CN206198488U - 一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，包括真空腔支撑装置、安装在真空腔支撑装置上的真空腔、以及安装在真空腔上的阻断器驱动装置；真空腔通过腔体两侧的真空腔支撑块以及支撑调节杆安装在上部支撑杆上，阻断器驱动装置安装在真空腔盖板上。本实用新型能够在束流非正常状态下，通过阻断器驱动装置中的气缸推动活塞杆行程动作从而带动连杆机构联动，即带动阻断块实现对束流进行快速阻断功能，有效提高了质子治疗设备运行的安全性及可靠性，保证了患者和工作人员的安全。

Description

一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构

技术领域

本实用新型属于医疗技术领域，涉及一种超导质子治疗装置，尤其涉及一种用于超导质子治疗装置中束流传输系统的束流阻断机构。

背景技术

质子治疗技术目前是肿瘤医学研究中一项具有重要意义的前沿性研究领域。由于质子束具有旁散射少，穿透力强，剂量分布可调等特点，能够定点对准肿瘤组织处，因此能达到在治疗过程中最大限度保护患者正常的细胞，并将所有能量全部用于杀死癌细胞的目的。

SC200质子治疗装置主要由质子加速器主机、束流传输系统以及旋转式机架等组成：质子加速器为治疗室提供合适剂量的质子；旋转机架能够实现在任意方向肿瘤的定位与治疗，并确保准确性在1mm以内；束流传输系统位于质子加速器主机和旋转机架之间，主要将加速器产生的质子束流输送到治疗室，使治疗部位受到足够能量的照射，是质子治疗装置中的重要结构之一。

由于治疗所用的质子束需要根据肿瘤组织的情况进行特定调制以满足治疗的需要，因此在SC200运行过程中，质子束流经回旋加速器加速到200Mev后要通过束流传输系统中的降能器、准直器、选择狭缝和束流监测等装置的选择作用后才能到达各个治疗室并与治疗头连接。特别的是，为了使如此复杂的医疗设备能够安全可靠的运行，尤其是保证患者和工作人员的安全，考虑到质子治疗设备在非正常运行状态下，因故急需对局部的质子束流快速阻断，实施对局部部件的抢修更换或对质子束流的选择调试，而不影响其他部件的正常运行。目前市场上成熟的快速阻断装置一般采用电液控制类阀门，不能够实现快速阻断的目的，且精度远远达不到设计要求，因此需要在束流传输系统中设计一种束流阻断机构来保证质子治疗装置的安全性及可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于超导质子治疗装置中束流传输系统的束流阻断机构，以满足治疗过程的安全性及可靠性要求。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，包括真空腔支撑装置、安装在真空腔支撑装置上的真空腔、以及安装在真空腔上的阻断器驱动装置；

所述阻断器驱动装置安装在真空腔盖板上，在所述真空腔盖板的前后侧通过销钉固定安装有用于辅助阻断块运动的前支撑侧板和后支撑侧板，且前支撑侧板和后支撑侧板均与阻断块通过滚动轴承连接，所述阻断块位于真空腔内；

在真空腔盖板上部安装有盒体，所述盒体的前后面上分别设置有共中心轴的轴承法兰和末端轴承法兰，且所述轴承法兰和末端轴承法兰分别与杆轴的中部和端部分别对应转动连接，杆轴的尾部伸出盒体，在杆轴的中部和尾部分别固定有内侧杆阻块和外侧杆阻块，内侧杆阻块一端通过上杆轴与臂杆上端转动连接，臂杆下端与阻动块通过下杆轴连接。

还包括气缸驱动结构，所述气缸驱动结构安装在真空腔盖板上，所述气缸驱动结构包括气缸缸体，在所述气缸缸体上设置有缸体套圈，缸体套圈与固定安装在真空腔盖板上的缸体基座转动连接，气缸缸体上还设置有气源接口，且气缸驱动结构中的活塞杆尾部与外侧杆阻块上端转动连接。

所述真空腔支撑装置包括下部支撑板、与下部支撑板垂直的一对侧向支撑板、与下部支撑板和侧向支撑板均垂直的中央支撑板、以及与下部支撑板平行的上部支撑板。

所述真空腔通过腔体两侧的真空腔支撑块以及支撑调节杆安装在真空腔支撑装置的上部支撑杆上。

所述外侧杆阻块下部安装有滚轮，该滚轮与真空腔盖板接触，在位于外侧杆阻块两侧安装有限位开关，并通过开关上的压力传感器实时监测外侧杆阻块的摆动状态。

该束流阻断机构工作步骤为：

所述气缸缸体的气源接口与PLC控制的气缸装置相连接；

若束流监测过程中发现束流异常，PLC控制气源进去气缸缸体并推动活塞杆的运动，活塞杆的伸缩运动又带动外侧杆阻块的角度偏转，从而驱动杆轴的转动；

在杆轴转动的作用下，内侧杆阻块向下偏转并将转矩传递给臂杆，由于臂杆绕上杆轴产生转动，最终阻断块在臂杆的推动下，以与前支撑侧板的滚动轴承连接处为轴心转动；

同时，在活塞杆运动过程中，活塞杆上的限位传感器将到位信号反馈给PLC系统，当活塞杆到达指定位置时，即此时阻断位置到真空腔处开口重合，系统停止动作，阻断异常质子束流。

本实用新型的有益效果：本实用新型能够在束流非正常状态下，通过阻断器驱动装置中的气缸推动活塞杆行程动作从而带动连杆机构联动，即带动阻断块实现对束流进行快速阻断功能，有效提高了质子医疗设备运行的安全性及可靠性，保证了患者和工作人员的安全。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型中的阻断器驱动装置正面示意图；

图3为本实用新型中的阻断器驱动装置背面示意图；

图4为本实用新型阻断器驱动装置中的盒体内部局部示意图；

图5为本实用新型中的气缸驱动结构结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，如图1、图2以及图3所示，包括真空腔支撑装置、安装在真空腔支撑装置上的真空腔7、以及安装在真空腔7上的阻断器驱动装置。

如图1所示，所述真空腔支撑装置包括下部支撑板1、与下部支撑板1垂直的一对侧向支撑板3、与下部支撑板1和侧向支撑板3均垂直的中央支撑板2、以及与下部支撑板1平行的上部支撑板4；其中，上部支撑板4、下部支撑板1分别与一对侧向支撑板3的上、下端面连接，中央支撑板2位于一对侧向支撑板3之间，且与上部支撑板4、下部支撑板1、一对侧向支撑板3连接。

如图1所示，所述真空腔7通过腔体两侧的真空腔支撑块6以及支撑调节杆5安装在上部支撑板4上。

如图2、图3所示，所述阻断器驱动装置安装在真空腔盖板8上，其中，在真空腔盖板8的前后侧通过销钉11固定安装有用于辅助阻断块9运动的前支撑侧板10和后支撑侧板21，且前支撑侧板10和后支撑侧板21均与阻断块9通过滚动轴承连接；在真空腔盖板8上部安装有盒体20，盒体20的前后面上分别设置有共中心轴的轴承法兰13和末端轴承法兰19。

如图3、图4、图5所示，所述的轴承法兰13和末端轴承法兰19分别与杆轴25的中部和端部分别对应转动连接，其中，杆轴25的尾部伸出盒体20；另外，在杆轴25的中部和尾部分别一一对应固定有内侧杆阻块26和外侧杆阻块14。进一步的，所述外侧杆阻块14下部安装有滚轮27且与真空腔盖板8接触，且在外侧杆阻块14两侧安装有限位开关12，通过限位开关12上的压力传感器实时监测外侧杆阻块14的摆动状态。内侧杆阻块26一端通过上杆轴24与臂杆23上端转动连接，臂杆23下端与阻断块9通过下杆轴22连接。

如图2、图5所示，在真空腔盖板8上还安装有气缸驱动结构。具体的说，该气缸驱动结构包括气缸缸体17，所述气缸缸体17上设置有缸体套圈28，缸体套圈28与固定安装在真空腔盖板8上的缸体基座18转动连接，气缸缸体17上还设置有气源接口16，用来控制工作介质的量。另外，气缸缸体17中的活塞杆15的尾部与外侧杆阻块14上端采用转动连接方式,活塞杆15上设有限位传感器。

本实用新型中，阻动器驱动装置包括阻断块9、限位开关12、外侧杆阻块14、气缸的活塞杆15、气缸缸体17、缸体基座18、臂杆23、上杆轴24、杆轴25、内侧杆阻块26。具体的工作原理是：所述气缸缸体17的气源接口16与PLC控制的气缸装置相连接，若束流监测过程中发现束流异常，PLC控制气源进去气缸缸体17并推动活塞杆15的运动，活塞杆15的伸缩运动又带动外侧杆阻块14的角度偏转，从而驱动杆轴25的转动。同理，内侧杆阻块26与杆轴25为固定连接，在杆轴25转动的作用下，内侧杆阻块26向下偏转并将转矩传递给臂杆23，由于臂杆23绕上杆轴24产生转动，最终阻断块9在臂杆23的推动下，以与前支撑侧板10的滚动轴承连接处为轴心转动。同时，在活塞杆15运动过程中，活塞杆15上的限位传感器将到位信号反馈给PLC系统，当活塞杆15到达指定位置时，即此时阻断块9位置到真空腔7处开口重合，系统停止动作，以实现快速阻断异常质子束流的功能。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型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实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，其特征在于：包括真空腔支撑装置、安装在真空腔支撑装置上的真空腔、以及安装在真空腔上的阻断器驱动装置；

所述阻断器驱动装置安装在真空腔盖板上，在所述真空腔盖板的前后侧通过销钉固定安装有用于辅助阻断块运动的前支撑侧板和后支撑侧板，且前支撑侧板和后支撑侧板均与阻断块通过滚动轴承连接，所述阻断块位于真空腔内；

在真空腔盖板上部安装有盒体，所述盒体的前后面上分别设置有共中心轴的轴承法兰和末端轴承法兰，且所述轴承法兰和末端轴承法兰分别与杆轴的中部和端部分别对应转动连接，杆轴的尾部伸出盒体，在杆轴的中部和尾部分别固定有内侧杆阻块和外侧杆阻块，内侧杆阻块一端通过上杆轴与臂杆上端转动连接，臂杆下端与阻动块通过下杆轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，其特征在于：还包括气缸驱动结构，所述气缸驱动结构安装在真空腔盖板上，所述气缸驱动结构包括气缸缸体，在所述气缸缸体上设置有缸体套圈，缸体套圈与固定安装在真空腔盖板上的缸体基座转动连接，气缸缸体上还设置有气源接口，且气缸驱动结构中的活塞杆尾部与外侧杆阻块上端转动连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，其特征在于：所述真空腔支撑装置包括下部支撑板、与下部支撑板垂直的一对侧向支撑板、与下部支撑板和侧向支撑板均垂直的中央支撑板、以及与下部支撑板平行的上部支撑板。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，其特征在于：所述真空腔通过腔体两侧的真空腔支撑块以及支撑调节杆安装在真空腔支撑装置的上部支撑杆上。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于超导质子治疗装置中的束流阻断机构，其特征在于：所述外侧杆阻块下部安装有滚轮，该滚轮与真空腔盖板接触，在位于外侧杆阻块两侧安装有限位开关，并通过开关上的压力传感器实时监测外侧杆阻块的摆动状态。