同步加速器的真空管道结构及同步加速器制造技术

本发明专利技术提供一种同步加速器的真空管道结构，配置为供束流通过，包括：钢管，其具有内管壁；陶瓷内衬骨架，设置与所述内管壁接触，以支撑所述钢管。本结构只需采用普通无磁不锈钢即可满足管道强度要求，节约了加工成本，降低了产品费用，无需钎焊加筋板的薄壁真空管。

Vacuum tube structure and synchrotron of synchrotron

The present invention provides a vacuum pipeline structure for synchrotron, which is configured for beam flow through, including: steel pipe, with inner tube wall, ceramic lining skeleton, and contact with the inner tube wall to support the steel pipe. This structure only needs the ordinary non magnetic stainless steel to meet the requirements of the pipeline strength, saves the processing cost, reduces the cost of the product, and does not need the thin wall vacuum tube with the brazing of the stiffened plate.

【技术实现步骤摘要】
同步加速器的真空管道结构及同步加速器
本专利技术涉及同步加速领域，进一步涉及一种同步加速器的真空管道结构，以及包含该管道结构的同步加速器。
技术介绍
加速器储存环中获得超高真空的作用是减少束流与残余气体碰撞对束流寿命造成的损失，真空管道为同步环加速器提供满足束流寿命的真空环境。放置于磁场中的束流真空管要减小磁场涡流效应，管壁必须采用较薄的不大于0.3mm的不锈钢薄壁，同时还要尽量不增加磁铁的间隙。普通的大截面的薄壁真空管在管内是真空的条件下无法承受管外的大气压力载荷，薄壁真空管壁强度不够。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种同步加速器的真空管道结构及同步加速器，以至少部分解决以上所述的技术问题。(二)技术方案根据本专利技术实施例的一方面，提供一种同步加速器的真空管道结构，配置为供束流通过，包括：钢管，其具有内管壁；陶瓷内衬骨架，设置与所述内管壁接触，以支撑所述钢管。在进一步的实施方案中，所述陶瓷内衬骨架为多个，沿钢管延伸方向间隔设置。在进一步的实施方案中，所述间隔的距离为5-30mm。在进一步的实施方案中，陶瓷内衬骨架为陶瓷环，其与内管壁截面形状相适应。在进一步的实施方案中，所述陶瓷环具有沿着钢管延伸方向的凸出结构。在进一步的实施方案中，所述凸出结构沿着钢管延伸方向的尺寸介于5mm至30mm之间。在进一步的实施方案中，所述钢管的管道截面为圆形、跑道形或椭圆形。在进一步的实施方案中，所述钢管的管壁尺寸为0.1-1mm。在进一步的实施方案中，所述钢管材料为奥氏体不锈钢；所述陶瓷内衬骨架材料为氧化铝陶瓷或氧化锆增韧陶瓷。根据本专利技术的另一方面，提供一种同步加速器，包括以上任一种的真空管道结构，所述真空管道内部用于供粒子通过。(三)有益效果上述结构与现有结构相比，具有以下有益效果：通过在加速器磁铁间隙不增加的条件下，最大化的提高了真空空间，即最大化束流空间；与在薄壁外钎焊金属筋板的薄壁真空管相比，陶瓷骨架因抗压强度高，故陶瓷加0.1-1mm不锈钢总体尺寸小于钎焊筋板高度加0.1-1mm不锈钢的尺寸，因此总体节约了磁铁间隙；降低了管壁用金属材料强度性能的要求，对截面尺寸较大的真空管，特别异形截面，外钎焊金属筋板的薄壁真空管需要较高的筋板高度，若要降低筋板高度就需选用高强度的特殊无磁不锈钢材料。本结构只需采用普通无磁不锈钢即可满足真空管道强度要求；节约了加工成本，降低了产品费用，普通钎焊筋板的薄壁真空管，需要真空钎焊炉，对于较长的真空管道则需要庞大的钎焊真空炉，同时钎焊材料也推高了产品成本，本专利技术的陶瓷骨架结构免去大型钎焊炉设备。附图说明图1为同步加速器的管道结构立体示意图；图2为同步加速器的管道结构主视剖面图；图3为沿图2中A-A剖线的剖面示意图；图4A为本专利技术实施例的单个陶瓷内衬骨架的侧视剖面图；图4B为本专利技术实施例的单个陶瓷内衬骨架的主视图。具体实施方式下面将详细说明本公开的一些实施例。在接下来的说明中，一些具体的细节，例如实施例中的具体电路结构和这些电路元件的具体参数，都用于对本公开的实施例提供更好的理解。本
的技术人员可以理解，即使在缺少一些细节或者其他方法、元件、材料等结合的情况下，本专利技术的实施例也可以被实现。本领域的技术人员应该理解，在本专利技术说明书的一个或者多个实施例中公开的各具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。另外，在本专利技术的说明书及权利要求中，“一个”并不用于特指单个，而是可以包括复数形式。在本专利技术的说明书中，提及“一些实施例”时均意指在该实施例中描述的具体特征、结构或者参数、步骤等至少包含在根据本专利技术的一些实施例中。因而，在本公开的说明书中，若采用了诸如“在一些实施例中”等用语并不用于特指在同一个实施例中。本领域的技术人员应该理解，在本公开说明书的一个或者多个实施例中公开的各具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。根据本专利技术的基本构思，提供一种同步加速器的管道结构，以便能以普通无磁不锈钢为管壁，尽量小的增加磁铁间隙，且能承受200～300℃烘烤的前提下，设计出结构强度高、整体稳定的超薄真空管道。图1为同步加速器的管道结构立体示意图；图2为同步加速器的管道结构主视剖面图；图3为沿图2中A-A剖线的剖面示意图；参照图1-3所示，本专利技术实施例提供一种同步加速器的管道结构，配置为供束流通过，包括：钢管1，具有内管壁；以及陶瓷内衬骨架2，设置与所述内管壁接触，以支撑所述钢管。在一些实施例中，陶瓷内衬骨架2为多个，间隔设置于所述内管壁上。优选的，间隔的距离随管道截面大小变化。在一些实施例中，钢管1的管道截面为圆形、跑道形或椭圆形，或者为一些异形结构，相应的陶瓷内衬骨架会进行相应调整，以支撑不同截面类型的钢管内管壁，也即钢管紧紧包裹着陶瓷内衬骨架。参照图1所示，在一些实施例中陶瓷内衬骨架2为陶瓷环，其与内管壁截面形状相适应。例如为也为圆形、跑道形或椭圆形，或者为一些异形结构。所述陶瓷环截面形状和管道相同，其外尺寸和薄壁管金属内尺寸相近，考虑安装取负公差。如图4A和图4B所示，在一些实施例中，所述陶瓷环具有沿着钢管延伸方向的凸出结构。设置该突出结构的控制陶瓷间隔大小，作为优选的，所述凸出结构尺寸介于5至19mm之间。在一些实施例中，所述钢管的管壁尺寸为0.1-1mm，优选的为0.3mm。在一些实施例中，所述钢管材料可以为奥氏体不锈钢；所述陶瓷内衬骨架材料为氧化铝陶瓷或者氧化锆增韧陶瓷，优选的为含Al2O3质量百分比不小于95％的氧化铝陶瓷。通过该材料的骨架，能够在耐受一定高温的情况下保证对钢管壁的支撑强度。对于陶瓷内衬骨架与内管壁的连接方式，两者紧密贴在一起。内管壁可以与陶瓷之间可以是互相抵靠关系(当工作时，钢管内抽真空后与外部大气产生压力差，也即负压，通过陶瓷内衬骨架可以支撑该较薄的钢管不被受大气压压缩变形)，当然也可以是各种固定连接方式，包括但不现有焊接、铆接或者粘接；优选的结合方式为为相互抵靠。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供一种同步加速器，包括以上任意的管道结构。以上实施例通过提供含陶瓷内衬骨架的同步加速器的管道结构，该结构以不锈钢为管壁，管内以陶瓷为骨架支撑管壁的结构形式。在管内抽真空时管壁将大气压力传递给陶瓷骨架，陶瓷骨架具有很高的承压性能，整体结构强度安全可靠。此管道结构满足0.1-1(尤其是0.3mm)薄壁物理要求，同时利用陶瓷抗压强度高的特征作为薄壁管的骨架支撑其能在外大气压下不被破坏。以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步加速器的真空管道结构，配置为供束流通过，其特征在于包括：钢管，其具有内管壁；陶瓷内衬骨架，设置与所述内管壁接触，以支撑所述钢管。

【技术特征摘要】
1.一种同步加速器的真空管道结构，配置为供束流通过，其特征在于包括：钢管，其具有内管壁；陶瓷内衬骨架，设置与所述内管壁接触，以支撑所述钢管。2.根据权利要求1所述的同步加速器的真空管道结构，其特征在于，所述陶瓷内衬骨架为多个，沿钢管延伸方向间隔设置。3.根据权利要求2所述的同步加速器的真空管道结构，其特征在于，所述间隔的距离为5-30mm。4.根据权利要求1所述的同步加速器的真空管道结构，其特征在于，陶瓷内衬骨架为陶瓷环，其与内管壁截面形状相适应。5.根据权利要求3所述的同步加速器的真空管道结构，其特征在于，所述陶瓷环具有沿着钢管延伸方向的凸出结...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建成，杨伟顺，申国栋，蒙峻，蔺晓健，夏佳文，詹文龙，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62