本申請要求法國專利申請?zhí)?6/52454的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其內(nèi)容通過法律可允許的最大程度整體地通過引用包含于此。

本公開涉及用于電連接同步加速器的環(huán)形管的部段的裝置。

背景技術(shù)：

在運(yùn)行的同步加速器中，粒子束遵循環(huán)形軌跡。粒子束前進(jìn)通過真空管。管被分成多個部段。例如，具有超過幾百米周長的同步加速器被分成從200mm到5m范圍內(nèi)的各種長度的多于一百個部段。每個部段包括在產(chǎn)生磁引導(dǎo)場的一個或多個電磁體的內(nèi)部。每個部段具有界定可以具有從一個部段到另一個部段可變形狀的內(nèi)截面的導(dǎo)電壁。相鄰部段通過連接裝置連接。使同步加速器能夠操作的電流平行于部段壁中以及連接裝置中的粒子束行進(jìn)。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，連接裝置具有使電流能夠平行于粒子束流動的軸向電連續(xù)性。

在維護(hù)或修理階段期間，管可以填充以外部空氣。然后必須執(zhí)行脫氣。在脫氣期間，整個管被加熱到高于150℃的溫度并且存在于管中的氣體被泵出。在加熱期間，熱膨脹致使相鄰部段的端部之間的相對移位。連接裝置應(yīng)該在具有可以改變的位置的部段之間提供軸向電持續(xù)性。在2008年意大利熱那亞epac08的論文集中946-950頁公開的j.t.seeman等人的題為“l(fā)astyearofpep-iib-factoryoperation(pep-iib-工廠運(yùn)行的最后一年)”的文章在圖8中示出了這種連接裝置。

圖1是布置在環(huán)形同步加速器管的部段3與部段4之間的與上述文章的圖8的裝置類似的連接裝置1的簡化橫截面視圖。

部段3和部段4是管狀的，具有公共軸線d。軸線d與粒子束將要行進(jìn)所沿的管軸線相應(yīng)。這些部段包括從端部遠(yuǎn)離軸線d徑向延伸的相應(yīng)凸緣5和6。定位在凸緣之間的密封金屬波紋管7通過未示出的密封緊固件連接到凸緣的周邊。

由部段3和4、凸緣以及波紋管7界定的空間處于真空下，并且連接裝置1完全地包含在該空間內(nèi)。

連接裝置1包括可以通過螺釘10緊固到凸緣5的環(huán)9以及可以通過螺釘12緊固到凸緣6的環(huán)11。環(huán)11通過管狀部分13軸向地延伸，管狀部分具有與部段4相同的內(nèi)橫截面。

裝置還包括指狀件15。每個指狀件15具有保持在環(huán)9與凸緣5之間的一端并且與部段3的內(nèi)表面一致地軸向延伸。指狀件15具有支承在管狀部分13的外側(cè)上的另一端。對于每個指狀件15，簧片17具有在指狀件15支承在管狀部分13上的位置處支承在指狀件15上的一端?；善?7的另一端通過其中一個螺釘12保持在適當(dāng)位置。

部段3和4、管狀部分13以及指狀件15由導(dǎo)電材料制成。管狀部分13與部段4在接觸區(qū)域19上電接觸。每個指狀件15與部段3電接觸。管狀部分13與指狀件15之間的電接觸是由于指狀件在簧片17的壓力下支承在該部分上。然后電流可以從部段3軸向地流動到部段4。

在部段3與部段4之間的相對移位過程中，緊固到部段3上的指狀件15在緊固到部段4的管狀部分13上滑動，管狀部分13與指狀件15在移位期間保持電接觸。

這種裝置提出了各種實(shí)現(xiàn)方式、性能及可靠性問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由此，實(shí)施方式的目的是提供一種在同步加速器管的兩個接續(xù)部段之間電連接的裝置，至少部分地克服一些上述弊端。

由此，實(shí)施方式提供了一種在同步加速器的環(huán)形管的兩個接續(xù)部段之間電連接的裝置，包括：能夠緊固到部段的第一端部件和第二端部件，每個端部件包括具有小面的管狀部分；導(dǎo)電的彈性指狀件，每個指狀件與兩個管狀部分中的每個接觸，每個接觸是與所述小面之一的滑動接觸；以及支承在每個指狀件上的至少一個臂，每個臂相對于其中一個端部件固定。

根據(jù)實(shí)施方式，所述至少一個臂包括徑向地支承在每個指狀件上的朝向內(nèi)部的第一臂和第二臂，第一臂相對于第一端部件固定，并且第二臂相對于第二端部件固定。

根據(jù)實(shí)施方式，每個指狀件的端部通過彎曲部分延續(xù)。

根據(jù)實(shí)施方式：彎曲部分彎曲成超過u形彎轉(zhuǎn)；并且對于每個指狀件來說，支承在指狀件上的每個臂相對于包括支承在彎曲部分上的平坦表面的第三臂固定。

根據(jù)實(shí)施方式，彎曲部分以范圍從185度到220度的角度彎曲。

根據(jù)實(shí)施方式，裝置包括指狀件引導(dǎo)元件。

根據(jù)實(shí)施方式，指狀件引導(dǎo)元件是布置在管狀部分的小面之間的分隔件。

根據(jù)實(shí)施方式，每個指狀件端部與相關(guān)聯(lián)的引導(dǎo)分隔件之間的總間隙在從0.4mm到0.6mm的范圍內(nèi)。

根據(jù)實(shí)施方式，用于緊固到第一部段的端部件的管狀部分在裝置的端側(cè)上具有內(nèi)橫截面，該內(nèi)橫截面具有與第一部段的內(nèi)橫截面的形狀相同的(誤差)在0.5mm內(nèi)的形狀。

根據(jù)實(shí)施方式，每個管狀部分在位于指狀件一側(cè)的管狀部分的端部處具有小于0.5mm的壁厚。

根據(jù)實(shí)施方式，所述至少一個臂與最靠近所述至少一個臂的小面之間的距離在從1mm到5mm的范圍內(nèi)。

實(shí)施方式提供了包括通過諸如上述裝置連接的部段的同步加速器。

在下面結(jié)合附圖的具體實(shí)施方式的非限定描述中，將詳細(xì)地討論上述以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是布置在環(huán)形同步加速器管的部分之間的連接裝置的簡化橫截面視圖；

圖2是連接裝置的實(shí)施方式的立體橫截面視圖；

圖3是連接裝置的另一個實(shí)施方式的局部簡化橫截面視圖；以及

圖4是連接裝置的另一個實(shí)施方式的局部簡化橫截面視圖。

具體實(shí)施方式

在各附圖中相同的元件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且此外，各附圖不是按比例的。為了清楚起見，僅示出并且詳細(xì)描述了對于理解所描述的實(shí)施方式有用的那些步驟和元件。

在下面的描述中，除非另外具體指明，否則術(shù)語“導(dǎo)電的”表示導(dǎo)電元件。

在下面的描述中，在與對準(zhǔn)部段相應(yīng)的參考位置(即在部段之間沒有相對移位)中，示出并詳細(xì)描述了在同步加速器管的兩個部段之間電連接的裝置。

圖2是用于電連接環(huán)形同步加速器管的兩個部段的裝置30的實(shí)施方式的立體橫截面視圖。

裝置30包括具有公共軸線d的兩個端部件32。當(dāng)裝置30在運(yùn)行的同步加速器中處于適當(dāng)位置時，軸線d對應(yīng)于粒子束的軸線。每個端部件32包括導(dǎo)電的軸向延伸的管狀部分34。管狀部分34例如是圓柱形的。其他管狀形狀也是可能的，例如具有沿著軸線變化的橫截面的管狀形狀。每個管狀部分34在其與另一管狀部分34相對的端部處通過遠(yuǎn)離軸線d延伸的環(huán)36延續(xù)。每個環(huán)36設(shè)有附接孔38并且用于緊固到其中一個部段的凸緣。每個管狀部分34及相應(yīng)的部段具有相同的內(nèi)橫截面，例如，具有誤差在0.5mm內(nèi)的相同形狀。

每個管狀部分34包括在其外表面上的小面40，每個小面是與軸線d平行的平坦表面。相鄰小面通過軸向延伸的分隔件42間隔開。分隔件42包括延伸部43，延伸部在與環(huán)36相對的一側(cè)上延伸超出管狀部分34的端部。

裝置30包括彈性導(dǎo)電指狀件44，每個指狀件軸向地延伸并且具有支承在位于兩個管狀部分34上的兩個小面40上的端部。在它們的參考位置，與每個指狀件相關(guān)聯(lián)的兩個小面40位于同一平面中，例如，誤差在2度內(nèi)。因此，每個指狀件支承在兩個管狀部分34的每個上，并且每個指狀件的端部定位在兩個分隔件42之間。

對于每個端部件來說，具有軸線d并且由直線部分(即，多邊形形狀)形成的環(huán)形部件46緊固到延伸部43的端部。每個直線部分平行于小面并且在部件46中與支承在彈性指狀件44之一上的剛性臂48相對應(yīng)。

當(dāng)裝置30處于兩個部段(它們的相鄰端部更靠近彼此移動或者遠(yuǎn)離彼此拉開)之間的適當(dāng)位置時，指狀件相對于管狀部分34中的一個和/或另一個在分隔件42之間軸向地滑動。分隔件42由此能夠在滑動過程中引導(dǎo)指狀件44。在每個指狀件44與相關(guān)聯(lián)的分隔件42之間設(shè)有間隙，以允許在部段的端部之間沿徑向或橫向方向的相對移位。

由于臂48支承在指狀件上，因而對于部段的端部的各個位置而言，指狀件44保持與管狀部分34電接觸。由此，當(dāng)粒子束在同步加速器中行進(jìn)時，電流可以在部段之間遵循軸向路徑。

在裝置30中，在相鄰指狀件44之間設(shè)置分隔件42能夠確保指狀件保持在適當(dāng)位置并且避免了相鄰指狀件重疊的任何風(fēng)險(xiǎn)。因此，裝置30特別可靠。

作為示例，指狀件44由含有鈹(例如1％到3％之間的鈹)的銅合金制成。指狀件可以具有范圍從0.15mm到0.25mm的厚度。每個臂48與最靠近臂的小面40隔開的距離可以在從1mm到5mm的范圍內(nèi)。作為示例，端部件可以由不銹鋼或鋁合金(例如7075鋁合金)制成。作為示例，在指狀件端部44與兩個相關(guān)聯(lián)分隔件42中每個之間的間隙總和，或者指狀件端部與分隔件之間的總間隙，在從0.4mm到0.6mm的范圍內(nèi)。

圖3是用于電連接同步加速器的環(huán)形管的兩個部段的裝置50的另一個實(shí)施方式的局部簡化橫截面視圖。裝置50與圖2的裝置30相對應(yīng)，其中由指狀件52替代指狀件44。它由此包括端部件32，每個端部件包括管狀部分34和環(huán)36(部分地示出)。它還包括臂48，每個臂經(jīng)由分隔件42(圖3中未示出)相對于其中一個部件32固定。

指狀件52的中間部分53以與圖2的指狀件44相同的方式布置。在該實(shí)施方式中，指狀件52的端部包括彎曲部分54。

作為示例，每個彎曲部分使中間部分53沿著從軸向方向到端部方向變化的方向延伸。端部方向與軸向方向之間的角度表征每個彎曲部分。在沿著軸線d的橫截面中，彎曲部分例如可以具有圓弧的形狀。于是，表征彎曲部分的角度，或者彎曲部分的角度，對應(yīng)于圓弧的角度。在示出的示例中，彎曲部分是半圈形狀，即，它們具有誤差在5°內(nèi)的180°的角度。彎曲部分54向外彎曲，即每個指狀件52的彎曲部分遠(yuǎn)離軸線d從中間部分開始。

當(dāng)裝置50未處于適當(dāng)位置時，可能發(fā)生例如在處理操作期間，端部件32遠(yuǎn)離彼此拉動。當(dāng)指狀件52的彎曲部分54抵靠臂48時，這種拉開停止。然后可以操作裝置50，而沒有裝置的元件分離的風(fēng)險(xiǎn)。

圖4是用于電連接同步加速器的環(huán)形管的兩個部段的裝置60的另一個實(shí)施方式的局部簡化橫截面視圖。裝置60與圖2的裝置30相對應(yīng)，其中由指狀件62替代指狀件44，指狀件62具有包括彎曲部分64的端部，彎曲部分彎曲超過半圈，即，彎曲部分64具有大于180度的角度。作為示例，位于每個端部處的彎曲部分64以從范圍185度到220度的角度彎曲。彎曲部分64向外彎曲。由此，在每個管狀部分34的位于指狀件一側(cè)的端部處，管狀部分的內(nèi)表面與指狀件僅隔開管狀部分的壁厚70。

臂66從每個臂48朝向相對于臂48固定的端部件32軸向地延伸。每個臂66在軸線d一側(cè)具有與小面40平行并且與小面相對定位的表面68。每個彎曲部分64在一側(cè)支承于表面68上且在另一側(cè)支承于小面40上。

當(dāng)裝置60處于兩個部段(它們的端部彼此更靠近或遠(yuǎn)離彼此拉開)之間的適當(dāng)位置時，指狀件同時在小面40上和表面68上滑動。

在裝置60中，支承在指狀件62上的臂48以及支承在彎曲部分上的臂66的設(shè)置能夠在每個指狀件62與相關(guān)聯(lián)的小面40之間保持特別導(dǎo)電的電接觸。當(dāng)粒子束行進(jìn)通過同步加速器時，對抗電流的軸向電流的電阻由此特別低。

作為示實(shí)例，指狀件62的彎曲部分64具有范圍從4mm到7mm的徑向尺寸或高度。小面40與相對表面68隔開的高度可以是在沒有臂66的情況下彎曲彎曲部分64將具有的高度減去小于1mm的壓縮高度。

前述實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，提供了相對于端部件固定并且支承在指狀件上的剛性臂，每個指狀件支承在兩個管狀部分的小面上同時能夠在其上滑動，提供了特別抵靠的電接觸。

已經(jīng)描述了具體實(shí)施方式。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會想到各種修改和變型。特別地，盡管在所描述的實(shí)施方式中，每個管狀部分的內(nèi)部是具有軸線d的圓柱形的，但是在其他實(shí)施方式中可以提供沿著軸線d逐漸變化的內(nèi)橫截面。由此，可以獲得在具有不同形狀的內(nèi)橫截面的部段之間電連接的裝置。于是每個管狀部分在裝置的端部高度處具有與相應(yīng)部段的內(nèi)橫截面相同的內(nèi)橫截面。在位于指狀件一側(cè)的端部的高度處，還可以提供具有的內(nèi)橫截面接近管狀部分的外橫截面的管狀部分，使得管狀部分在此端部具有例如小于0.5mm的小的壁厚(參考圖4中的70)。

此外，盡管在所描述的實(shí)施方式中，指狀件軸向地延伸，但是也可以提供在具有不同形狀的內(nèi)橫截面的部段之間電連接的裝置的其他實(shí)施方式，其中指狀件也可以沿著與軸線d形成小角度(例如，小于5度的角度)的方向延伸。

此外，盡管臂48是相對于端部件32固定的環(huán)形部件46的臂，但是臂也可以以與彈性指狀件在小面上的滑動相適應(yīng)的任何其他方式緊固到端部件32。例如，在關(guān)于圖3和圖4所描述的實(shí)施方式的變型中，使所述臂延伸的臂66可以緊固到位于與軸線d相對的一側(cè)的分隔件42的表面，并且然后可以省去分隔件的延伸部43。

盡管在關(guān)于圖4所描述的實(shí)施方式中臂48和臂68抵靠彈性指狀件，但是僅臂66抵靠彈性指狀件的其他實(shí)施方式也是可能的。

盡管在所描述的實(shí)施方式中指狀件布置在引導(dǎo)的分隔件42之間，但是也可以通過能夠確保指狀件保持在適當(dāng)位置并且避免相鄰指狀件重疊的任何風(fēng)險(xiǎn)的任何引導(dǎo)元件來引導(dǎo)指狀件。

這些修改、變型和改進(jìn)旨在是本公開的一部分，并且旨在屬于本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)。因此，上面的描述僅僅是示例性的，而不旨在進(jìn)行限定。本發(fā)明僅在所附權(quán)利要求及其等同物中限定。