一种射频四极加速器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种射频四极加速器，其包括：用于提供真空密封环境的外腔体；用于提供高频密封环境的内腔体，内腔体位于外腔体的内部；若干旋钮式调谐器安装在内腔体上，每个调谐器包括主体、调节螺母、支撑板和固定件，用于提供高频调谐作用的主体与调节螺母固定连接，支撑板的内部具有内螺纹，调节螺母的外螺纹与支撑板的内螺纹配合以通过调节螺母相对于支撑板的位置来调节调谐器的主体的位置，支撑板通过固定件固定安装在内腔体上。根据本实用新型专利技术的射频四极加速器，由于高频密封和真空密封的分离，调谐器不再同时承担调场功能和真空密封功能，可以设置为旋钮式可调节调谐器，从而可以在组装之后进行冷测调试工作，免去了现有技术的繁琐过程。技术的繁琐过程。技术的繁琐过程。

【技术实现步骤摘要】
一种射频四极加速器


[0001]本技术涉及离子直线加速器，更具体地涉及一种射频四极加速器。

技术介绍

[0002]射频四极加速器(Radio Frequency Quadrupole，RFQ)的概念最早在1970年代由苏联科学家I.M.Kapchinskij提出。RFQ的基本结构为四个极头对称地安放在一个圆柱形腔体内。在加载高频功率后，四个极头的中心区域将产生对束流有横向聚束作用的电场。同时，由于电极沿束流前进方向进行调变，因而又可以产生对束流在纵向的聚束和加速电场。通过精心设计RFQ的径向匹配、成型、聚束和加速段的结构，可以精准地实现对从离子源输出的离子束流的聚焦和加速。RFQ以其径向聚焦力强、束流传输效率高、归一化发射度增长少的特点，成为低能离子加速的最佳方案之一。
[0003]目前，RFQ被用于科研、工业及医疗领域，通常被设计成单个腔体结构，腔体同时提供高频密封和真空密封。因此调谐器的设计也必须兼顾高频密封和真空密封。通常的做法是在调谐器端部设计两道密封槽，内槽为高频密封槽，用高频弹簧密封高频电磁波，外槽为真空密封槽，用真空橡胶圈实现真空密封。该设计导致调谐器无法实现插入深度可调，因而在实际工作中必须先制作调谐器试样，再根据冷测实验确定切削长度，二次加工后再进行安装。因此一旦有测量误差即造成整个调谐器报废。甚至在某些情况下造成固定螺丝安装过紧则调谐器插入深度与预设值有偏差，安装过松则无法保证真空密封的两难困境。
[0004]同时，当前射频四极加速器的腔体通常被设计成两两对称的结构。该结构加工较为繁琐，不利于零部件标准化和降低制造成本。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中的调谐器无法实现插入深度可调等问题，本技术提供一种射频四极加速器。
[0006]根据本技术的射频四极加速器，其包括：用于提供真空密封环境的外腔体；用于提供高频密封环境的内腔体，内腔体位于外腔体的内部；若干旋钮式调谐器安装在内腔体上，每个调谐器包括主体、调节螺母、支撑板和固定件，其中，用于提供高频调谐作用的主体与调节螺母固定连接，支撑板的内部具有内螺纹，调节螺母的外螺纹与支撑板的内螺纹配合以通过调节螺母相对于支撑板的位置来调节调谐器的主体的位置，支撑板通过固定件固定安装在内腔体上。
[0007]优选地，主体具有圆形凹槽，支撑板具有圆形突起，圆形突起伸入圆形凹槽中定位。
[0008]优选地，固定件为固定螺钉。
[0009]优选地，内腔体由依次搭接的四个横截面完全一致的腔壁组成。
[0010]优选地，每个腔壁包括第一搭接部、侧壁部、第二搭接部和极头部，其中，第一搭接部和第二搭接部分别从侧壁部的相对两端向内弯曲135
°
延伸，极头部从第二搭接部垂直向
内延伸，第二搭接部的远离侧壁部的末端形成有台阶部，一个腔壁的第一搭接部搭接在相邻腔壁的第二搭接部的台阶部处。
[0011]优选地，四个腔壁通过螺钉铆接形成内腔体。
[0012]优选地，内腔体在各腔壁的结合处设置有腔体过渡结构。
[0013]优选地，第一搭接部具有第一沟槽，极头部具有第二沟槽，高频过渡条安装在相邻腔壁的第一沟槽和第二沟槽内以提供光滑过渡并防止高频打火。
[0014]优选地，高频过渡条的截面为圆弧形。
[0015]优选地，射频四极加速器还包括冷却水单元以利用冷却水对内腔体内的极头进行冷却。
[0016]根据本技术的射频四极加速器，由于高频密封和真空密封的分离，调谐器不再同时承担调场功能和真空密封功能，可以设置为旋钮式可调节调谐器，从而可以在组装之后进行冷测调试工作，免去了先制作试样，调试后再切割，切割后重新进行真空检漏的繁琐过程。另外，根据本技术的射频四极加速器，内腔体由四个横截面完全一致的四分之一腔壁组成，为机械加工带来了显著的便利，节约了成本。
附图说明
[0017]图1是根据本技术的一个优选实施例的射频四极加速器的整体结构示意图；
[0018]图2是图1的射频四极加速器的爆炸图；
[0019]图3是图2的射频四极加速器的内腔体的断面图；
[0020]图4是图3的内腔体的腔壁的放大图；
[0021]图5是图1的射频四极加速器的断面图；
[0022]图6是图5的射频四极加速器的内腔体的密封结构的放大图；
[0023]图7是图2的射频四极加速器的调谐器的放大图；
[0024]图8是图1的射频四极加速器的截面图；
[0025]图9是图8的区域A的放大图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图，给出本技术的较佳实施例，并予以详细描述。
[0027]如图1
‑
图2所示，根据本技术的一个优选实施例的射频四极加速器包括外腔体1和包覆于外腔体1内的内腔体2，其中，外腔体1为真空密封腔，内腔体2为高频密封腔，从而通过内外两个不同的腔体来分别承担真空密封和高频密封的功能。具体地，用于提供真空密封环境的外腔体1为筒形结构，其包覆在同样为筒形结构的内腔体2的外部，用于提供高频密封功能的内腔体2内安装有用于产生加速和聚焦所需电磁场的四个极头，以实现对离子束流的聚焦和加速功能。
[0028]如图2
‑
图3所示，内腔体2由四个横截面完全一致的四分之一腔壁21组成。如图4所示，每个腔壁21包括第一搭接部211、侧壁部212、第二搭接部213和极头部214，其中，第一搭接部211和第二搭接部213分别从侧壁部212的相对两端向内弯曲135
°
延伸，极头部214从第二搭接部213垂直向内延伸，第二搭接部213的远离侧壁部212的末端形成有台阶部213a。结合图5，一个腔壁21的第一搭接部211搭接在相邻腔壁21的第二搭接部213的台阶部213a处，
如此，四个腔壁21依次搭接并通过螺钉铆接形成内腔体2。特别地，内腔体2在各腔壁21的结合处设置有腔体过渡结构22(参见图5)，以保证过渡光滑，防止高频打火。具体地，回到图4，第一搭接部211具有第一沟槽211a，极头部214具有第二沟槽214a，如图6所示，截面呈圆弧形的高频过渡条221安装在相邻腔壁21的第一沟槽211a和第二沟槽214a内，从而提供腔体过渡结构22。
[0029]回到图2，根据本技术的一个优选实施例的射频四极加速器还包括安装在内腔体2上的若干旋钮式可调节调谐器3。如图7所示，每个调谐器3包括主体31、调节螺母32、支撑板33和固定件34(例如固定螺钉)，其中，用于提供高频调谐作用的主体31与调节螺母32固定连接，支撑板33的内部具有内螺纹，调节螺母32的外螺纹与支撑板33的内螺纹配合以通过调节螺母32相对于支撑板33的位置来调节主体31的位置，支撑板33通过固定件34固定安装在内腔体2上，如图8
‑
图9所示。特别地，主体31具有圆形凹槽31a，支撑板33具有圆形突起33a，圆形突起33a伸入圆形凹槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频四极加速器，其特征在于，该射频四极加速器包括：用于提供真空密封环境的外腔体；用于提供高频密封环境的内腔体，内腔体位于外腔体的内部；以及若干旋钮式调谐器安装在内腔体上，每个调谐器包括主体、调节螺母、支撑板和固定件，其中，用于提供高频调谐作用的主体与调节螺母固定连接，支撑板的内部具有内螺纹，调节螺母的外螺纹与支撑板的内螺纹配合以通过调节螺母相对于支撑板的位置来调节调谐器的主体的位置，支撑板通过固定件固定安装在内腔体上。2.根据权利要求1所述的射频四极加速器，其特征在于，主体具有圆形凹槽，支撑板具有圆形突起，圆形突起伸入圆形凹槽中定位。3.根据权利要求1所述的射频四极加速器，其特征在于，固定件为固定螺钉。4.根据权利要求1所述的射频四极加速器，其特征在于，内腔体由依次搭接的四个横截面完全一致的腔壁组成。5.根据权利要求4所述的射频四极加速器，其特征在于，每个腔壁包括第一搭接部、侧壁部、第二搭...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴微娜，
申请(专利权)人：温州浅羽进出口有限公司，
类型：新型
国别省市：