【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低温加速器，尤其涉及一种用于射频加速腔的冷却装置。
技术介绍
1、射频加速腔是在真空环境下用加速腔中的微波电场对粒子束进行加速的一种装置，射频加速腔常用的材料是无氧铜，因为低温(30-77k)可降低无氧铜的表面阻抗和表面硬度，降低腔体射频损耗，提升表面电场梯度，可以有效地缩减加速腔体的长度，故而无氧铜材质的射频加速腔被广泛应用。现有技术中射频加速腔一般采用低温制冷机进行冷却，仅需将冷头与需要冷却的装置有效连接起来即可，然而，无氧铜材质受低温影响会进行收缩，即射频加速腔的腔体会随着温度的变化而产生变化，在冷却过程中，射频加速腔收缩会导致其与低温制冷机之间的连接被破坏，导致连接处产生应力集中或结构失效的问题；另外，低温制冷机在作业过程中会产生振动，该振动会对射频加速腔产生一定影响，进而影响到其正常作业。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于射频加速腔的冷却装置，用以解决现有技术中射频加速腔连接处应力集中或结构失效的缺陷，通过柔性导冷带来连接低温射频加速腔和低温制冷机，柔性导冷带可以随着射频加速腔的变化而同步形变，不会破坏射频加速腔和低温制冷机之间连接，可以解决连接处应力集中或结构失效的问题。
2、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，包括：
3、低温真空腔，所述射频加速腔设于所述低温真空腔内，所述低温真空腔包括低温馈入口、粒子进口和粒子出口；所述粒子进口设置于低温真空腔的一端，并与所述射频加速腔的进口端相对应连接，所述粒子出口设置于低温真空
4、低温制冷机，设于所述低温馈入口处，用于对所述射频加速腔进行冷却降温；
5、至少一个柔性导冷带，所述柔性导冷带的一端与所述低温制冷机连接，另一端与所述射频加速腔连接，所述低温制冷机与所述射频加速腔适于通过所述柔性导冷带柔性连接。
6、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，还包括导冷块，所述导冷块沿所述射频加速腔的长度方向贴设于所述射频加速腔，所述柔性导冷带通过所述导冷块与所述射频加速腔连接。
7、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，所述柔性导冷带设有多个，多个所述柔性导冷带的一侧与所述导冷块连接，并沿所述导冷块的长度方向间隔布设，多个所述柔性导冷带的另一侧连接于所述低温制冷机；
8、在设有多个柔性导冷带的情况下，所述冷却装置还包括多个温度传感器，所述温度传感器与所述柔性导冷带相对应，并设于所述柔性导冷带，所述温度传感器用于监测所述柔性导冷带的温度。
9、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，还包括加热组件，所述加热组件设于所述低温制冷机与所述柔性导冷带之间，所述加热组件基于所述温度传感器监测到的温度，调控所述低温制冷机对所述射频加速腔的降温速度。
10、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，所述低温真空腔还包括柔性连接件和中心调节部件，所述中心调节部件设于所述低温真空腔的上表面，所述柔性连接件的一端与所述中心调节部件连接，另一端与所述射频加速腔连接，所述中心调节部件和所述柔性连接件用于悬挂所述射频加速腔。
11、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，所述中心调节部件包括上法兰、下法兰、调节波纹管和支撑导杆，所述调节波纹管设于所述上法兰和所述下法兰之间，所述下法兰背离所述调节波纹管的一端与所述低温真空腔的上表面连接，所述柔性连接件穿设所述下法兰和所述调节波纹管后与所述上法兰连接；所述支撑导杆与所述调节波纹管间隔平行设置，所述支撑导杆一端与所述上法兰滑动配合，另一端与所述下法兰滑动配合。
12、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，所述支撑导杆沿自身长度方向设有长度标识，所述长度标识用于表征所述调节波纹管的压缩量。
13、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，还包括减震波纹管和减震支撑杆，所述减震波纹管套设于所述低温制冷机，所述减震波纹管一端与所述低温制冷机的肩部抵接，另一端与所述低温馈入口处的法兰抵接；所述减震支撑杆与所述减震波纹管间隔平行设置，所述减震支撑杆的一端与所述低温制冷机滑动配合，另一端与所述低温馈入口处的法兰滑动配合。
14、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，还包括第一隔热波导组件和第二隔热波导组件，所述第一隔热波导组件通过所述低温真空腔与所述射频加速腔的功率进口端连通，所述第一隔热波导组件用于功率馈入；所述第二隔热波导组件通过所述低温真空腔与所述射频加速腔的功率出口端连通，所述第二隔热波导组件用于功率馈出。
15、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，还包括进口端隔热波纹管和出口端隔热波纹管，所述进口端隔热波纹管设于所述粒子进口端和所述射频加速腔的进口端之间，所述出口端隔热波纹管设于所述粒子出口端和所述射频加速腔的出口端之间。
16、本专利技术提供的用于射频加速腔的冷却装置，通过柔性导冷带来连接射频加速腔和低温制冷机，这样，一方面，柔性导冷带可以用于低温制冷机与射频加速腔之间热量的传递；另一方面，柔性导冷带可以起到柔性连接的作用，这样，一则可以避免低温制冷机在作业过程中所产生的振动传递至射频加速腔上，二则，柔性导冷带在温度变化过程中可以随射频加速腔的体积变化产生相应的形变，进而可以抵消射频加速腔在体积变化过程中对连接处的影响。
17、相比于现有技术，本专利技术提供的冷却装置，通过柔性导冷带来连接低温射频加速腔和低温制冷机，这样，在冷却降温的过程中，即使射频加速腔因为无氧铜材质而导致体积发生变化，柔性导冷带也可以随着射频加速腔的变化而同步形变，这样不会对射频加速腔和柔性导冷带的连接处以及低温制冷机和柔性导冷带的连接处产生任何影响，换而言之，这样不会破坏射频加速腔和低温制冷机之间连接，可以解决连接处应力集中或结构失效的问题，可以大大提高冷却装置的稳定性。
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1.一种用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，还包括导冷块(008)，所述导冷块(008)沿所述射频加速腔(001)的长度方向贴设于所述射频加速腔(001)，所述柔性导冷带(007)通过所述导冷块(008)与所述射频加速腔(001)连接。
3.根据权利要求2所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，所述柔性导冷带(007)设有多个，多个所述柔性导冷带(007)的一侧与所述导冷块(008)连接，并沿所述导冷块(008)的长度方向间隔布设，多个所述柔性导冷带(007)的另一侧连接于所述低温制冷机(006)；
4.根据权利要求3所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，还包括加热组件，所述加热组件设于所述低温制冷机(006)与所述柔性导冷带(007)之间，所述加热组件基于所述温度传感器监测到的温度，调控所述低温制冷机(006)对所述射频加速腔(001)的降温速度。
5.根据权利要求1所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，所述低温真空腔(002)还包括柔性连接件
6.根据权利要求5所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，所述中心调节部件(010)包括上法兰(011)、下法兰(012)、调节波纹管(013)和支撑导杆(014)，所述调节波纹管(013)设于所述上法兰(011)和所述下法兰(012)之间，所述下法兰(012)背离所述调节波纹管(013)的一端与所述低温真空腔(002)的上表面连接，所述柔性连接件(009)穿设所述下法兰(012)和所述调节波纹管(013)后与所述上法兰(011)连接；所述支撑导杆(014)与所述调节波纹管(013)间隔平行设置，所述支撑导杆(014)一端与所述上法兰(011)滑动配合，另一端与所述下法兰(012)滑动配合。
7.根据权利要求6所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，所述支撑导杆(014)沿自身长度方向设有长度标识，所述长度标识用于表征所述调节波纹管(013)的压缩量。
8.根据权利要求1至7任一项所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，还包括减震波纹管(015)和减震支撑杆(016)，所述减震波纹管(015)套设于所述低温制冷机(006)，所述减震波纹管(015)一端与所述低温制冷机(006)的肩部抵接，另一端与所述低温馈入口(003)处的法兰抵接；所述减震支撑杆(016)与所述减震波纹管(015)间隔平行设置，所述减震支撑杆(016)的一端与所述低温制冷机(006)滑动配合，另一端与所述低温馈入口(003)处的法兰滑动配合。
9.根据权利要求1至7任一项所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，还包括第一隔热波导组件(017)和第二隔热波导组件(018)，所述第一隔热波导组件(017)通过所述低温真空腔(002)与所述射频加速腔(001)的功率进口端连通，所述第一隔热波导组件(017)用于功率馈入；所述第二隔热波导组件(018)通过所述低温真空腔(002)与所述射频加速腔(001)的功率出口端连通，所述第二隔热波导组件(018)用于功率馈出。
10.根据权利要求1至7任一项所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，还包括进口端隔热波纹管(019)和出口端隔热波纹管(020)，所述进口端隔热波纹管(019)设于所述粒子进口(004)端和所述射频加速腔(001)的进口端之间，所述出口端隔热波纹管(020)设于所述粒子出口(005)端和所述射频加速腔(001)的出口端之间。
...【技术特征摘要】
1.一种用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，还包括导冷块(008)，所述导冷块(008)沿所述射频加速腔(001)的长度方向贴设于所述射频加速腔(001)，所述柔性导冷带(007)通过所述导冷块(008)与所述射频加速腔(001)连接。
3.根据权利要求2所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，所述柔性导冷带(007)设有多个，多个所述柔性导冷带(007)的一侧与所述导冷块(008)连接，并沿所述导冷块(008)的长度方向间隔布设，多个所述柔性导冷带(007)的另一侧连接于所述低温制冷机(006)；
4.根据权利要求3所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，还包括加热组件，所述加热组件设于所述低温制冷机(006)与所述柔性导冷带(007)之间，所述加热组件基于所述温度传感器监测到的温度，调控所述低温制冷机(006)对所述射频加速腔(001)的降温速度。
5.根据权利要求1所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，所述低温真空腔(002)还包括柔性连接件(009)和中心调节部件(010)，所述中心调节部件(010)设于所述低温真空腔(002)的上表面，所述柔性连接件(009)的一端与所述中心调节部件(010)连接，另一端与所述射频加速腔(001)连接，所述中心调节部件(010)和所述柔性连接件(009)用于悬挂所述射频加速腔(001)。
6.根据权利要求5所述的用于射频加速腔的冷却装置，其特征在于，所述中心调节部件(010)包括上法兰(011)、下法兰(012)、调节波纹管(013)和支撑导杆(014)，所述调节波纹管(013)设于所述上法兰(011)和所述下法兰(012)之间，所述下法兰(012)背离所述调节波纹管(013)的一端与所述低温真空腔(002)的上表面连接，所述柔性连接件(009)穿设所述下法兰...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，赵全堂，徐然，喻鹏，张子民，赵红卫，
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：
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