边耦合驻波加速管的制作方法、边耦合驻波加速管技术

本发明专利技术边耦合驻波加速管的制作方法涉及医用电子直线加速器领域，其目的是为了提供一种制作过程简单、制作出的加速管运行稳定性高的边耦合驻波加速管的制作方法，以及一种主加速腔无焊缝、腔体打火风险低、能够不受机加工成型条件限制的边耦合驻波加速管。本发明专利技术边耦合驻波加速管的制作方法包括通过3D打印技术制作一体成型的单周期加速腔体单元；将打印完成的单周期加速腔体单元进行第一次热处理；使用研磨材料对单周期加速腔体单元进行机械研磨抛光；对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗；将清洗后的单周期加速腔体单元进行装配，形成边耦合驻波加速管。

Fabrication method of edge coupled standing wave accelerating tube and edge coupled standing wave accelerating tube

The invention provides a preparation method of side coupled standing wave accelerating tube relates to the field of medical electron linear accelerator, its purpose is to provide a manufacturing method of a simple production process, making the accelerating tube side coupled wave stability of high acceleration tube, and a main cavity without welding seam, low risk, can not be lighter cavity side coupled wave conditions accelerating tube forming machine. The invention provides a preparation method of side coupled standing wave accelerating tube comprises a single cavity unit integrated production cycle is accelerated by 3D printing technology; printing will complete one cycle acceleration cavity unit for the first time for heat treatment; mechanical polishing of single cycle accelerating cavity unit use abrasive materials; the single cycle mechanical polishing after acceleration the cavity unit for cleaning; one cycle accelerating cavity unit after cleaning the assembly, the formation of edge coupled standing wave accelerating tube.

【技术实现步骤摘要】
边耦合驻波加速管的制作方法、边耦合驻波加速管
本专利技术涉及医用电子直线加速器领域，特别是涉及一种边耦合驻波加速管的制作方法、边耦合驻波加速管。
技术介绍
加速管是医用电子直线加速器的关键部件，它的作用是产生用于临床癌症治疗和成像的高能射线。目前很多医用电子加速管生产商都在采用边耦合的驻波加速管结构，边耦合腔设置在加速路径两侧，电子枪提供的电子，在主加速腔中微波场的作用下获得能量，并通过主加速腔中心的束流孔，到达加速管引出口，而其中的微波功率，却是通过主加速腔与边耦合腔间的耦合孔进行耦合传输。加速管是通过多个加速单元组成一条链而形成的。其中，单周期指组成链的各个加速单元具有相同的形状和尺寸，即具有相同的电参数。该结构生产工艺流程成熟，但是加工焊接过程繁琐而艰难，并且其在主加速腔内总会有一道焊缝，工艺稍有不慎就会使得整个腔体报废，或者严重影响腔体的微波性能。一般现在的加速管生产商的生产流程都是完全基于机加工及全钎焊工艺技术来完成，这就确定了腔体的加工和焊接必须独立分开来完成，且机械结构也受到精密加工设备的限制。例如，现有的加速管每个主加速腔赤道附近必须由两片先完成机加工的半腔后，再两者钎焊完成。另外，耦合孔也是先完成主加速腔加工后再反向掏空边腔形成出来的通孔，因此这种加工方式制作出来的耦合孔边缘总是带有尖锐的边角，这种结构类型的耦合孔会引起后期加速管不同程度的微波打火问题，严重制约着加速管的运行稳定性。此外，对于某些特殊需求的加速腔结构(例如重入式边腔结构等)，目前的机加工很难完成，还会借助于深冲压成形或者铸造成形来完成，但是这种成形技术会更加复杂，且在加速管生产领域的成品率很低。
技术实现思路
基于此，本专利技术要解决的技术问题是提供一种制作过程简单、制作出的加速管运行稳定性高的边耦合驻波加速管的制作方法，以及一种主加速腔无焊缝、腔体打火风险低、能够不受机加工成型条件限制的边耦合驻波加速管。一种边耦合驻波加速管的制作方法，在其中一个实施例中，包括以下步骤：通过3D打印技术制作一体成型的单周期加速腔体单元；将打印完成的单周期加速腔体单元进行第一次热处理；使用研磨材料对单周期加速腔体单元进行机械研磨抛光；对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗；将清洗后的单周期加速腔体单元进行装配形成边耦合驻波加速管。在其中一个实施例中，在对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗的步骤中，所述清洗包括化学清洗。在其中一个实施例中，所述化学清洗采用酸洗方式。在其中一个实施例中，化学清洗采用酸洗方式时，单周期加速腔体单元浸泡在酸溶液的时间为5-20分钟，所述酸溶液的温度在25℃以内。在其中一个实施例中，所述清洗还包括去离子水清洗，对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗的步骤包括：对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行化学清洗；对化学清洗后的单周期加速腔体单元进行去离子水清洗，并在清洗后烘干。在其中一个实施例中，在进行去离子水清洗的步骤中，包括：以大于20Bar的水压对单周期加速腔体单元的内腔进行高压冲洗。在其中一个实施例中，烘干温度为100～150摄氏度。在其中一个实施例中，在对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗的步骤之后，包括：对单周期加速腔体单元进行第二次热处理。在其中一个实施例中，在将打印完成的单周期加速腔体单元进行第一次热处理的步骤中，进行第一次热处理的温度范围为500℃～800℃，保温时间2小时以上。在其中一个实施例中，在进行机械研磨抛光的步骤中，进行机械研磨抛光的时间为30min～120min。一种边耦合驻波加速管，包括多个单周期加速腔体单元，所述单周期加速腔体单元一体成型，具有一个主加速腔和两个与主加速腔连通的半边耦合腔；两个半边耦合腔分别设置在主加速腔的两侧，且相对主加速腔中心对称设置；多个单周期加速腔体单元依次连接，每个单周期加速腔体单元上的主加速腔相连通，相邻的单周期加速腔体单元上的单个半边耦合腔之间相对配合形成一个完整的边耦合腔。在其中一个实施例中，其中有两个相邻的单周期加速腔体单元，每个单周期加速腔体单元上的其中一个半边耦合腔为半个能量开关腔，具有半个能量开关腔的两个单周期加速腔体单元能够相配合形成一个完整的能量开关腔。在其中一个实施例中，所述主加速腔与半边耦合腔之间的耦合孔的边缘为圆角。一种边耦合驻波加速管，包括多个单周期加速腔体单元，所述单周期加速腔体单元具有一个主加速腔和两个与主加速腔连通的半边耦合腔；两个半边耦合腔分别设置在主加速腔的两侧，且相对主加速腔中心对称设置；多个单周期加速腔体单元依次连接，每个单周期加速腔体单元上的主加速腔相连通，相邻的单周期加速腔体单元上的单个半边耦合腔之间相对配合形成一个完整的边耦合腔，所述主加速腔内没有焊缝。上述边耦合驻波加速管的制作方法，先采用3D打印生产出完整的单周期加速腔体单元；为提高3D打印后腔体内表面的粗糙度，然后对每个单周期加速腔体单元进行机械研磨抛光处理，化学清洗处理，提高表面的粗糙度；之后将各个单周期加速腔体单元进行组装焊接；这一系列工艺流程不断的提高加速管关键部位的表面粗糙度，逐渐降低了加速腔内打火的风险，同时降低了加速管的功率损耗等问题。上述的边耦合驻波加速管，通过3D打印技术一体成型，避免了现有技术的由两个半腔钎焊而成的缝隙，整个加速腔的主加速腔内无焊缝，提高了加速腔的高频性能。同时，由于单周期加速腔体单元一体成型，不需要传统工艺中的将多个半个主加速腔进行焊接，因此很大程度上降低了传统加速管生产过程中的焊接难度；同时由于焊接次数减少，加之3D打印效率高，大大缩短了边耦合驻波加速管的生产周期。另外，主加速腔可制作为厚度均匀的腔壁，可以缩减加速腔体的腔壁的厚度，有利于加速管的热传递以及散热，提高加速腔体的冷却效率，保证加速管运行的稳定性。本专利技术利用3D打印技术对单周期加速腔体单元进行加工，为腔体优化提供了新的途径，可以不受机加工成形条件的限制，开拓加速管的设计方案。附图说明图1为本专利技术边耦合驻波加速管中的一个单周期加速腔体单元的立体图；图2为图1的纵向的剖面图；图3为图1的左视图；图4为图3中的A-A截面图；图5为图3中的B-B截面图；图6为本专利技术边耦合驻波加速管的立体图；图7为图6的纵向的剖面图；图8为本专利技术另一个实施例中的边耦合驻波加速管的立体图，图示带能量开关；图9为具有特殊形状的能量开关的结构示意图；图10为本专利技术边耦合驻波加速管的制作方法流程图；附图标记说明：单周期加速腔体单元100；主加速腔110；边耦合腔120；半边耦合腔121；能量开关腔122；耦合孔130。具体实施方式以下将结合说明书附图对本专利技术的具体实施方案进行详细阐述，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1-图5所示，本专利技术中边耦合驻波加速管的单周期加速腔体单元100一体成型，通过3D打印技术制作而成，具有一个主加速腔110和两个与主加速腔110连通的半边耦合腔121。两个半边耦合腔121分别沿粒子加速方向设置在主加速腔110的两侧，且相对主加速腔110中心对称设置。如图6和图7所示，多个单周期加速腔体单元100依次连接，每个单周期加速腔体单元100上的主加速腔110相连通，相邻的单周期加速腔体单元100上的单个半边耦合腔1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种边耦合驻波加速管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：通过3D打印技术制作一体成型的单周期加速腔体单元；将打印完成的单周期加速腔体单元进行第一次热处理；使用研磨材料对单周期加速腔体单元进行机械研磨抛光；对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗；将清洗后的单周期加速腔体单元进行装配形成边耦合驻波加速管。

【技术特征摘要】
1.一种边耦合驻波加速管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：通过3D打印技术制作一体成型的单周期加速腔体单元；将打印完成的单周期加速腔体单元进行第一次热处理；使用研磨材料对单周期加速腔体单元进行机械研磨抛光；对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗；将清洗后的单周期加速腔体单元进行装配形成边耦合驻波加速管。2.根据权利要求1所述的边耦合驻波加速管的制作方法，其特征在于，在对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗的步骤中，所述清洗包括化学清洗。3.根据权利要求2所述的边耦合驻波加速管的制作方法，其特征在于，所述清洗还包括去离子水清洗，对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行清洗的步骤包括：对机械研磨抛光后的单周期加速腔体单元进行化学清洗；对化学清洗后的单周期加速腔体单元进行去离子水清洗，并在清洗后烘干。4.根据权利要求3所述的边耦合驻波加速管的制作方法，其特征在于，在进行去离子水清洗的步骤中，包括：以大于20Bar的水压对单周期加速腔体单元的内腔进行高压冲洗。5.根据权利要求3所述的边耦合驻波加速管的制作方法，其特征在于，烘干温度为100～150摄氏度。6.根据权利要求1所述的边耦合驻波加速管的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺守波，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31