本發(fā)明涉及一種加速器引出區(qū)調(diào)節(jié)裝置，特別是一種對超高真空環(huán)境的超導(dǎo)回旋加速器引出區(qū)磁通道的調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

超導(dǎo)回旋加速器是一個超高真空容器，通過電磁場對質(zhì)子/重離子進行加速，并且將加速至一定能量的質(zhì)子束引出加速器外，引出區(qū)磁通道為引出質(zhì)子/重離子的關(guān)鍵部件，可聚焦和引出質(zhì)子/重離子；其位置和角度對引出質(zhì)子/重離子效率有很大的影響，所以根據(jù)工程實際需要對其位置和角度微調(diào)顯得十分重要。

目前公知的加速器引出區(qū)磁通道調(diào)節(jié)方式有兩種，一種是破壞真空環(huán)境打開加速器腔體在內(nèi)部調(diào)節(jié)，這種方法會破壞真空環(huán)境，且由于磁通道調(diào)節(jié)次數(shù)的不確定性可能導(dǎo)致打開腔體次數(shù)較多，不利于真空的密封安全可靠性；另一種方法是調(diào)節(jié)裝置放置在加速器外部，用到非常復(fù)雜的控制和機械系統(tǒng)，通過控制電機來達到引出區(qū)磁通道位置和角度微調(diào)的目的，系統(tǒng)復(fù)雜且成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

傳統(tǒng)的加速器引出區(qū)磁通道調(diào)節(jié)機構(gòu)存在破壞加速器真空環(huán)境或系統(tǒng)復(fù)雜、成本高等不足，本發(fā)明針對以上不足，提供一種簡單可靠且成本低的加速器引出區(qū)磁通道調(diào)節(jié)裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于超導(dǎo)回旋加速器引出區(qū)磁通道調(diào)節(jié)裝置，包括調(diào)節(jié)機構(gòu)一、調(diào)節(jié)機構(gòu)二、分離密封箱，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)一與所述調(diào)節(jié)機構(gòu)二均包括外管一、外管二與外管三；其中，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)一與所述調(diào)節(jié)機構(gòu)二的外管二內(nèi)均設(shè)有螺桿；所述螺桿一端均通過球軸承與移動法蘭相連接，另一端帶動所述調(diào)節(jié)機構(gòu)一與所述調(diào)節(jié)機構(gòu)二的外管一旋轉(zhuǎn)前進；所述調(diào)節(jié)機構(gòu)一與所述調(diào)節(jié)機構(gòu)二的外管三一端均焊接在分離密封箱內(nèi)，上述外管三內(nèi)均設(shè)有驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿一端螺紋連接推動桿；所述移動法蘭與所述推動桿焊接。

所述螺桿與固定螺母相配合實現(xiàn)螺旋傳動，固定螺母通過螺釘固定在外管二的端部；所述球軸承與移動法蘭之間的螺桿上設(shè)有圓螺母，所述圓螺母與球軸承之間設(shè)有止動墊圈，所述球軸承與移動法蘭之間設(shè)有法蘭式擋圈。

旋轉(zhuǎn)所述螺桿帶動移動法蘭移動，移動法蘭的右側(cè)端部焊接波紋管和推動桿，推動桿在波紋管的內(nèi)側(cè)，推動桿的另外一端與驅(qū)動桿之間螺紋連接。

所述螺桿左端通過平鍵限制外管一的周向運動，位于外管一外部的螺桿上設(shè)有薄螺母和厚螺母限制外管一的軸向運動，使得外管一隨螺桿旋轉(zhuǎn)前進，在外管一上雕刻刻度，用于讀出螺桿旋入或者旋出量。

所述推動桿與法蘭式滾珠花鍵相配合，推動桿通過與驅(qū)動桿螺紋連接，來實現(xiàn)驅(qū)動桿的直線運動；真空法蘭二與外管三一端焊接。

所述驅(qū)動桿兩端與銅軸套一、銅軸套二之間間隙配合，銅軸套一、銅軸套二分別通過支撐塊一、支撐塊二與外管三之間過盈配合。

所述調(diào)節(jié)機構(gòu)一與所述調(diào)節(jié)機構(gòu)二的驅(qū)動桿另外一端通過螺紋與兩個不同的連接頭相連接。

所述調(diào)節(jié)機構(gòu)一的連接頭由鉸鏈頭、軸銷、軸蓋、管狀銅軸套、焊接連接頭一、螺釘組成；所述調(diào)節(jié)機構(gòu)二的連接頭由鉸鏈頭、軸銷、軸蓋、特殊形狀銅軸套、焊接連接頭二、螺釘組成；焊接連接頭一上設(shè)有圓孔，焊接連接頭二上設(shè)有腰型孔。

所述調(diào)節(jié)機構(gòu)一、調(diào)節(jié)機構(gòu)二的鉸鏈頭均與對應(yīng)的驅(qū)動桿螺紋連接，鉸鏈頭卡設(shè)在焊接連接頭一或焊接連接頭二內(nèi)，管狀銅軸套、特殊形狀銅軸套分別安裝在對應(yīng)銅軸套的圓孔或腰型孔內(nèi)，軸銷穿過銅軸套、鉸鏈頭后連接有軸蓋、螺釘。

該裝置的調(diào)節(jié)過程為：

調(diào)節(jié)引出區(qū)磁通道時，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的螺桿，通過外管一上的讀數(shù)可知，當(dāng)調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的螺桿旋入/旋出量相同時，則表明磁通道調(diào)節(jié)的方式是位置平移調(diào)節(jié)；

當(dāng)調(diào)節(jié)機構(gòu)一或調(diào)節(jié)機構(gòu)二其中一個螺桿不動，另外一個螺桿旋入/旋出，則表明磁通道調(diào)節(jié)方式為旋轉(zhuǎn)角度微調(diào)；

當(dāng)調(diào)節(jié)機構(gòu)一或調(diào)節(jié)機構(gòu)二的螺桿都有旋入/旋出量時，但是旋入/旋出量不同，則表明磁通道調(diào)節(jié)方式為角度和位置平移都調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的主要原理是利用螺桿和滾珠花鍵，將螺旋運動轉(zhuǎn)化為直線運動，但是為了實現(xiàn)被調(diào)節(jié)部件的位置和角度微調(diào)的目的，調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的連接頭有所不同，調(diào)節(jié)機構(gòu)一的連接頭主要為鉸鏈結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)機構(gòu)二的連接頭為特制的結(jié)構(gòu)；

本發(fā)明通過手動控制螺旋桿，中間采用一系列部件將螺旋運動轉(zhuǎn)化為直線運動，在不破環(huán)加速器真空環(huán)境的情況下，保證了加速器的密封安全可靠性，且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，在不需要復(fù)雜電機驅(qū)動的情況下調(diào)節(jié)精度就能達到要求，成本低且可靠性較高。

附圖說明

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明調(diào)節(jié)機構(gòu)一剖視圖；

圖3是本發(fā)明調(diào)節(jié)機構(gòu)二剖視圖；

圖4是本發(fā)明法蘭式滾珠花鍵和推動桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明調(diào)節(jié)機構(gòu)一與調(diào)節(jié)機構(gòu)二的連接頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明焊接連接頭一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明焊接連接頭二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明特殊形狀銅軸套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明軸蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明軸銷結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明凸緣式真空法蘭一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號：1-薄螺母；2-厚螺母；3-外管一；4-平鍵；5-螺桿；6-外管二；7-固定螺母；8-法蘭式擋圈；9-止動墊圈；10-球軸承；11-圓螺母；12-移動法蘭；13-波紋管；14-推動桿；15-法蘭式滾珠花鍵；16-真空法蘭一；17-銅墊圈；18-真空法蘭二；19-支撐塊一；20-銅軸套一；21-外管三；22-驅(qū)動桿；23-分離密封箱；24-銅軸套二；25-支撐塊二；26-鉸鏈頭；27-軸銷；28-軸蓋；29-螺釘；30-焊接連接頭一；31-管狀銅軸套；32-特殊形狀銅軸套；33-焊接連接頭二。

具體實施方式

一種用于超導(dǎo)回旋加速器引出區(qū)磁通道調(diào)節(jié)裝置，如圖1-3所示，本磁通道調(diào)節(jié)裝置主要是由三部分組成，分別是調(diào)節(jié)機構(gòu)一、調(diào)節(jié)機構(gòu)二、分離密封箱23；調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二主要是起到密封和驅(qū)動調(diào)節(jié)的作用；分離密封箱主要起到分離隔絕主機真空和超導(dǎo)線圈真空的作用，調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的外管三21焊接在分離密封箱內(nèi)，分離密封箱一端焊接在引出區(qū)窗口，另外一端焊接在杜瓦的外壁上。

調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的結(jié)構(gòu)大體相同，但是為了調(diào)節(jié)裝置能同時實現(xiàn)位置和角度調(diào)節(jié)的目的，調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的連接頭有所不同，參見圖5；

下面詳細介紹調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的組成及其實現(xiàn)位置和角度調(diào)節(jié)原理，參見圖1-10；

其調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二主要采用了螺桿5與固定螺母7相配合實現(xiàn)螺旋傳動，固定螺母7通過螺釘固定在外管二6的端部，螺桿5一端通過球軸承10與移動法蘭12相連接，球軸承10與移動法蘭12之間的螺桿上設(shè)有圓螺母11，圓螺母11與球軸承10之間設(shè)有止動墊圈9，球軸承10與移動法蘭12之間設(shè)有法蘭式擋圈8；

旋轉(zhuǎn)螺桿5時帶動移動法蘭12移動，移動法蘭12的右側(cè)端部焊接波紋管13和推動桿14，推動桿14在波紋管13的內(nèi)側(cè)；波紋管13的另外一端焊接在真空法蘭設(shè)備中，推動桿14的另外一端與驅(qū)動桿22之間螺紋連接，驅(qū)動桿22的另外一端通過螺紋與兩個不同的連接頭相連接，連接頭可通過焊接或者螺栓與被調(diào)節(jié)部件相連接，本發(fā)明采用焊接連接方式。

所述螺桿5左端通過平鍵4限制外管一3的周向運動，位于外管一3外部的螺桿5上設(shè)有薄螺母1和厚螺母2限制外管一3的軸向運動，使得外管一3隨螺桿5旋轉(zhuǎn)前進，在外管一3上雕刻刻度，類似千分尺形式，可以讀出螺桿旋入或者旋出量。

真空法蘭設(shè)備包括真空法蘭二18、真空法蘭一16、以及法蘭之間設(shè)有的銅墊圈17；

真空法蘭一16為凸緣式法蘭，外管二6與真空法蘭一16外壁焊接，波紋管13焊接在真空法蘭一16的側(cè)面，法蘭式滾珠花鍵15與通過螺栓與真空法蘭一16的內(nèi)側(cè)相連接；真空法蘭一16結(jié)構(gòu)參見圖11；

所述的真空法蘭設(shè)備中包括帶有導(dǎo)向作用的法蘭式滾珠花鍵15；參見圖4，法蘭形式的滾珠花鍵可直接固定在真空法蘭設(shè)備的內(nèi)部，結(jié)構(gòu)簡單方便，直線導(dǎo)向精度高。

所述的推動桿14為特殊形式軸，參見圖4，其右端部有一段類似花鍵結(jié)構(gòu)，通過與滾珠花鍵相連接，實現(xiàn)直線導(dǎo)向的作用，且同時可承受磁通道在電磁力的作用下，產(chǎn)生很大的附加翻轉(zhuǎn)力矩。

為了實現(xiàn)推動桿14的直線運動，將推動桿14與法蘭式滾珠花鍵15相配合，推動桿14通過與驅(qū)動桿22螺紋連接，來實現(xiàn)驅(qū)動桿的直線運動；真空法蘭二18與外管三21一端焊接，外管三21另一端焊接在分離密封箱23中；

所述的驅(qū)動桿22結(jié)構(gòu)較長，需要對其進行支撐，驅(qū)動桿22兩端與銅軸套一20、銅軸套二24之間間隙配合，銅軸套一20、銅軸套二24分別通過支撐塊一19、支撐塊二25與外管三21之間過盈配合，安裝方法為冷熱安裝，上述銅軸套起到了支撐驅(qū)動桿22的作用。

參見圖2-3、圖6-10，所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)一的連接頭主要由鉸鏈頭26、軸銷27、軸蓋28、管狀銅軸套31、焊接連接頭一30、螺釘29組成；采用管狀銅軸套的主要目的是為了防止真空條件下金屬親和而導(dǎo)致卡死現(xiàn)象；

調(diào)節(jié)機構(gòu)二的連接頭主要由鉸鏈頭26、軸銷27、軸蓋28、特殊形狀銅軸套32、焊接連接頭二33、螺釘29組成；調(diào)節(jié)機構(gòu)一的連接頭和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的連接頭的主要區(qū)別在于銅軸套的形狀及焊接焊接頭的開孔形狀，焊接連接頭一30的開孔是圓孔，而焊接連接頭二33開孔形狀是腰型孔；

上述調(diào)節(jié)機構(gòu)一、調(diào)節(jié)機構(gòu)二的鉸鏈頭26均與對應(yīng)的驅(qū)動桿22螺紋連接，鉸鏈頭26卡設(shè)在焊接連接頭一30或焊接連接頭二33內(nèi)，管狀銅軸套31、特殊形狀銅軸套32分別安裝在對應(yīng)銅軸套的圓孔或腰型孔內(nèi)，軸銷27穿過銅軸套、鉸鏈頭后連接有軸蓋28、螺釘29；

調(diào)節(jié)引出區(qū)磁通道時，只需要旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的螺桿5，通過外管一3上的讀數(shù)可知，當(dāng)調(diào)節(jié)機構(gòu)一和調(diào)節(jié)機構(gòu)二的螺桿旋入/旋出量相同時，則表明磁通道調(diào)節(jié)的方式是位置平移調(diào)節(jié)；當(dāng)調(diào)節(jié)機構(gòu)一或調(diào)節(jié)機構(gòu)二其中一個螺桿不動，另外一個螺桿旋入/旋出，則表明磁通道調(diào)節(jié)方式為旋轉(zhuǎn)角度微調(diào)；當(dāng)調(diào)節(jié)機構(gòu)一或調(diào)節(jié)機構(gòu)二的螺桿都有旋入/旋出量時，但是旋入/旋出量不同，則表明磁通道調(diào)節(jié)方式為角度和位置平移都調(diào)節(jié)。

本發(fā)明為磁通道調(diào)節(jié)裝置，其主要采用了螺桿驅(qū)動，通過滾珠花鍵進行導(dǎo)向?qū)⒙菪\動轉(zhuǎn)化為直線運動，達到傳遞距離的作用，其采用特殊的連接頭，將調(diào)節(jié)機構(gòu)與被調(diào)節(jié)部件連接起來，達到被調(diào)節(jié)部件位置和角度調(diào)節(jié)的目的。針對密封而言，采用了波紋管密封，密封效果好，且利用波紋管的伸縮性能來配合直線運動；本發(fā)明采用手動控制調(diào)節(jié)，位置和角度調(diào)節(jié)都比較精確，能達到磁通道調(diào)節(jié)的精度量級，采用了很多的銅軸套部件，有利于防止真空環(huán)境下出現(xiàn)金屬親和而導(dǎo)致卡死的現(xiàn)象。

與傳統(tǒng)的磁通道調(diào)節(jié)裝置相比較，本發(fā)明通過手動控制螺旋桿，中間采用一系列部件將螺旋運動轉(zhuǎn)化為直線運動，在不破環(huán)加速器真空環(huán)境的情況下，保證了加速器的密封安全可靠性，且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，在不需要復(fù)雜電機驅(qū)動的情況下調(diào)節(jié)精度就能達到要求，成本低且可靠性較高。

以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。