CN220820294U - 一种分段式结构耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分段式结构耦合器，包括：陶瓷窗组件、下扼组件、上扼组件和法兰组件，其中，陶瓷窗组件的下端连接有第一法兰；下扼组件设于陶瓷窗组件的下方，第二法兰连接在下扼组件的上端；上扼组件设于陶瓷窗组件的上方，第三法兰连接在上扼组件的下端，陶瓷窗组件、下扼组件和上扼组件的内部依次连通通过中空螺栓连接；第一法兰、第二法兰和第三法兰之间依次通过法兰螺栓连接。本实用新型采用可分离拆卸的陶瓷窗组件和法兰组件，即使陶瓷窗坏了，也可以单独的更换维修陶瓷窗组件，其余的零部件均可保留使用，使陶瓷窗组件与其他部件通过法兰组件连接，即保证了真空密封性，也大大降低了维修成本，具有较强的应用意义。

Description

一种分段式结构耦合器

技术领域

本实用新型涉及耦合器的技术领域，尤其涉及一种分段式结构耦合器。

背景技术

窗耦合器是一种用于光通信系统中的光耦合器，用于将光信号从一个光波导传输到另一个光波导。它通常由两个光波导之间的耦合区域组成，其中一个光波导是输入波导，另一个是输出波导。陶瓷窗耦合器是一种窗耦合器的特殊类型，它使用陶瓷材料作为耦合区域。陶瓷材料具有优异的光学性能和机械性能，因此在光通信系统中广泛应用，然而陶瓷的韧性差，在高功率输入耦合器运行过程中极易损坏，一旦陶瓷窗破裂，将会导致整个粒子加速器无法运行，需要花费很大的人力和物力去修复。

现有技术是采用一体式焊接陶瓷窗耦合器，如此整体统一性良好确实可以保护陶瓷窗，然而存在以下的问题：

一方面此类陶瓷窗耦合器采用的是一体式焊接工艺加工而成，所有拼接处均采用真空钎焊连接，这就使得陶瓷窗组件的维修变得异常困难，在使用过程中，发生超频或者电压升值过快，陶瓷窗非常容易被电弧打坏，一旦发生，整个耦合器就基本报废，这就使得整个耦合器经济性非常低。

另一方面要保证良好的真空密封性，因此此类一体式焊接陶瓷窗耦合器对焊接的工艺要求极高，在焊接过程中难免会有损坏陶瓷窗的情况发生。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种分段式结构耦合器。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种分段式结构耦合器，其中，包括：

陶瓷窗组件，所述陶瓷窗组件具有一沿第一方向设置的内侧支撑管，所述内侧支撑管的内壁的上端设有内螺纹；

下扼组件，所述下扼组件设于所述陶瓷窗组件的下方，所述下扼组件的上端开设有一沿所述第一方向设置的内螺纹孔，所述内螺纹孔正对所述内侧支撑管的所述内螺纹设置；

上扼组件，所述上扼组件设于所述陶瓷窗组件的上方，所述上扼组件的下端开设有一沿所述第一方向设置的通孔，所述通孔正对所述内侧支撑管的所述内螺纹设置，所述内侧支撑管的所述内螺纹、所述下扼组件的所述内螺纹孔和所述上扼组件的所述通孔依次连通形成一连接通道；

法兰组件，所述法兰组件包括：第一法兰、第二法兰和第三法兰，所述第一法兰连接在所述陶瓷窗组件的下端，所述第二法兰连接在所述下扼组件的上端，所述第三法兰连接在所述上扼组件的下端，所述第一法兰、所述第二法兰和所述第三法兰之间依次通过法兰螺栓连接。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述陶瓷窗组件的下端与所述下扼组件的上端嵌套连接，所述陶瓷窗组件的上端与所述上扼组件的下端嵌套连接。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述陶瓷窗组件的下端具有第一卡槽部，所述陶瓷窗组件的上端具有第二卡槽部，所述下扼组件的上端具有第一卡台部，所述上扼组件的下端具有第二卡台部，所述第一卡槽部与所述第一卡台部相配合，所述第二卡槽部与所述第二卡台部相配合。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述下扼组件的上端还具有第一高频槽部，所述上扼组件的下端还具有第二高频槽部，所述第一高频槽部和所述第二高频槽部均呈环状结构，所述第一高频槽部的上端抵于所述陶瓷窗组件的下端，所述第二高频槽部的下端抵于所述陶瓷窗组件的上端。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述第一法兰的下端开设有第一刀口，所述第二法兰的上端开设有正对所述第一刀口的第二刀口，所述第一刀口与所述第二刀口相配合。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述陶瓷窗组件还包括：外侧支撑管，所述外侧支撑管套设在环状陶瓷板的外部，所述内侧支撑管设于所述环状陶瓷板的内部，所述第一法兰套设在所述外侧支撑管的下端的外部，所述内侧支撑管的下端和所述外侧支撑管的下端均与所述下扼组件的上端连接，所述内侧支撑管的上端和所述外侧支撑管的上端均与所述上扼组件的下端连接。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述下扼组件还包括：内导体下扼和外导体下扼，所述外导体下扼套设在所述内导体下扼的外部，所述外导体下扼的上端与所述外侧支撑管的下端连接，所述内导体下扼的上端与所述内侧支撑管的下端连接，所述内螺纹孔开设在所述内导体下扼的上端并正对所述内侧支撑管的所述内螺纹，所述第二法兰套设在所述外导体下扼的上端的外部。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述上扼组件还包括：内导体上扼和外导体上扼，所述外导体上扼套设在所述内导体上扼的外部，所述外导体上扼的下端与所述外侧支撑管的上端连接，所述内导体上扼的下端与所述内侧支撑管的上端连接，所述通孔开设在所述内导体上扼的内部并正对所述内侧支撑管的所述内螺纹，所述第三法兰套设在所述外导体上扼的下端的外部。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述内侧支撑管的所述内螺纹上安装有第一不锈钢螺纹套，所述内导体下扼的所述内螺纹孔上安装有第二不锈钢螺纹套。

上述的一种分段式结构耦合器，其中，所述内导体下扼的上端开设有橡胶密封槽，所述橡胶密封槽呈环状结构，所述橡胶密封槽的上端抵于所述内侧支撑管的下端。

本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本实用新型采用可分离拆卸的陶瓷窗组件，即使陶瓷窗被电弧打坏了，也可以针对陶瓷窗组件这一部分进行单独的更换维修，其余的零部件均可保留使用。

(2)本实用新型采用法兰组件，使陶瓷窗组件与其他部件通过法兰组件连接，即保证了真空密封性，也大大降低了维修成本，具有较强的应用意义。

附图说明

图1是本实用新型的分段式结构耦合器的示意图。

图2是本实用新型的图1的A-A的剖视的示意图。

图3是本实用新型的分段式结构耦合器的俯视图的示意图。

图4是本实用新型的图2的I的局部放大的示意图。

图5是本实用新型的外导体上扼的剖视的示意图。

图6是本实用新型的内导体上扼的剖视的示意图。

图7是本实用新型的陶瓷窗组件的剖视的示意图。

图8是本实用新型的外导体下扼的剖视的示意图。

图9是本实用新型的图8的Ⅲ的局部放大的示意图。

图10是本实用新型的内导体下扼的剖视的示意图。

图11是本实用新型的图10的Ⅱ的局部放大的示意图。

图12是本实用新型的耦合环的正视和侧视的示意图。

图13是本实用新型的下扼组件的剖视的示意图。

附图中：1、第三法兰；2、第一法兰；3、第二法兰；4、外导体上扼；5、内导体下扼；6、内导体上扼；7、同轴馈管插芯组件；8、上扼组件；9、陶瓷窗组件；10、外导体下扼；11、耦合环；12、环状陶瓷板；13、高频弹簧；14、铜垫圈；15、氟橡胶；16、第二高频槽部；17、第二卡台部；18、第二卡槽部；19、第一不锈钢螺纹套；20、第一卡槽部；21、第一刀口；22、第一卡台部；23、第一高频槽部；24、第二刀口；25、第二不锈钢螺纹套；26、橡胶密封槽；27、内侧支撑管；28、外侧支撑管；29、下扼组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定，图1是本实用新型的分段式结构耦合器的示意图；图2是本实用新型的图1的A-A的剖视的示意图；图3是本实用新型的分段式结构耦合器的俯视图的示意图；图4是本实用新型的图2的I的局部放大的示意图；图5是本实用新型的外导体上扼的剖视的示意图；图6是本实用新型的内导体上扼的剖视的示意图；图7是本实用新型的陶瓷窗组件的剖视的示意图；图8是本实用新型的外导体下扼的剖视的示意图；图9是本实用新型的图8的Ⅲ的局部放大的示意图；图10是本实用新型的内导体下扼的剖视的示意图；图11是本实用新型的图10的Ⅱ的局部放大的示意图；图12是本实用新型的耦合环的正视和侧视的示意图；图13是本实用新型的下扼组件的剖视的示意图，参见图1至图13所示，示出较佳实施例的分段式结构耦合器，包括：陶瓷窗组件9、下扼组件29、上扼组件8和法兰组件，其中，陶瓷窗组件9具有一沿第一方向设置的内侧支撑管27，第一方向是指如图2所示从上至下的方向，内侧支撑管27的内壁的上端设有内螺纹；下扼组件29设于陶瓷窗组件9的下方，下扼组件29的上端开设有一沿第一方向设置的内螺纹孔，内螺纹孔正对内侧支撑管27的内螺纹设置；上扼组件8设于陶瓷窗组件9的上方，上扼组件8的下端开设有一沿第一方向设置的通孔，通孔正对内侧支撑管27的内螺纹设置，内侧支撑管27的内螺纹、下扼组件29的内螺纹孔和上扼组件8的通孔依次连通形成一连接通道，在连通通道内安装中空螺栓以连接陶瓷窗组件9和下扼组件29；法兰组件包括：第一法兰2、第二法兰3和第三法兰1，第一法兰2连接在陶瓷窗组件9的下端，第二法兰3连接在下扼组件29的上端，第三法兰1连接在上扼组件8的下端，第一法兰2、第二法兰3和第三法兰1之间依次通过法兰螺栓连接，若后期使用过程中陶瓷窗损坏需要进行维修，通过拆卸法兰螺栓组合和中空螺栓，取下陶瓷窗组件9之后更换新的陶瓷窗组件9即可。

在一种优选的实施例中，陶瓷窗组件9的下端与下扼组件29的上端嵌套连接，陶瓷窗组件9的上端与上扼组件8的下端嵌套连接。

在一种优选的实施例中，如图7所示，陶瓷窗组件9的下端具有第一卡槽部20，陶瓷窗组件9的上端具有第二卡槽部18，如图8所示，下扼组件29的上端具有第一卡台部22，如图5和图6所示，上扼组件8的下端具有第二卡台部17，第一卡槽部20与第一卡台部22相配合，第二卡槽部18与第二卡台部17相配合，以形成定位作用。

在一种优选的实施例中，如图8至图11所示，下扼组件29的上端还具有第一高频槽部23，如图5和图6所示，上扼组件8的下端还具有第二高频槽部16，第一高频槽部23和第二高频槽部16均呈环状结构，第一高频槽部23的上端抵于陶瓷窗组件9的下端，第二高频槽部16的下端抵于陶瓷窗组件9的上端。

进一步，如图4所示，第一高频槽部23和第二高频槽部16均安装有高频弹簧13，起到控制分段式结构耦合器的运动的作用，保证弹簧在高频运动下不会出现受力不均和发生歪曲的问题。

在一种优选的实施例中，第一法兰2的下端开设有第一刀口21，第二法兰3的上端开设有正对第一刀口21的第二刀口24，第一刀口21和第二刀口24均呈环状结构，第一刀口21与第二刀口24相配合。

进一步，如图4所示，第一刀口21和第二刀口24内均安装有铜垫圈14，第一法兰2、第二法兰3和第三法兰1通过法兰螺栓连接，第一法兰2和第二法兰3在螺栓力的影响下通过挤压铜垫圈14达到真空密封。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。

本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：

在一种优选的实施例中，陶瓷窗组件9还包括：外侧支撑管28，外侧支撑管28通过钎焊连接在环状陶瓷板12的外部，内侧支撑管27通过钎焊连接在环状陶瓷板12的内部，第一法兰2通过钎焊连接在外侧支撑管28的下端的外部，内侧支撑管27的下端和外侧支撑管28的下端均与下扼组件29的上端连接，内侧支撑管27的上端和外侧支撑管28的上端均与上扼组件8的下端连接。

在一种优选的实施例中，下扼组件29还包括：内导体下扼5和外导体下扼10，外导体下扼10套设在内导体下扼5的外部，外导体下扼10的上端与外侧支撑管28的下端连接，内导体下扼5的上端与内侧支撑管27的下端连接，内螺纹孔开设在内导体下扼5的上端并正对内侧支撑管27的内螺纹，第二法兰3套设在外导体下扼10的上端的外部。

进一步，内导体下扼5的下端和外导体下扼10的下端通过耦合环11连接，如图12所示，耦合环11呈“U”形结构，如图13所示，耦合环11的一端通过钎焊连接在内导体下扼5的下端，耦合环11的另一端通过钎焊连接在外导体下扼10的下端以形成下扼组件29，在正常使用时，下扼组件29与超导腔体连接。

在一种优选的实施例中，上扼组件8还包括：内导体上扼6和外导体上扼4，外导体上扼4套设在内导体上扼6的外部，外导体上扼4的下端与外侧支撑管28的上端连接，内导体上扼6的下端与内侧支撑管27的上端连接，通孔开设在内导体上扼6的内部并正对内侧支撑管27的内螺纹，第三法兰1套设在外导体上扼4的下端的外部。

进一步，内导体上扼6与外导体上扼4通过同轴馈管插芯组件7连接，内导体上扼6的上端与同轴馈管插芯组件7的下端连接，外导体上扼4的上端与同轴馈管插芯组件7的上端连接以形成上扼组件8，在正常使用时，上扼组件8与功率源连接。

在一种优选的实施例中，内侧支撑管27的内螺纹上安装有第一不锈钢螺纹套19，内导体下扼5的内螺纹孔上安装有第二不锈钢螺纹套25，从第一不锈钢螺纹套19内穿过一颗圆柱头螺丝与第二不锈钢螺纹套25连接。

在一种优选的实施例中，内导体下扼5的上端开设有橡胶密封槽26，橡胶密封槽26呈环状结构，橡胶密封槽26的上端抵于内侧支撑管27的下端。

进一步，橡胶密封槽26内安装有氟橡胶15，通过从第一不锈钢螺纹套19内穿过一颗圆柱头螺丝与第二不锈钢螺纹套25连接形成的螺丝挤压力挤压氟橡胶15，形成真空密封。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分段式结构耦合器，其特征在于，包括：

陶瓷窗组件，所述陶瓷窗组件具有一沿第一方向设置的内侧支撑管，所述内侧支撑管的内壁的上端设有内螺纹；

下扼组件，所述下扼组件设于所述陶瓷窗组件的下方，所述下扼组件的上端开设有一沿所述第一方向设置的内螺纹孔，所述内螺纹孔正对所述内侧支撑管的所述内螺纹设置；

上扼组件，所述上扼组件设于所述陶瓷窗组件的上方，所述上扼组件的下端开设有一沿所述第一方向设置的通孔，所述通孔正对所述内侧支撑管的所述内螺纹设置，所述内侧支撑管的所述内螺纹、所述下扼组件的所述内螺纹孔和所述上扼组件的所述通孔依次连通形成一连接通道；

法兰组件，所述法兰组件包括：第一法兰、第二法兰和第三法兰，所述第一法兰连接在所述陶瓷窗组件的下端，所述第二法兰连接在所述下扼组件的上端，所述第三法兰连接在所述上扼组件的下端，所述第一法兰、所述第二法兰和所述第三法兰之间依次通过法兰螺栓连接。

2.根据权利要求1中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述陶瓷窗组件的下端与所述下扼组件的上端嵌套连接，所述陶瓷窗组件的上端与所述上扼组件的下端嵌套连接。

3.根据权利要求2中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述陶瓷窗组件的下端具有第一卡槽部，所述陶瓷窗组件的上端具有第二卡槽部，所述下扼组件的上端具有第一卡台部，所述上扼组件的下端具有第二卡台部，所述第一卡槽部与所述第一卡台部相配合，所述第二卡槽部与所述第二卡台部相配合。

4.根据权利要求2中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述下扼组件的上端还具有第一高频槽部，所述上扼组件的下端还具有第二高频槽部，所述第一高频槽部和所述第二高频槽部均呈环状结构，所述第一高频槽部的上端抵于所述陶瓷窗组件的下端，所述第二高频槽部的下端抵于所述陶瓷窗组件的上端。

5.根据权利要求1中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述第一法兰的下端开设有第一刀口，所述第二法兰的上端开设有正对所述第一刀口的第二刀口，所述第一刀口与所述第二刀口相配合。

6.根据权利要求1中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述陶瓷窗组件还包括：外侧支撑管，所述外侧支撑管套设在环状陶瓷板的外部，所述内侧支撑管设于所述环状陶瓷板的内部，所述第一法兰套设在所述外侧支撑管的下端的外部，所述内侧支撑管的下端和所述外侧支撑管的下端均与所述下扼组件的上端连接，所述内侧支撑管的上端和所述外侧支撑管的上端均与所述上扼组件的下端连接。

7.根据权利要求6中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述下扼组件还包括：内导体下扼和外导体下扼，所述外导体下扼套设在所述内导体下扼的外部，所述外导体下扼的上端与所述外侧支撑管的下端连接，所述内导体下扼的上端与所述内侧支撑管的下端连接，所述内螺纹孔开设在所述内导体下扼的上端并正对所述内侧支撑管的所述内螺纹，所述第二法兰套设在所述外导体下扼的上端的外部。

8.根据权利要求6中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述上扼组件还包括：内导体上扼和外导体上扼，所述外导体上扼套设在所述内导体上扼的外部，所述外导体上扼的下端与所述外侧支撑管的上端连接，所述内导体上扼的下端与所述内侧支撑管的上端连接，所述通孔开设在所述内导体上扼的内部并正对所述内侧支撑管的所述内螺纹，所述第三法兰套设在所述外导体上扼的下端的外部。

9.根据权利要求7中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述内侧支撑管的所述内螺纹上安装有第一不锈钢螺纹套，所述内导体下扼的所述内螺纹孔上安装有第二不锈钢螺纹套。

10.根据权利要求7中所述的一种分段式结构耦合器，其特征在于，所述内导体下扼的上端开设有橡胶密封槽，所述橡胶密封槽呈环状结构，所述橡胶密封槽的上端抵于所述内侧支撑管的下端。