CN111986869B - 一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，包括线圈板和液氦槽板；所述线圈板的中部为通孔设置，所述线圈板为环形结构，所述线圈板的圆周外侧壁上开设有两道容纳槽，所述容纳槽的中间位置固定连接有加强板，所述加强板和容纳槽的相对侧壁上均固定连接有液氦槽板，所述液氦槽板和加强板上均开设有用于连通两道容纳槽的通道，本发明通过在液氦槽板上开设有用于连通两道容纳槽的通道，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。

Description

一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构
技术领域
本发明涉及超导回旋加速器技术领域，具体是一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构。
背景技术
超导质子回旋加速器是利用磁场和电场共同使带点粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置。由于超导回旋加速器具有体积小，平均载流能力强等特点，被广泛应用在高能物理研究，航天航空和生物医学领域。超导医用质子加速器利用质子的波拉格峰效应治疗肿瘤，且疗效显著，具有良好的发展前景和巨大的商业价值。
超导回旋加速器主要由主超导磁体系统，离子源，RF腔等组成。超导磁体系统主要为回旋加速器提供必要的磁场，线圈作为超导磁体装置的核心部件，其结构至关重要。超导线圈的绕制需要设计匹配线圈骨架，针对回旋加速器，其线圈结构为上下对称结构，上下线圈为串联结构，同时在中平面处还需留有对应的束流和磁测通道，因此对线圈骨架的结构设计要求非常高，然而现有的超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构一般没有在中部设置用于液氦流动的通道，因此在降温过程中不便液氦的流动，从而影响超导质子回旋加速器的超导线圈骨架在绕设线圈时的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，以解决上述背景技术中提出的一般没有在中部设置用于液氦流动的通道的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，包括线圈板和液氦槽板；
所述线圈板的径向中部为通孔设置，所述线圈板为环形结构，所述线圈板的圆周外侧壁上开设有两道容纳槽，所述容纳槽的中间位置固定连接有加强板，所述加强板和容纳槽的相对侧壁上均固定连接有液氦槽板，所述液氦槽板和加强板上均开设有用于连通两道容纳槽的通道。
两道容纳槽对称设置，便于在容纳槽内绕设线圈；线圈板采用的材料为无磁不锈钢。在线圈板上绕设线圈时，线圈板通过工装与绕线机进行连接。
超导线圈包括上下两组线圈，两组线圈之间为串联结构分别绕设在两道容纳槽内，为了适合超导线圈的绕制，避免后期存在过多的焊接，线圈板为整体结构，防止后期的加工处理导致线圈板的变形，或后处理对线圈产生损伤。
该结构设计使得整个线圈固定为一个整体，在线圈板中包含了液氦容器功能，在完成线圈绕制后，只需将线圈板外封面进行焊接，就可以得到线圈冷却的液氦容器。
作为本发明进一步的方案：所述液氦槽板为环形结构，由于液氦槽板为环形结构为环形结构便于与线圈板相适配，当线圈绕设在分别绕设在两道容纳槽内时通过液氦槽板实现了将线圈分割开。
作为本发明进一步的方案：所述液氦槽板的材料为环氧树脂材料，液氦槽板为G-10液氦槽板，液氦槽板作为的组成部分之一，位于两道容纳槽之间，通过使用低温下用环氧胶固定在两道容纳槽之间，同时G-10液氦槽板具有很好的绝缘性能，可同时作为线圈板与容纳槽内绕设线圈之间的绝缘。
作为本发明进一步的方案：所述通道水平开设在液氦槽板和加强板上，液氦槽板上设计有用于液氦流通的通道，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。
作为本发明进一步的方案：所述液氦槽板的内侧壁固定连接在线圈板的圆周外侧壁上。
液氦槽板作为的组成部分之一，位于两道容纳槽之间，通过使用低温下用环氧胶固定在两道容纳槽之间，同时G-10液氦槽板具有很好的绝缘性能，可同时作为线圈板与容纳槽内绕设线圈之间的绝缘，在线圈板上绕设线圈时，线圈板通过工装与绕线机进行连接，分别将两组线圈绕设在两道容纳槽内且两组线圈之间为串联结构，由于液氦槽板上设计有用于液氦流通的通道，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在线圈板的圆周外侧壁上开设有两道容纳槽，便于在线圈板上绕设线圈，在线圈板上绕设线圈时，线圈板通过工装与绕线机进行连接，分别将两组线圈绕设在两道容纳槽内且两组线圈之间为串联结构；通过在液氦槽板上开设有用于连通两道容纳槽的通道，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道；这种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构通过在液氦槽板上开设有用于连通两道容纳槽的通道，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。
附图说明
图1为一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构的示意图；
图2为一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构中液氦槽板的示意图；
图3为一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构的内部示意图；
图中：1、线圈板；2、液氦槽板；3、容纳槽；4、通道；5、加强板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动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。
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，包括线圈板1和液氦槽板2；
线圈板1的径向中部为通孔设置，线圈板1为环形结构，线圈板1的圆周外侧壁上开设有两道容纳槽3，容纳槽3的中间位置固定连接有加强板5，加强板5和容纳槽3的相对侧壁上均固定连接有液氦槽板2，液氦槽板2和加强板5上均开设有用于连通两道容纳槽3的通道4。
两道容纳槽3对称设置，便于在容纳槽3内绕设线圈；线圈板1采用的材料为无磁不锈钢。在线圈板2上绕设线圈时，线圈板1通过工装与绕线机进行连接。
超导线圈包括上下两组线圈，两组线圈之间为串联结构分别绕设在两道容纳槽3内，为了适合超导线圈的绕制，避免后期存在过多的焊接，线圈板1为整体结构，防止后期的加工处理导致线圈板1的变形，或后处理对线圈产生损伤。
该结构设计使得整个线圈固定为一个整体，在线圈板中包含了液氦容器功能，在完成线圈绕制后，只需将线圈板1外封面进行焊接，就可以得到线圈冷却的液氦容器。
液氦槽板2为环形结构，由于液氦槽板2为环形结构为环形结构便于与线圈板1相适配，当线圈绕设在分别绕设在两道容纳槽3内时通过液氦槽板2实现了将线圈分割开。
液氦槽板2的材料为环氧树脂材料，液氦槽板2为G-10液氦槽板，液氦槽板作为的组成部分之一，位于两道容纳槽3之间，通过使用低温下用环氧胶固定在两道容纳槽3之间，同时G-10液氦槽板具有很好的绝缘性能，可同时作为线圈板1与容纳槽3内绕设线圈之间的绝缘。
通道4水平开设在液氦槽板2和加强板5上，液氦槽板2上设计有用于液氦流通的通道4，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。
液氦槽板2的内侧壁固定连接在线圈板1的圆周外侧壁上。
本发明在使用时，液氦槽板作为的组成部分之一，位于两道容纳槽3之间，通过使用低温下用环氧胶固定在两道容纳槽3之间，同时G-10液氦槽板具有很好的绝缘性能，可同时作为线圈板1与容纳槽3内绕设线圈之间的绝缘，在线圈板2上绕设线圈时，线圈板1通过工装与绕线机进行连接，分别将两组线圈绕设在两道容纳槽3内且两组线圈之间为串联结构，由于液氦槽板2上设计有用于液氦流通的通道4，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。
线圈板1主要为线圈绕制提供必要的机械结构，在完成线圈绕制后，通过对线圈板1进行后期封焊处理，可直接作为超导线圈液氦容器使用。
在本发明中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构,其特征在于，包括线圈板(1)和液氦槽板(2)；
所述线圈板(1)的径向中部为通孔设置，所述线圈板(1)为环形结构，所述线圈板(1)的圆周外侧壁上开设有两道容纳槽(3)，所述容纳槽(3)的中间位置固定连接有加强板(5)，所述加强板(5)和容纳槽(3)的相对侧壁上均固定连接有液氦槽板(2)，所述液氦槽板(2)和加强板(5)上均开设有用于连通两道容纳槽(3)的通道(4)。
2.根据权利要求1所述的一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，其特征在于，所述液氦槽板(2)为环形结构。
3.根据权利要求1所述的一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，其特征在于，所述液氦槽板(2)的材料为环氧树脂材料。
4.根据权利要求1所述的一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，其特征在于，所述通道(4)水平开设在液氦槽板(2)和加强板(5)上。
5.根据权利要求1所述的一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，其特征在于，所述液氦槽板(2)的内侧壁固定连接在线圈板(1)的圆周外侧壁上。
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