一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构制造技术

本实用新型专利技术属于超导回旋加速器技术领域，具体涉及一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构，低温恒温器是由内筒体、外筒体、上法兰、下法兰共同构成用于放置超导线圈的环形密封仓，还包括设置在上法兰、下法兰上的悬挂系统上支撑筒、悬挂系统下支撑筒；设置在外筒体上的静电偏转板引出电极支撑筒、束流引出系统支撑筒、径向束流探测靶支撑筒、悬挂系统横向支撑筒；密封结构包括：上法兰、下法兰与内筒体、外筒体之间的密封单元。该密封结构能够拆装检修，密封效果稳定，能够保证超导线圈在真空环境中进行调整定位。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于超导回旋加速器
，具体涉及一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构。
技术介绍
回旋加速器是利用磁场和电场共同使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置，是高能物理中的重要仪器，其中超导回旋加速器是目前医用质子治疗加速器的核心设备。医用质子治疗加速器能够实现用微观世界中的质子、重离子射线治疗肿瘤，是当今世界最尖端的放射治疗技术，仅有个别发达国家掌握并应用该技术。国内已经展开、但暂时还没有完成超导回旋加速器的研制工作。超导回旋加速器的磁场主要由超导线圈提供，超导线圈放置在低温恒温器内部。超导线圈工作在4K温度下，为减少工作于室温300K温度下的低温恒温器对超导线圈的热对流，低温恒温器内部需要处于真空环境中。所以需要使用一种真空密封方式实现低温恒温器内部的真空密封。现在已有的真空密封方式采用氩弧焊焊接进行密封，无法拆装，检修不便，并且无法满足悬挂系统的定位精度要求，所以无法使用已有的真空密封方式。
技术实现思路
针对超导回旋加速器低温恒温器真空密封方式的空白，需要设计一种真空密封方式，使得低温恒温器的真空密封能够满足可拆卸、便于检修、满足悬挂系统的定位精度等技术要求。为达到以上目的，本技术采用的技术方案是一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构，所述低温恒温器包括由环形的内筒体、外筒体构成的环形结构，还包括设置在所述环形结构上、下端面上的上法兰、下法兰，所述内筒体、外筒体、上法兰、下法兰共同构成用于放置超导线圈的环形密封仓，还包括设置在所述上法兰、下法兰上的悬挂系统上支撑筒、悬挂系统下支撑筒；设置在所述外筒体上的静电偏转板引出电极支撑筒、束流引出系统支撑筒、径向束流探测靶支撑筒、悬挂系统横向支撑筒，其中，所述密封结构包括：所述上法兰、下法兰与所述内筒体、外筒体之间的密封单元。进一步，还包括对设置在所述悬挂系统上支撑筒、悬挂系统下支撑筒、悬挂系统横向支撑筒、静电偏转板引出电极支撑筒、束流引出系统支撑筒、径向束流探测靶支撑筒内的设备进行密封的密封单元。进一步，所述内筒体的上端面上设有第一真空密封槽、下端面上设有第二真空密封槽，所述外筒体的上端面上设有第三真空密封槽、下端面上设有第四真空密封槽，所述上法兰通过螺栓设置在所述内筒体、外筒体的上端面上，分别与所述第一真空密封槽、第三真空密封槽构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第一真空密封槽、第三真空密封槽内设有真空密封圈,所述真空密封圈能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。进一步，所述下法兰通过螺栓设置在所述内筒体、外筒体的下端面上，分别与所述第二真空密封槽、第四真空密封槽构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第二真空密封槽、第四真空密封槽内设有真空密封圈,所述真空密封圈能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。进一步，所述静电偏转板引出电极支撑筒的一端密封焊接在所述外筒体上，用于安装引出电极，所述静电偏转板引出电极支撑筒的开口一端的端面上设有第五真空密封槽，所述第五真空密封槽内设有真空密封圈，所述引出电极上密封设置有与所述静电偏转板引出电极支撑筒的开口一端相对应的第一安装法兰，所述第一安装法兰通过螺栓将所述引出电极设置在所述静电偏转板引出电极支撑筒内，所述第一安装法兰与所述第五真空密封槽构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第五真空密封槽内的所述真空密封圈能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。进一步，所述束流引出系统支撑筒的一端密封焊接在所述外筒体上，用于安装束流引出系统，所述束流引出系统支撑筒的开口一端的端面上设有第六真空密封槽，所述第六真空密封槽内设有真空密封圈，所述束流引出系统上密封设置有与所述束流引出系统支撑筒的开口一端相对应的第二安装法兰，所述第二安装法兰通过螺栓将所述束流引出系统设置在所述束流引出系统支撑筒内，所述第二安装法兰与所述第六真空密封槽构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第六真空密封槽内的所述真空密封圈能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。进一步，所述径向束流探测靶支撑筒的一端密封焊接在所述外筒体上，用于安装径向束流探测靶，所述径向束流探测靶支撑筒的开口一端的端面上设有第七真空密封槽，所述第七真空密封槽内设有真空密封圈，所述径向束流探测靶上密封设置有与所述径向束流探测靶支撑筒的开口一端相对应的第三安装法兰，所述第三安装法兰通过螺栓将所述径向束流探测靶设置在所述径向束流探测靶支撑筒内，所述第三安装法兰与所述第七真空密封槽构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第七真空密封槽内的所述真空密封圈能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。进一步，所述悬挂系统上支撑筒一端密封焊接在所述上法兰上、所述悬挂系统下支撑筒一端密封焊接在所述下法兰上、所述悬挂系统横向支撑筒一端密封焊接在所述外筒体外侧；所述悬挂系统上支撑筒、悬挂系统下支撑筒、悬挂系统横向支撑筒内设置有用于悬挂所述超导线圈的悬挂系统。进一步，所述悬挂系统上支撑筒、悬挂系统下支撑筒、悬挂系统横向支撑筒内设有安装挡板，所述安装挡板与所述悬挂系统上支撑筒、悬挂系统下支撑筒、悬挂系统横向支撑筒之间通过密封焊接形成环形的第一焊缝；所述安装挡板中间设有穿孔，所述悬挂系统穿过所述穿孔设置在所述悬挂系统上支撑筒、悬挂系统下支撑筒、悬挂系统横向支撑筒内，所述悬挂系统与所述穿孔之间设有真空密封波纹管，所述真空密封波纹管顶端与所述悬挂系统通过密封焊接形成环形的第三焊缝；所述真空密封波纹管的底端与所述穿孔之间设有垫片，所述垫片与所述穿孔之间通过密封焊接形成环形的第二焊缝，所述垫片与所述真空密封波纹管的底端之间通过密封焊接形成环形的第四焊缝；所述第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝所构成的密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。更进一步，所述第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝、第四焊缝采用氩弧焊真空密封焊接。本技术的有益效果在于：1.构成密封结构的各个部件能够拆装，方便了检修操作。2.密封效果稳定。3.悬挂系统能够在真空环境中进行调整，能够满足超导线圈的定位精度要求。附图说明图1是本技术具体实施方式中所述超导回旋加速器低温恒温器结构示意图；图2是本技术具体实施方式中所述上法兰与所述内筒体的真空密封单元示意图；图3是本技术具体实施方式中所述下法兰与所述内筒体的真空密封单元示意图；图4是本技术具体实施方式中所述上法兰与所述外筒体的真空密封单元示意图；图5是本技术具体实施方式中所述下法兰与所述外筒体的真空密封单元示意图；图6是本技术具体实施方式中所述悬挂系统上支撑筒与所述悬挂系统的真空密封单元示意图；图中：1-悬挂系统上支撑筒，2-上法兰，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构，所述低温恒温器包括由环形的内筒体(3)、外筒体(4)构成的环形结构，还包括设置在所述环形结构上、下端面上的上法兰(2)、下法兰(5)，所述内筒体(3)、外筒体(4)、上法兰(2)、下法兰(5)共同构成用于放置超导线圈的环形密封仓，还包括设置在所述上法兰(2)、下法兰(5)上的悬挂系统上支撑筒(1)、悬挂系统下支撑筒(6)；设置在所述外筒体(4)上的静电偏转板引出电极支撑筒(7)、束流引出系统支撑筒(8)、径向束流探测靶支撑筒(9)、悬挂系统横向支撑筒(25)，其特征是，所述密封结构包括：所述上法兰(2)、下法兰(5)与所述内筒体(3)、外筒体(4)之间的密封单元。

【技术特征摘要】
1.一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构，所述低温恒温器包括由环形的内筒体(3)、外筒体(4)构成的环形结构，还包括设置在所述环形结构上、下端面上的上法兰(2)、下法兰(5)，所述内筒体(3)、外筒体(4)、上法兰(2)、下法兰(5)共同构成用于放置超导线圈的环形密封仓，还包括设置在所述上法兰(2)、下法兰(5)上的悬挂系统上支撑筒(1)、悬挂系统下支撑筒(6)；设置在所述外筒体(4)上的静电偏转板引出电极支撑筒(7)、束流引出系统支撑筒(8)、径向束流探测靶支撑筒(9)、悬挂系统横向支撑筒(25)，其特征是，所述密封结构包括：所述上法兰(2)、下法兰(5)与所述内筒体(3)、外筒体(4)之间的密封单元。2.如权利要求1所述的密封结构，其特征是：还包括对设置在所述悬挂系统上支撑筒(1)、悬挂系统下支撑筒(6)、悬挂系统横向支撑筒(25)、静电偏转板引出电极支撑筒(7)、束流引出系统支撑筒(8)、径向束流探测靶支撑筒(9)内的设备进行密封的密封单元。3.如权利要求1所述的密封结构，其特征是：所述内筒体(3)的上端面上设有第一真空密封槽(11)、下端面上设有第二真空密封槽(12)，所述外筒体(4)的上端面上设有第三真空密封槽(13)、下端面上设有第四真空密封槽(14)，所述上法兰(2)通过螺栓(10)设置在所述内筒体(3)、外筒体(4)的上端面上，分别与所述第一真空密封槽(11)、第三真空密封槽(13)构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第一真空密封槽(11)、第三真空密封槽(13)内设有真空密封圈(15),所述真空密封圈(15)能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。4.如权利要求3所述的密封结构，其特征是：所述下法兰(5)通过螺栓(10)设置在所述内筒体(3)、外筒体(4)的下端面上，分别与所述第二真空密封槽(12)、第四真空密封槽(14)构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第二真空密封槽(12)、第四真空密封槽(14)内设有真空密封圈(15),所述真空密封圈(15)能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。5.如权利要求2所述的密封结构，其特征是：所述静电偏转板引出电极支撑筒(7)的一端密封焊接在所述外筒体(4)上，用于安装引出电极，所述静电偏转板引出电极支撑筒(7)的开口一端的端面上设有第五真空密封槽，所述第五真空密封槽内设有真空密封圈，所述引出电极上密封设置有与所述静电偏转板引出电极支撑筒(7)的开口一端相对应的第一安装法兰，所述第一安装法兰通过螺栓将所述引出电极设置在所述静电偏转板引出电极支撑筒(7)内，所述第一安装法兰与所述第五真空密封槽构成封闭的环形封闭空间，所述环形封闭空间的内表面的粗糙度小于1.6μm，所述第五真空密封槽内的所述真空密封圈能够与所述环形封闭空间的内表面形成密封，所述密封能够保证所述低温恒温器内的真空度小于1X10-4Pa。6.如权利要求2所述的密封结构，其特征是：所述束流引出系统支撑筒(8)的一端密封焊接在所述外筒体(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹蒙，王川，张素平，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11