CN111896285B - 一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，包括超导回旋加速器真空室、功能集成组件、真空泵抽气系统、石英灯辐射烘烤组件和高纯氮辅助充气组件；所述超导回旋加速器真空室上设置有法兰接口，本发明通过石英灯辐射加热组件对加速器真空室部件表面进行迅速升温处理，辅助以高纯氮气对真空室内表面残余成分进行冲刷，并将处理后的气体置换出超导回旋加速器真空室外，反复进行从而加速加速器超高洁净真空的获得，缩短加速器的测试周期，大大提高加速器的工作效率；石英灯加热组件可纵向进给或缩回，从而最大程度的对加速器进行加热烘烤，空间上不干涉加速器的正常运行，并提高超导回旋加速器真空室所能达到的极限真空度。

Description

一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法

技术领域

本发明涉及放射性医疗器械表面处理领域，具体为一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法。

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，内部组件较多，且在装配过程中会在各组件零件表面残留乙醇、清洗剂等残留物，这其中，清洗过程及空气所含水汽在零件表面附着力较强，在真空系统的运行过程中，会不断向腔内释放水汽，从而大大加长了加速器运行达到极限真空所需要的时间。

在加速器的前期调试过程中，需要频繁的打开真空腔，拆装并清洗零件进行测试，在真空腔的打开过程和零件的清洗过程中，会在原本干燥的腔体及零件表面带去大量的水汽，因此每一次实验调试需要等待缓慢且长时间的水汽释放过程，在达到所需真空环境后，才可进行下一步的实验运作；而经过短时间的辐射烘烤，可以加速水汽的释放，再向真空室注入吸附热能力极小的高纯氮气，从而降低真空室内的水汽分压，这样可以大大缩短加速器运行至调试要求的真空度的时间，提高加速器的测试效率。

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石英灯辐射烘烤方法，以解决在加速器的前期调试过程中，需要频繁的打开真空腔，拆装并清洗零件进行测试，在真空腔的打开过程和零件的清洗过程中，会在原本干燥的腔体及零件表面带去大量的水汽，因此每一次实验调试需要等待缓慢且长时间的水汽释放过程，在达到所需真空环境后，才可进行下一步的实验运作；而经过短时间的辐射烘烤，可以加速水汽的释放，再向真空室注入吸附热能力极小的高纯氮气，从而降低真空室内的水汽分压，这样可以大大缩短加速器运行至调试要求的真空度的时间，提高加速器的测试效率的问题。

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石英灯辐射烘烤方法，包括超导回旋加速器真空室、功能集成组件、真空泵抽气系统、石英灯辐射烘烤组件和高纯氮辅助充气组件；

所述超导回旋加速器真空室上设置有法兰接口，功能集成组件通过法兰接口与超导回旋加速器真空室内部连接；

所述功能集成组件上集成安装有真空度测量单元和残余气体分析单元；

所述真空泵抽气系统与功能集成组件密封连接，且真空泵抽气系统与加速器真空腔直接连通；

所述石英灯辐射烘烤组件与功能集成组件密封连接，石英灯辐射烘烤组件包括石英灯加热器和升降机构，升降机构设置在功能集成组件的内部，升降机构的底端固定连接有石英灯加热器；

所述高纯氮辅助充气组件与功能集成组件密封连接，高纯氮辅助充气组件包括高纯氮气源、氮气配气阀岛和终端气动阀门，高纯氮气源与功能集成组件之间通过配气管道连接，高纯氮气源一侧的配气管道上设置有氮气配气阀岛，氮气配气阀岛与功能集成组件之间的配气管道上设置有终端气动阀门。

作为本发明进一步的方案：所述功能集成组件与超导回旋加速器真空室内部连通，能够用作石英灯辐射烘烤组件的工作通道以及真空泵抽气系统和高纯氮辅助充气组件的工作气路。

作为本发明进一步的方案：所述高纯氮气源为高氮钢瓶，通过氮气配气阀岛、终端气动阀门以及配气管道向加速器腔内输送气体，实现烘烤后的腔体冲刷。

作为本发明进一步的方案：所述真空泵抽气系统由真空插板阀、分子泵、机械泵组及阀门管道组成，阀门管道的一端与功能集成组件连接，且阀门管道上依次设置有真空插板阀、分子泵和机械泵组。

作为本发明进一步的方案：所述石英灯加热器中的石英灯为碳电阻加热丝，石英灯的外侧设置有玻璃外罩，石英灯的端部设置有非金属导向结构，用来约束石英灯进给和收回过程。

作为本发明进一步的方案：所述高纯氮辅助充气组件的排气压力为3-5bar。

利用该真空室辐射烘烤系统进行烘烤的方法包括如下步骤：

步骤一：在超导加速器真空室检漏完成后，依次关闭真空插板阀以及真空泵抽气系统；

步骤二：将石英灯辐射烘烤组件中的升降机构顺时针旋至最低处，此时石英灯加热器辐射端完全伸入加速器真空室内，打开石英灯加热器的电源开关开始加热烘烤，观察超导回旋加速器真空室壁面的温度传感器反馈值，当壁面温度达到100℃-110℃，停止加热，低于该值则重新打开加热，控温过程持续3分钟，控温完成后关停加热；

步骤三：关停加热器后，壁面温度恢复至35℃以下时，打开高纯氮辅助充气组件的高纯氮气源，高纯氮出气进入氮气配气阀岛，通过打开氮气配气阀岛对应的氮气排放口，以及终端气动阀门，向加速器腔体内充入高纯氮气至105Pa 绝压，关闭充气阀门及阀岛氮气排放口，稳定10分钟；

步骤四：再次打开真空泵抽气系统以及真空插板阀，对超导回旋加速器真空室进行抽空，观察真空度测量单元数值，当数值小于10Pa时，完成烘烤及置换过程。

本发明的有益效果：

本发明公开了一种超导回旋加速器真空室辐射烘烤方法，通过石英灯对超导回旋加速器真空室壁面进行辐射烘烤，加速真空室表面吸附气体尤其是水汽的释放，然后再向超导回旋加速器真空室内充入高纯氮气，再通过真空泵系统，将混合后的气置换出超导回旋加速器真空室外，提高加速器真空系统抽气时间，降低了真空室内的杂质分压，减少了调试外部输入功率源在真空下的放电打火，大大缩短了单次调试的准备时间，提高了调试效率。

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为本发明一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法的连接关系图。

图中：1、超导回旋加速器真空室；2、功能集成组件；21、真空度测量单元；22、残 余气体分析单元；31、真空插板阀；32、分子泵；33、机械泵组；41、石英灯加热器；42、升降机构；51、高纯氮气源；52、氮气配气阀岛；53、终端气动阀门。

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所示，一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，其特征在于，包括超导回旋加速器真空室1、功能集成组件2、真空泵抽气系统、石英灯辐射烘烤组件和高纯氮辅助充气组件；

所述超导回旋加速器真空室1上设置有法兰接口，功能集成组件2通过法兰接口与超导回旋加速器真空室1内部连接；

所述功能集成组件2上集成安装有真空度测量单元21和残余气体分析单元 22；

所述真空泵抽气系统与功能集成组件2密封连接，且真空泵抽气系统与加速器真空腔直接连通；抽除加速器内的空气以及表面处理后置换气体，从而快速获得并维持超高洁净真空；

所述石英灯辐射烘烤组件与功能集成组件2密封连接，石英灯加热器41可通过升降机构42向加速器腔内进给，石英灯辐射烘烤组件包括石英灯加热器41 和升降机构42，升降机构42设置在功能集成组件2的内部，升降机构42的底端固定连接有石英灯加热器41，石英灯加热器41通过在真空下调节输入功率，实现对加速器内表面的辐射烘烤，从而提高表面放气速率；再通过升降机构42 回缩至功能集成组件2内部，而不干涉加速器内部的束流产生及测试工作；

所述高纯氮辅助充气组件与功能集成组件2密封连接，高纯氮辅助充气组件包括高纯氮气源51、氮气配气阀岛52和终端气动阀门53，高纯氮气源51与功能集成组件2之间通过配气管道连接，高纯氮气源51一侧的配气管道上设置有氮气配气阀岛52，氮气配气阀岛52与功能集成组件2之间的配气管道上设置有终端气动阀门53。

功能集成组件2与超导回旋加速器真空室1内部连通，能够用作石英灯辐射烘烤组件的工作通道以及真空泵抽气系统3和高纯氮辅助充气组件的工作气路。

高纯氮气源51为高氮钢瓶，通过氮气配气阀岛52、终端气动阀门53以及配气管道向加速器腔内输送气体，实现烘烤后的腔体冲刷。

真空泵抽气系统由真空插板阀31、分子泵32、机械泵组33及阀门管道组成，阀门管道的一端与功能集成组件2连接，且阀门管道上依次设置有真空插板阀31、分子泵32和机械泵组33。

石英灯加热器41中的石英灯为碳电阻加热丝，石英灯的外侧设置有玻璃外罩，石英灯的端部设置有非金属导向结构，用来约束石英灯进给和收回过程。

高纯氮辅助充气组件的排气压力为3-5bar。

利用该真空室辐射烘烤系统进行烘烤的方法包括如下步骤：

步骤一：在超导加速器真空室检漏完成后，依次关闭真空插板阀31以及真空泵抽气系统；

步骤二：将石英灯辐射烘烤组件中的升降机构42顺时针旋至最低处，此时石英灯加热器41辐射端完全伸入加速器真空室内，打开石英灯加热器41的电源开关开始加热烘烤，观察超导回旋加速器真空室1壁面的温度传感器反馈值，当壁面温度达到100℃-110℃，停止加热，低于该值则重新打开加热，控温过程持续3分钟，控温完成后关停加热；

步骤三：关停加热器后，壁面温度恢复至35℃以下时，打开高纯氮辅助充气组件的高纯氮气源51，高纯氮出气进入氮气配气阀岛52，通过打开氮气配气阀岛52对应的氮气排放口，以及终端气动阀门53，向加速器腔体内充入高纯氮气至105Pa绝压，关闭充气阀门及阀岛氮气排放口，稳定10分钟；

步骤四：再次打开真空泵抽气系统以及真空插板阀31，对超导回旋加速器真空室1进行抽空，观察真空度测量单元21数值，当数值小于10Pa时，完成烘烤及置换过程。

本发明的工作原理：通过石英灯辐射加热器对超导回旋加速器真空室内表面的辐射烘烤，可加速加速器真空室内表面气体尤其是水汽解析，同时还对加速器内部配置氮气流洗置换，减小内部杂气的分压，然后再通过真空泵抽气系统将混合气置换至外界，从而加速极限真空的获得，大大缩短加速器真空系统抽气时间，缩短了加速器的单次调试周期。

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)

1.一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在超导加速器真空室检漏完成后，依次关闭真空插板阀(31)以及真空泵抽气系统；

步骤二：将石英灯辐射烘烤组件中的升降机构(42)顺时针旋至最低处，此时石英灯加热器(41)辐射端完全伸入加速器真空室内，打开石英灯加热器(41)的电源开关开始加热烘烤，观察超导回旋加速器真空室(1)壁面的温度传感器反馈值，当壁面温度达到100℃-110℃，停止加热，低于该值则重新打开加热，控温过程持续3分钟，控温完成后关停加热；

步骤三：关停加热器后，壁面温度恢复至35℃以下时，打开高纯氮辅助充气组件的高纯氮气源(51)，高纯氮出气进入氮气配气阀岛(52)，通过打开氮气配气阀岛(52)对应的氮气排放口，以及终端气动阀门(53)，向加速器腔体内充入高纯氮气至105Pa绝压，关闭充气阀门及阀岛氮气排放口，稳定10分钟；

步骤四：再次打开真空泵抽气系统以及真空插板阀(31)，对超导回旋加速器真空室(1)进行抽空，观察真空度测量单元(21)数值，当数值小于10Pa时，完成烘烤及置换过程；

所述超导回旋加速器真空室(1)上设置有法兰接口，功能集成组件(2)通过法兰接口与超导回旋加速器真空室(1)内部连接；

所述功能集成组件(2)上集成安装有真空度测量单元(21)和残余气体分析单元(22)；

所述真空泵抽气系统与功能集成组件(2)密封连接，且真空泵抽气系统与加速器真空腔直接连通；

所述石英灯辐射烘烤组件与功能集成组件(2)密封连接，石英灯辐射烘烤组件包括石英灯加热器(41)和升降机构(42)，升降机构(42)设置在功能集成组件(2)的内部，升降机构(42)的底端固定连接有石英灯加热器(41)；

所述高纯氮辅助充气组件与功能集成组件(2)密封连接，高纯氮辅助充气组件包括高纯氮气源(51)、氮气配气阀岛(52)和终端气动阀门(53)，高纯氮气源(51)与功能集成组件(2)之间通过配气管道连接，高纯氮气源(51)一侧的配气管道上设置有氮气配气阀岛(52)，氮气配气阀岛(52)与功能集成组件(2)之间的配气管道上设置有终端气动阀门(53)。

2.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，其特征在于，所述功能集成组件(2)与超导回旋加速器真空室(1)内部连通。

3.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，其特征在于，所述高纯氮气源(51)为高氮钢瓶，通过氮气配气阀岛(52)、终端气动阀门(53)以及配气管道向加速器腔内输送气体，实现烘烤后的腔体冲刷。

4.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，其特征在于，所述真空泵抽气系统由真空插板阀(31)、分子泵(32)、机械泵组(33)及阀门管道组成，阀门管道的一端与功能集成组件(2)连接，且阀门管道上依次设置有真空插板阀(31)、分子泵(32)和机械泵组(33)。

5.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，其特征在于，所述石英灯加热器(41)中的石英灯为碳电阻加热丝，石英灯的外侧设置有玻璃外罩，石英灯的端部设置有非金属导向结构。

6.根据权利要求1所述的一种超导回旋加速器真空室石英灯辐射烘烤方法，其特征在于，所述高纯氮辅助充气组件的排气压力为3-5bar。

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