CN207560430U - 一种水冷真空室 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水冷真空室，用于传输加速器产生的大流强的束流，包括内部为空心圆筒状的传输所述束流的真空室(5)，还包括设置在所述真空室(5)外围设置带有水冷管(2)的导热板(3)。采用本实用新型所述的水冷真空室，具有结构简单，维修简便，散热效果良好的优点，同时真空室的密封性及刚性不受影响，能够保证大流强的束流的传输，避免了水冷管漏水、破裂对束流传输的影响。

Description

一种水冷真空室

技术领域

本实用新型属于加速器束流传输技术领域，具体涉及一种水冷真空室。

背景技术

加速器是一种使带电粒子增加速度(动能)的装置。加速器可用于原子核实验、放射性医学、放射性化学、放射性同位素的制造、非破坏性探伤等。在加速器领域中，往往要进行大流强的束流(即带电粒子束流)传输，因为束流功率太大，杂散束流轰击到传输用的真空管道的管道壁上，导致管道发热，所以真空管道需要冷却。现有的真空管道的水冷真空室分为内水冷和外水冷两种结构。内水冷方案是在真空室内部布置水冷套。这个结构带来很多比较麻烦的问题，例如把冷却水引入真空内的接头容易漏水，甚至真空内的冷却水管容易被束流打漏等。常见的外水冷结构是把方形水冷铜管螺旋状绕制在真空室外壁上，然后再银焊在一起。这种结构一则不够美观，而且真空室在加工成型后再在外壁进行大面积的银焊，容易导致焊接变形、甚至导致真空焊缝撕裂。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种冷却管安装牢固，散热效果好，同时不影响真空室的密封性的水冷真空室装置。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种水冷真空室，用于传输加速器产生的大流强的束流，包括内部为空心圆筒状的传输所述束流的真空室，其中，还包括设置在所述真空室外围设置带有水冷管的导热板。

进一步，所述真空室的横截面为圆形，外圆轴向的局部铣扁，沿圆周均布四处，从而在所述真空室外围形成4个冷却面，将所述导热板一一对应设置在所述冷却面上；所述真空室的内径为102mm、外径为108mm、长度为500mm；所述冷却面为长400mm、宽15mm的矩形贴合面。

进一步，所述导热板、冷却面之间通过导热银胶粘连。

更进一步，所述导热银胶的热传导率为25。

进一步，所述水冷管沿所述真空室的轴向、通过银焊设置在所述导热板上，每块所述导热板上设置一根水冷管，所述水冷管的外径为6mm、内径为4mm。

更进一步，所述水冷管的两端设有用于连接软管的卡套接头，各个所述水冷管通过所述卡套接头和软管串联在一起。

进一步，所述水冷管采用无氧铜材质材料，所述导热板也采用无氧铜材质材料。

进一步，还包括设置在所述真空室外围的卡紧件，所述卡紧件将所述水冷管、导热板、真空室固定在一起，并能起到对所述真空室的支撑作用。

进一步，还包括设置在所述真空室两端的密封法兰，用于连接所述真空室两端的所述束流的发送和接受设备；其中一个所述密封法兰采用固定方式设置，另一个所述密封法兰采用活动方式设置，以便安装时进行调整。

更进一步，所述密封法兰为CF法兰或通过O型密封圈进行密封的法兰。

本实用新型的有益效果有以下几点：

1.由于水冷管、导热板等都设置在真空室外围的冷却面上，结构简单，维修简便，散热效果良好；

2.由于水冷管、导热板等都设置在真空室外围，真空室的密封性及刚性不受影响，能够保证大流强的束流的传输，避免了水冷管漏水、破裂对束流传输的影响；

3.通过在导热板和冷却面之间设置导热银胶，使二者紧密连接，既保证了热传导的顺利进行，也避免了焊接连接方式可能对真空室造成的破坏，进一步保证了大流强的束流的安全传输；

4.通过卡紧件对真空室起到支撑作用，避免了在真空室上通过焊接设置支撑用的支脚可能对真空室造成的破坏。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中所述水冷真空室的示意图；

图中：1-密封法兰，2-水冷管，3-导热板，4-卡紧件，5-真空室，6-卡套接头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种水冷真空室，用于传输加速器产生的大流强的束流，包括密封法兰1、水冷管2、导热板3、卡紧件4、真空室5等部件。本实用新型专利所提供的水冷真空室适用于强流离子束。在每米束流损失20％情况下，对应流强20mA、束流能量400KeV的束流，束流的离子种类可以是H⁺、D⁺、O⁺等。工作状态真空度为10^-4Pa左右。

其中，真空室5的内部为空心圆筒状，用于传输由加速器产生的大流强的束流(即带电粒子束流)，水冷管2、导热板3设置在真空室5外围，依靠水冷管2中流动的冷却水将杂散束流沉积在真空室5的管道壁上的热量带走。

真空室5的横截面为圆形，在真空室的外圆沿轴向做局部位置的铣扁，铣扁位置沿真空室5外围圆周均匀布置，一共四处，从而在真空室5外围(外表面)形成4个冷却面，将导热板3(导热板3共4块)一一对应设置在冷却面上。导热板3与真空室5的冷却面之间通过导热银胶粘连在一起。导热银胶的热传导率为25。真空室5的内径为102mm、外径108mm、长度500mm，适用于通用加速器束流线。导热板3与真空室5的结合面(冷却面)为长400mm、宽15mm的矩形贴合面。

水冷管2的设置方向是沿真空室5的轴向，水冷管2通过银焊焊接设置在导热板3上，确保热传导良好，每块导热板3上设置一根水冷管2。水冷管2两端的管口设有用于连接软管的卡套接头6，4个水冷管2通过软管串联起来(软管与卡套接头6连接)。在本实用新型中，软管可以是塑料材质，软管与水冷管2上的卡套接头6相连(软管在附图中未标出)。水冷管2采用外径6mm、内径4mm的薄壁圆形铜管。

水冷管2采用无氧铜材质的材料制作，导热板3采用无氧铜材质的材料制作。

在真空室5外围设置有卡紧件4，卡紧件4将水冷管2、导热板3、真空室5固定在一起，在卡紧件4上还设置有支脚，使得卡紧件4还能起到对真空室5的支撑作用。

在真空室5两端通过密封焊接的方式设有密封法兰1，密封法兰1用于连接真空室5两端的束流的发送和接受设备。其中一个密封法兰1采用固定方式(焊接)设置在真空室5上，另一个密封法兰1采用活动方式(螺纹)设置在真空室5上，活动方式设置的密封法兰1可以在安装时提供调整余地，方便安装。密封法兰1为CF法兰或通过O型密封圈进行密封的法兰(开有用于设置标准O型橡胶密封圈的密封槽)。

本实用新型所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围。

Claims (10)

1.一种水冷真空室，用于传输加速器产生的大流强的束流，包括内部为空心圆筒状的传输所述束流的真空室(5)，其特征是：还包括设置在所述真空室(5)外围设置带有水冷管(2)的导热板(3)。

2.如权利要求1所述的水冷真空室，其特征是：所述真空室(5)的横截面为圆形，外圆轴向的局部铣扁，沿圆周均布四处，从而在所述真空室(5)外围形成4个冷却面，将所述导热板(3)一一对应设置在所述冷却面上；所述真空室(5)的内径为102mm、外径为108mm、长度为500mm；所述冷却面为长400mm、宽15mm的矩形贴合面。

3.如权利要求1所述的水冷真空室，其特征是：所述导热板(3)、冷却面之间通过导热银胶粘连。

4.如权利要求3所述的水冷真空室，其特征是：所述导热银胶的热传导率为25。

5.如权利要求2所述的水冷真空室，其特征是：所述水冷管(2)沿所述真空室(5)的轴向、通过银焊设置在所述导热板(3)上，每块所述导热板(3)上设置一根水冷管(2)，所述水冷管(2)的外径为6mm、内径为4mm。

6.如权利要求5所述的水冷真空室，其特征是：所述水冷管(2)的两端设有用于连接软管的卡套接头(6)，各个所述水冷管(2)通过所述卡套接头(6)和软管串联在一起。

7.如权利要求5所述的水冷真空室，其特征是：所述水冷管(2)采用无氧铜材质材料，所述导热板(3)也采用无氧铜材质材料。

8.如权利要求1所述的水冷真空室，其特征是：还包括设置在所述真空室(5)外围的卡紧件(4)，所述卡紧件(4)将所述水冷管(2)、导热板(3)、真空室(5)固定在一起，并能起到对所述真空室(5)的支撑作用。

9.如权利要求1所述的水冷真空室，其特征是：还包括设置在所述真空室(5)两端的密封法兰(1)，用于连接所述真空室(5)两端的所述束流的发送和接受设备；其中一个所述密封法兰(1)采用固定方式设置，另一个所述密封法兰(1)采用活动方式设置，以便安装时进行调整。

10.如权利要求9所述的水冷真空室，其特征是：所述密封法兰(1)为CF法兰或通过O型密封圈进行密封的法兰。