅助真空腔组件，气缸作为动力源由2个滑块带动沿直线导轨方向运行。考虑到丝杆支架、气缸拖板并非承重主要部件，因此在满足强度的条件下，选用LY12材料制作。

如图5所示，所述导轨组件4包括与所述右支撑体8相对而设的左支撑体4-1、设置在左支撑体4-1下端面上的导轨4-2、设置在导轨上的滑块4-3，左支撑体4-1是承重的主要部件，因此采用304不锈钢材料制作。

如图1所示，所述右支撑体组件包括右支撑体8和设置在右支撑体上的行程开关8-1；所述丝杆支撑支架7-3靠近右支撑体8的一侧设有行程开关撞块7-4、通过行程开关撞块7-4与行程开关8-1的接触控制气缸7-1的行程；所述右支撑体8起承重作用，因此选用304不锈钢材料制作；行程开关为外购件；行程开关上板材料为LY12。

实施例一

见图1，一种加速器用法拉第筒，法拉第筒测试头方形凹槽朝向离子源束流入射方向，将头部用LY12的材料包裹起来（除了凹槽部分与底部），这样可以保证电子不会打到法拉第头部，防止局部温度过高造成法拉第筒的损坏。法拉第筒测试头底面设有水冷管路，使用冷却水对法拉第筒进行冷却。根据被测粒子束流的粒子在法拉第筒测试头所采用的制作材质中的射程进行推算，法拉第筒测试头底部的厚度需要大于上述的射程，水冷管路设置在该射程之外(图6b中射程)，能够避免水冷管路中的冷却水被活化。在本实施例中，法拉第筒测试头采用紫铜材料制作，所测质子束流中的质子在紫铜中的射程为57mm，因此水冷管路与法拉第筒测试头的设置距离80mm(即R>57mm)。

法拉第筒测试头底面的水冷管路是降低发热的主要结构，加宽加深导流槽（其截面积不大于水管截面积），同时加长水槽散热路径，使其达到更好更快的冷却效果；在筒体水冷槽侧面开两个直径分别为4和6的同心圆（见图2），使用银钎焊焊接水冷管与头部可以很好地密封。

由于法拉第筒的工作地点是在离子源真空室内，因此法拉第筒真空腔的真空密封就有一定要求。见图5，真空腔后部开了直径26的通孔，为两水管提供空间（距离15mm+外径8mm）。为了良好的真空密封性，用两个真空密封法兰堵在真空腔后部开口处(4个M4-15内六角圆柱头螺钉呈周向分布连接2法兰）。其中第一个法兰件6-1封真空腔真空，第二个法兰件6-2封水冷管真空。

法拉第筒对于水冷管路的水冷密封要求很高如图6a、6b，水冷管内径为4，外径为6，尾端削45°斜边 （边为6mm）。水冷管1总长为367.95mm，（在水冷管水流可以流到水冷法兰的范围内长度可调）。水冷管2总长为 385.95mm，（在水冷管水流可以流到水冷法兰的范围内长度可调）。因此，依据水冷管长度在真空密封法兰件后加上2个水冷法兰件，分别密封2个水冷管。用4个M4-20螺钉连接水冷密封法兰2与水冷密封法兰1,4个M4-15螺钉连接水冷密封法兰1与真空密封法兰2 。

如图4所示，气缸支撑组件7是法拉第筒的运动组件，其中气缸7-2与丝杆支架7-3连接，8个M3-9螺钉连接滑块4-3与丝杆支架7-3，14个M3-14螺钉连接导轨4-2与左支撑体4-1，利用气缸活塞杆推动丝杆支架7-3，滑块4-3带动其在导轨4-2运动（直线运动导轨滑块为外购），很好地解决了上述问题，提高了法拉第筒长期使用的可靠性。

实施例二

如图10所示，为本发明法拉第筒应用效果图。法拉第筒的基座法兰3-1与回旋加速器的真空室固定连接，法拉第筒测试头伸进回旋加速器的真空室内。气缸通过丝杆支架7-3带动支撑筒、波纹管3-2、法拉第筒测试头移动完成测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒，该法拉第筒沿轴向从前到后顺序包括：法拉第筒头部组焊件、法拉第筒支撑组件、波纹管组焊件、辅助真空腔组件、密封法兰组件、气缸支撑组件；所述法拉第筒头部组焊件用于对束流进行阻挡拦截和测量束流的流强大小；所述法拉第筒支撑组件用于连接法拉第筒头部组焊件和气缸支撑组件；所述波纹管组焊件用于气缸运动过程进行减压控制；所述辅助真空腔组件用于保证法拉第筒的真空度；所述密封法兰组件用于真空密封和水冷密封；其特征在于：在气缸支撑组件和法拉第筒头部组焊件之间沿着波纹管组焊件两侧还布设有相互平行且间隔一定距离的导轨组件和右支撑体组件，该导轨组件和右支撑体组件各自在相对一侧的一端通过波纹管组焊件连接法拉第筒头部组焊件、各自在相对一侧的另一端连接气缸支撑组件；所述气缸支撑组件作用于所述导轨组件上且作直线运动、通过导轨组件带动辅助真空腔组件进而带动波纹管组焊件和法拉第筒头部组焊件向着目标位置移动；

所述气缸支撑组件由气缸、气缸拖板、丝杆支架左、中、右三部分组成，该气缸支撑组件通过螺钉连接其一侧的导轨组件、通过螺钉连接其前端的辅助真空腔组件，气缸作为动力源由丝杆支架上的2个滑块带动沿直线导轨方向运行；

所述导轨组件包括与所述右支撑体相对而设的左支撑体、设置在左支撑体下端面上的导轨、设置在导轨上的滑块，左支撑体采用304不锈钢材料制作；

所述右支撑体组件包括右支撑体和设置在右支撑体上的行程开关；所述丝杆支架靠近右支撑体的一侧设有行程开关撞块、通过行程开关撞块与行程开关的接触控制气缸的行程；所述右支撑体采用304不锈钢材料制作；

该法拉第筒头部组焊件包括法拉第筒测试头和水冷管，该水冷管从法拉第筒测试头引出穿过法拉第筒支撑组件一直延续到密封法兰组件；该法拉第筒头部组焊件还设有包围在法拉第筒筒体外围的用于绝缘的法拉第筒外包组件；

所述辅助真空腔组件用于安装电接头和连接气缸支撑组件的丝杆支架，所述电接头用于连接所述法拉第筒测试头；所述辅助真空腔组件包括辅助真空腔电接头、辅助真空腔绝缘板、辅助真空腔上板、辅助真空腔下板、辅助真空室、辅助真空腔前板、辅助真空腔后板；该辅助真空室为一体式加工；该辅助真空腔组件轴向将辅助真空室前板和辅助真空室后板打通用于穿过水冷管，该辅助真空腔组件靠近波纹管的一端分别用螺钉和支撑套筒和所述波纹管密封法兰连接；

所述的密封法兰组件从辅助真空腔组件开始轴向顺序布设有真空密封法兰1、真空密封法兰2、水冷密封法兰1、水冷密封法兰2；所述水冷管为水冷管1、水冷管2，它们并排穿过两个真空密封法兰后分别止于水冷密封法兰1、水冷密封法兰2，所述水冷密封法兰1的外壳上布设有对应水冷管1的水堵头，所述水冷密封法兰2的外壳上布设有对应水冷管2的水堵头；所述真空密封法兰1封辅助真空室真空，所述真空密封法兰2封水冷管真空。

2.如权利要求1所述的一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒，其特征在于：所述法拉第筒头部支撑组件包括头部连接法兰、支撑套筒，该支撑套筒通过头部连接法兰与法拉第筒头部组焊件相连接、通过支撑套筒的外径与波纹管组焊件的波纹管内径相连接；通过密封圈与辅助真空腔电接头密封法兰相连接。

3.如权利要求1所述的一种基于直线导轨的BNCT法拉第筒，其特征在于：所述波纹管组焊件轴向顺序布设有基座法兰、波纹管及波纹管连接法兰；波纹管分别与两端的基座法兰、波纹管连接法兰焊接，波纹管的压缩率达到70％，压缩极限状态下的波纹管长度为119.34mm，满足改进法拉第筒所需要的行程；所述波纹管组焊件和法拉第筒支撑组件通过波纹管内径和支撑套筒的外径相连接。