【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及低溫加速器，尤其涉及一種用于射頻加速腔的冷卻裝置。
技術介紹
1、射頻加速腔是在真空環境下用加速腔中的微波電場對粒子束進行加速的一種裝置，射頻加速腔常用的材料是無氧銅，因為低溫(30-77k)可降低無氧銅的表面阻抗和表面硬度，降低腔體射頻損耗，提升表面電場梯度，可以有效地縮減加速腔體的長度，故而無氧銅材質的射頻加速腔被廣泛應用。現有技術中射頻加速腔一般采用低溫制冷機進行冷卻，僅需將冷頭與需要冷卻的裝置有效連接起來即可，然而，無氧銅材質受低溫影響會進行收縮，即射頻加速腔的腔體會隨著溫度的變化而產生變化，在冷卻過程中，射頻加速腔收縮會導致其與低溫制冷機之間的連接被破壞，導致連接處產生應力集中或結構失效的問題；另外，低溫制冷機在作業過程中會產生振動，該振動會對射頻加速腔產生一定影響，進而影響到其正常作業。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種用于射頻加速腔的冷卻裝置，用以解決現有技術中射頻加速腔連接處應力集中或結構失效的缺陷，通過柔性導冷帶來連接低溫射頻加速腔和低溫制冷機，柔性導冷帶可以隨著射頻加速腔的變化而同步形變，不會破壞射頻加速腔和低溫制冷機之間連接，可以解決連接處應力集中或結構失效的問題。
2、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，包括：
3、低溫真空腔，所述射頻加速腔設于所述低溫真空腔內，所述低溫真空腔包括低溫饋入口、粒子進口和粒子出口；所述粒子進口設置于低溫真空腔的一端，并與所述射頻加速腔的進口端相對應連接，所述粒子出口設置于低溫真空
4、低溫制冷機，設于所述低溫饋入口處，用于對所述射頻加速腔進行冷卻降溫；
5、至少一個柔性導冷帶，所述柔性導冷帶的一端與所述低溫制冷機連接，另一端與所述射頻加速腔連接，所述低溫制冷機與所述射頻加速腔適于通過所述柔性導冷帶柔性連接。
6、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，還包括導冷塊，所述導冷塊沿所述射頻加速腔的長度方向貼設于所述射頻加速腔，所述柔性導冷帶通過所述導冷塊與所述射頻加速腔連接。
7、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，所述柔性導冷帶設有多個，多個所述柔性導冷帶的一側與所述導冷塊連接，并沿所述導冷塊的長度方向間隔布設，多個所述柔性導冷帶的另一側連接于所述低溫制冷機；
8、在設有多個柔性導冷帶的情況下，所述冷卻裝置還包括多個溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述柔性導冷帶相對應，并設于所述柔性導冷帶，所述溫度傳感器用于監測所述柔性導冷帶的溫度。
9、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，還包括加熱組件，所述加熱組件設于所述低溫制冷機與所述柔性導冷帶之間，所述加熱組件基于所述溫度傳感器監測到的溫度，調控所述低溫制冷機對所述射頻加速腔的降溫速度。
10、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，所述低溫真空腔還包括柔性連接件和中心調節部件，所述中心調節部件設于所述低溫真空腔的上表面，所述柔性連接件的一端與所述中心調節部件連接，另一端與所述射頻加速腔連接，所述中心調節部件和所述柔性連接件用于懸掛所述射頻加速腔。
11、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，所述中心調節部件包括上法蘭、下法蘭、調節波紋管和支撐導桿，所述調節波紋管設于所述上法蘭和所述下法蘭之間，所述下法蘭背離所述調節波紋管的一端與所述低溫真空腔的上表面連接，所述柔性連接件穿設所述下法蘭和所述調節波紋管后與所述上法蘭連接；所述支撐導桿與所述調節波紋管間隔平行設置，所述支撐導桿一端與所述上法蘭滑動配合，另一端與所述下法蘭滑動配合。
12、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，所述支撐導桿沿自身長度方向設有長度標識，所述長度標識用于表征所述調節波紋管的壓縮量。
13、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，還包括減震波紋管和減震支撐桿，所述減震波紋管套設于所述低溫制冷機，所述減震波紋管一端與所述低溫制冷機的肩部抵接，另一端與所述低溫饋入口處的法蘭抵接；所述減震支撐桿與所述減震波紋管間隔平行設置，所述減震支撐桿的一端與所述低溫制冷機滑動配合，另一端與所述低溫饋入口處的法蘭滑動配合。
14、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，還包括第一隔熱波導組件和第二隔熱波導組件，所述第一隔熱波導組件通過所述低溫真空腔與所述射頻加速腔的功率進口端連通，所述第一隔熱波導組件用于功率饋入；所述第二隔熱波導組件通過所述低溫真空腔與所述射頻加速腔的功率出口端連通，所述第二隔熱波導組件用于功率饋出。
15、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，還包括進口端隔熱波紋管和出口端隔熱波紋管，所述進口端隔熱波紋管設于所述粒子進口端和所述射頻加速腔的進口端之間，所述出口端隔熱波紋管設于所述粒子出口端和所述射頻加速腔的出口端之間。
16、本專利技術提供的用于射頻加速腔的冷卻裝置，通過柔性導冷帶來連接射頻加速腔和低溫制冷機，這樣，一方面，柔性導冷帶可以用于低溫制冷機與射頻加速腔之間熱量的傳遞；另一方面，柔性導冷帶可以起到柔性連接的作用，這樣，一則可以避免低溫制冷機在作業過程中所產生的振動傳遞至射頻加速腔上，二則，柔性導冷帶在溫度變化過程中可以隨射頻加速腔的體積變化產生相應的形變，進而可以抵消射頻加速腔在體積變化過程中對連接處的影響。
17、相比于現有技術，本專利技術提供的冷卻裝置，通過柔性導冷帶來連接低溫射頻加速腔和低溫制冷機，這樣，在冷卻降溫的過程中，即使射頻加速腔因為無氧銅材質而導致體積發生變化，柔性導冷帶也可以隨著射頻加速腔的變化而同步形變，這樣不會對射頻加速腔和柔性導冷帶的連接處以及低溫制冷機和柔性導冷帶的連接處產生任何影響，換而言之，這樣不會破壞射頻加速腔和低溫制冷機之間連接，可以解決連接處應力集中或結構失效的問題，可以大大提高冷卻裝置的穩定性。
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1.一種用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，還包括導冷塊(008)，所述導冷塊(008)沿所述射頻加速腔(001)的長度方向貼設于所述射頻加速腔(001)，所述柔性導冷帶(007)通過所述導冷塊(008)與所述射頻加速腔(001)連接。
3.根據權利要求2所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，所述柔性導冷帶(007)設有多個，多個所述柔性導冷帶(007)的一側與所述導冷塊(008)連接，并沿所述導冷塊(008)的長度方向間隔布設，多個所述柔性導冷帶(007)的另一側連接于所述低溫制冷機(006)；
4.根據權利要求3所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，還包括加熱組件，所述加熱組件設于所述低溫制冷機(006)與所述柔性導冷帶(007)之間，所述加熱組件基于所述溫度傳感器監測到的溫度，調控所述低溫制冷機(006)對所述射頻加速腔(001)的降溫速度。
5.根據權利要求1所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，所述低溫真空腔(002)還包括柔性連接件
6.根據權利要求5所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，所述中心調節部件(010)包括上法蘭(011)、下法蘭(012)、調節波紋管(013)和支撐導桿(014)，所述調節波紋管(013)設于所述上法蘭(011)和所述下法蘭(012)之間，所述下法蘭(012)背離所述調節波紋管(013)的一端與所述低溫真空腔(002)的上表面連接，所述柔性連接件(009)穿設所述下法蘭(012)和所述調節波紋管(013)后與所述上法蘭(011)連接；所述支撐導桿(014)與所述調節波紋管(013)間隔平行設置，所述支撐導桿(014)一端與所述上法蘭(011)滑動配合，另一端與所述下法蘭(012)滑動配合。
7.根據權利要求6所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，所述支撐導桿(014)沿自身長度方向設有長度標識，所述長度標識用于表征所述調節波紋管(013)的壓縮量。
8.根據權利要求1至7任一項所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，還包括減震波紋管(015)和減震支撐桿(016)，所述減震波紋管(015)套設于所述低溫制冷機(006)，所述減震波紋管(015)一端與所述低溫制冷機(006)的肩部抵接，另一端與所述低溫饋入口(003)處的法蘭抵接；所述減震支撐桿(016)與所述減震波紋管(015)間隔平行設置，所述減震支撐桿(016)的一端與所述低溫制冷機(006)滑動配合，另一端與所述低溫饋入口(003)處的法蘭滑動配合。
9.根據權利要求1至7任一項所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，還包括第一隔熱波導組件(017)和第二隔熱波導組件(018)，所述第一隔熱波導組件(017)通過所述低溫真空腔(002)與所述射頻加速腔(001)的功率進口端連通，所述第一隔熱波導組件(017)用于功率饋入；所述第二隔熱波導組件(018)通過所述低溫真空腔(002)與所述射頻加速腔(001)的功率出口端連通，所述第二隔熱波導組件(018)用于功率饋出。
10.根據權利要求1至7任一項所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，還包括進口端隔熱波紋管(019)和出口端隔熱波紋管(020)，所述進口端隔熱波紋管(019)設于所述粒子進口(004)端和所述射頻加速腔(001)的進口端之間，所述出口端隔熱波紋管(020)設于所述粒子出口(005)端和所述射頻加速腔(001)的出口端之間。
...【技術特征摘要】
1.一種用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，還包括導冷塊(008)，所述導冷塊(008)沿所述射頻加速腔(001)的長度方向貼設于所述射頻加速腔(001)，所述柔性導冷帶(007)通過所述導冷塊(008)與所述射頻加速腔(001)連接。
3.根據權利要求2所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，所述柔性導冷帶(007)設有多個，多個所述柔性導冷帶(007)的一側與所述導冷塊(008)連接，并沿所述導冷塊(008)的長度方向間隔布設，多個所述柔性導冷帶(007)的另一側連接于所述低溫制冷機(006)；
4.根據權利要求3所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，還包括加熱組件，所述加熱組件設于所述低溫制冷機(006)與所述柔性導冷帶(007)之間，所述加熱組件基于所述溫度傳感器監測到的溫度，調控所述低溫制冷機(006)對所述射頻加速腔(001)的降溫速度。
5.根據權利要求1所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，所述低溫真空腔(002)還包括柔性連接件(009)和中心調節部件(010)，所述中心調節部件(010)設于所述低溫真空腔(002)的上表面，所述柔性連接件(009)的一端與所述中心調節部件(010)連接，另一端與所述射頻加速腔(001)連接，所述中心調節部件(010)和所述柔性連接件(009)用于懸掛所述射頻加速腔(001)。
6.根據權利要求5所述的用于射頻加速腔的冷卻裝置，其特征在于，所述中心調節部件(010)包括上法蘭(011)、下法蘭(012)、調節波紋管(013)和支撐導桿(014)，所述調節波紋管(013)設于所述上法蘭(011)和所述下法蘭(012)之間，所述下法蘭(012)背離所述調節波紋管(013)的一端與所述低溫真空腔(002)的上表面連接，所述柔性連接件(009)穿設所述下法蘭...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊敏，趙全堂，徐然，喻鵬，張子民，趙紅衛，
申請(專利權)人：中國科學院近代物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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