專利名稱：角耦合駐波加速管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原子能技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種角耦合駐波加速管。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的各種駐波加速結(jié)構(gòu)大致可分為以下三大類1.邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)(Side Coupled Structure)參照?qǐng)D6和圖7，目前最常用的一種駐波加速結(jié)構(gòu)，其耦合腔置于加速腔外壁之一側(cè)，通過(guò)耦合孔與加速腔相連。優(yōu)點(diǎn)為耦合腔與加速腔的中心軸線分開(kāi)，加速腔可以充分優(yōu)化，加速效率高；加速腔及耦合腔的外壁均易于接近，便于對(duì)加速腔及耦合腔進(jìn)行擠壓調(diào)諧。缺點(diǎn)是非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，加工、裝配、焊接工藝復(fù)雜；徑向尺寸大，不利于安置聚焦線圈。
2.軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)又分下列幾種(1)軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)(On-axis Coupled Structure)參照?qǐng)D8和圖9，耦合腔置于兩個(gè)加速腔之間，耦合腔中心軸線與加速腔中心軸線重合一致，通過(guò)耦合孔與加速腔相連。優(yōu)點(diǎn)是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，裝配、焊接方便；徑向尺寸小，有利于安置聚焦線圈。缺點(diǎn)是耦合腔占用了加速腔的軸向空間，加速腔不能充分優(yōu)化；耦合腔不易接近，不便于對(duì)耦合腔擠壓調(diào)諧。軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)是除邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)以外使用較多的一種駐波加速結(jié)構(gòu)。
(2)同軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)(Co-axis Coupled Structure)參照?qǐng)D10和圖11，與軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)相似，只是耦合腔靠近中心軸線一側(cè)采取封閉結(jié)構(gòu)，有利于減少束流對(duì)耦合腔的擾動(dòng)，其優(yōu)缺點(diǎn)與軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)相同。
(3)切盤(pán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)(Cut Disk Structure)參照?qǐng)D12和圖13，與軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)及同軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)相似，只是耦合孔移近加速腔的鼻錐處，耦合系數(shù)較大，其優(yōu)缺點(diǎn)與前二者相同。
3.環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)又分下列幾種
(1)環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)(Annular Coupled Structure)參照?qǐng)D14和圖15，耦合腔置于加速腔外側(cè)360°周圍范圍，優(yōu)點(diǎn)是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，裝配、焊接方便，缺點(diǎn)是徑向尺寸大；耦合腔包圍了加速腔，不利于接近加速腔及對(duì)加速腔調(diào)諧。
(2)箭耦合駐波加速結(jié)構(gòu)(Arrow Coupled Structure)參照?qǐng)D16和圖17，耦合腔截面呈箭形，插在兩個(gè)加速腔之間，優(yōu)點(diǎn)是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，裝配、焊接方便。缺點(diǎn)是徑向尺寸很大，不利于安置聚焦線圈；加速腔不易接近，不便于對(duì)加速腔調(diào)諧。
(3)盤(pán)圈耦合駐波加速結(jié)構(gòu)(Disk and Washer Structure)參照?qǐng)D18和圖19，將環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的耦合孔擴(kuò)充至整個(gè)圓周360°范圍就成了所謂盤(pán)圈加速結(jié)構(gòu)，耦合系數(shù)大，但除了一般環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)所共有的缺點(diǎn)外，還存在加速盤(pán)的支撐問(wèn)題及模式重疊問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服已知技術(shù)的上述缺陷，提供一種尺寸小、效率高、制造工藝較容易的角耦合駐波加速管。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型角耦合駐波加速管，包括依次固定連接在一起的電子槍、蓋板、若干個(gè)角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元、一個(gè)不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元、底座，過(guò)渡波導(dǎo)和波導(dǎo)窗；角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元的腔體具有兩個(gè)對(duì)稱的左、右半加速腔，不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元的腔體具有半加速腔，過(guò)渡波導(dǎo)一端與加速腔相通，另一端與波導(dǎo)窗相接，所述角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元的腔體在所述左、右半加速腔與腔體外壁之間的角落區(qū)域設(shè)有耦合腔，所述耦合腔的內(nèi)腔形狀為一水平軸向布置的半圓柱腔體，所述半圓柱腔體的上表面構(gòu)成所述腔體的開(kāi)口，在所述半圓柱腔體左、右兩端面的腔壁上分別設(shè)有向外延伸的左、右溝槽，所述左、右溝槽中分別裝有左、右凸臺(tái)，所述左、右凸臺(tái)的底面分別與所述耦合腔的腔壁貼合固定在一起；所述耦合腔與所述左半加速腔和右半加速腔之間分別設(shè)有與其相通的左耦合孔和右耦合孔；所述耦合腔的開(kāi)口固定安裝有蓋板。
本實(shí)用新型角耦合駐波加速管，其中所述左、右凸臺(tái)為圓柱體，左、右凸臺(tái)的一個(gè)圓形底面分別與耦合腔的端面腔壁貼合焊接在一起。
本實(shí)用新型角耦合駐波加速管，其中所述蓋板為圓環(huán)形或部分圓環(huán)形，與腔體的外壁相合并焊接在一起。
本實(shí)用新型角耦合駐波加速管，其中所述底座與波導(dǎo)窗的底部位于同一水平位置，過(guò)渡波導(dǎo)向上傾斜安裝在不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元與波導(dǎo)窗之間。
本實(shí)用新型角耦合駐波加速管，其中所述角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量為5個(gè)。
本實(shí)用新型角耦合駐波加速管的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于由于角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的耦合腔安置于相鄰兩個(gè)加速腔及腔體外壁之間的角落區(qū)域，用它組合成的角耦合駐波加速管兼有邊耦合駐波加速管和軸耦合駐波加速管的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)加速腔的優(yōu)化設(shè)計(jì)十分有利，通過(guò)調(diào)整左、右凸臺(tái)和耦合腔的尺寸，可以滿足加速腔的諧振頻率滿足共振耦合的條件，從而提供了提供一種尺寸小、效率高、制造工藝較容易的角耦合駐波加速管。
下面將結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以對(duì)本實(shí)用新型的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)有深入的理解。


圖1是本實(shí)用新型角耦合駐波加速管的主視圖；圖2是本實(shí)用新型角耦合駐波加速管的俯視圖；圖3是圖1中角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元的主視剖面圖；圖4是圖3中角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元的俯視圖；圖5是圖3中角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元的側(cè)視圖；圖6是邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；圖7是邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的左視圖；圖8是軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；圖9是軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的左視圖；圖10是同耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；圖11是同耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的左視圖；圖12是切盤(pán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；圖13是切盤(pán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的左視圖；圖14是環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；圖15是環(huán)合駐波加速結(jié)構(gòu)的左視圖；圖16是箭耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；圖17是箭耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的左視圖；圖18是盤(pán)圈耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；圖19是盤(pán)圈耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的左視圖；
圖20是圖1中半加速結(jié)構(gòu)單元的主視剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
本實(shí)用新型提供的角耦合駐波加速管(Corner Coupled Standing Wave AcceleratorTube)的實(shí)施例是將本發(fā)明的角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元14組成一支角耦合駐波加速管。原則上，采用不同數(shù)量的角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元可以方便地組成不同能量的角耦合駐波加速管。參照?qǐng)D1，用5個(gè)角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元再加上不帶耦合腔的半加速結(jié)構(gòu)單元組成了一支低能角耦合駐波加速管，適當(dāng)增加角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元數(shù)可以增加加速管能量。
參照?qǐng)D1和圖2，各角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元腔體4相互連接后的上端用圓環(huán)形蓋板15蓋好，構(gòu)成封閉的加速腔1。圓蓋板15上裝有電子槍16，下端接不帶耦合腔的半加速結(jié)構(gòu)單元17和底座18。參照?qǐng)D20，不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元17的腔體40具有半加速腔41，過(guò)渡波導(dǎo)19一端與半加速腔41相通，另一端與波導(dǎo)窗20相接，其中過(guò)渡波導(dǎo)19向上傾斜，使波導(dǎo)窗20下方在角耦合駐波加速管底線之上，便于安裝波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)。
在本實(shí)用新型角耦合駐波加速管的實(shí)施例中，參照?qǐng)D3，將加速腔與耦合腔均置于加速腔外壁范圍以內(nèi)，其內(nèi)部是一個(gè)一側(cè)帶耦合腔的非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，但從外部看，它是一個(gè)圓柱狀軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D3至圖5，角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)將耦合腔1置于相鄰兩個(gè)加速腔2、3與腔體4外壁之間的角落區(qū)域(Corner Area)，加速腔2、3與耦合腔1均在腔體4外壁范圍以內(nèi)。耦合腔1是采用雙重入式諧振腔(環(huán)形諧振腔)方案，但原則上亦可采用其它形式的諧振腔。耦合腔1加工成內(nèi)腔形狀為一水平軸向的半圓柱腔體，半圓柱腔體的上表面構(gòu)成所述腔體4的開(kāi)口，在半圓柱腔體左、右兩端面腔壁上分別向外延伸有左、右溝槽21、22，左、右溝槽21、22中分別裝有左、右凸臺(tái)5、6，左、右凸臺(tái)5、6的底面分別與耦合腔1的端面腔壁貼合固定在一起。其中的左凸臺(tái)5、右凸臺(tái)6的直徑及左右凸臺(tái)5、6之間的間隙可調(diào)整，使耦合腔1的諧振頻率滿足共振耦合的條件。耦合腔1半圓柱腔體與左半加速腔2和右半加速腔3之間分別設(shè)有左耦合孔11和右耦合孔12，耦合腔1通過(guò)左耦合孔11與左半加速腔2相通，通過(guò)右耦合孔12與右半加速腔3相通。
參照?qǐng)D3和圖5，耦合腔1的開(kāi)口采用園環(huán)蓋板7焊接在加速腔體4外側(cè)，由兩條360°的焊縫構(gòu)成，耦合腔1中的左凸臺(tái)5、右凸臺(tái)6亦各用兩條360°的焊縫與耦合腔1左底面、右底面分別焊成，園環(huán)蓋板7、左凸臺(tái)5、右凸臺(tái)6可以與各單元一次同時(shí)焊成。園環(huán)蓋板7采用兩條360°的焊縫可以提高焊接成功的幾率，但不排除采用部分圓弧形蓋板代替圓環(huán)蓋板。
角耦合駐波加速管在焊接工作完成后，加速腔2、3與耦合腔1的諧振頻率仍可在外側(cè)通過(guò)機(jī)械擠壓方式進(jìn)行微調(diào)，也不排除用其他方式如調(diào)諧螺釘進(jìn)行微調(diào)。
使用本實(shí)用新型角耦合駐波加速管的優(yōu)點(diǎn)是(1)具有與邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)相同的、較高的加速效率。(2)其加工、裝配、焊接工藝較邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以一次性焊接成整管。(3)其加速腔及耦合腔外側(cè)均易于接近，便于在焊成整管后對(duì)加速腔與耦合腔進(jìn)行擠壓調(diào)諧。(4)其耦合腔不占據(jù)加速腔的軸向空間，對(duì)充分優(yōu)化加速腔十分有利。(5)外形及尺寸小于邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)，亦小于環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)，對(duì)外加聚焦線圈十分有利。(6)向上傾斜之過(guò)渡波導(dǎo)，既不破壞各加速結(jié)構(gòu)單元之一致性，又便于安裝波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)和配套安裝能量開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型角耦合駐波加速管可用于醫(yī)用、工業(yè)探傷、無(wú)損檢測(cè)、工業(yè)輻照、物理試驗(yàn)等技術(shù)領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種角耦合駐波加速管，包括依次固定連接在一起的電子槍(16)、蓋板(15)、若干個(gè)角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元(14)、一個(gè)不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元(17)、底座(18)，過(guò)渡波導(dǎo)(19)和波導(dǎo)窗(20)；所述角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元(14)的腔體(4)具有兩個(gè)對(duì)稱的左、右半加速腔(2、3)，所述不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元(17)的腔體(40)具有半加速腔(41)，所述過(guò)渡波導(dǎo)(19)一端與所述半加速腔(41)相通，另一端與所述波導(dǎo)窗(20)相接，其特征在于所述角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元(14)的腔體(4)在所述左、右半加速腔(2、3)與腔體(4)外壁之間的角落區(qū)域設(shè)有耦合腔(1)，所述耦合腔(1)的內(nèi)腔形狀為一水平軸向布置的半圓柱腔體，所述半圓柱腔體的上表面構(gòu)成所述腔體(4)的開(kāi)口，在所述半圓柱腔體左、右兩端面的腔壁上分別設(shè)有向外延伸的左、右溝槽(21、22)，所述左、右溝槽(21、22)中分別裝有左、右凸臺(tái)(5、6)，所述左、右凸臺(tái)(5、6)的底面分別與所述耦合腔(1)的腔壁貼合固定在一起；所述耦合腔(1)與所述左半加速腔(2)和右半加速腔(3)之間分別設(shè)有與其相通的左耦合孔(11)和右耦合孔(12)；所述耦合腔(1)的開(kāi)口固定安裝有蓋板(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角耦合駐波加速管，其特征在于其中所述左、右凸臺(tái)(5、6)為圓柱體，所述左、右溝槽(21、22)具有與所述左、右凸臺(tái)(5、6)相配合的半圓形槽底，所述左、右凸臺(tái)(5、6)的一個(gè)圓形底面分別與所述耦合腔(1)的端面腔壁焊接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的角耦合駐波加速管，其特征在于其中所述蓋板(7)為圓環(huán)形或部分圓環(huán)形，與所述腔體(4)的外壁相合并焊接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的角耦合駐波加速管，其特征在于其中所述底座(18)與所述波導(dǎo)窗(20)的底部位于同一水平位置，所述過(guò)渡波導(dǎo)(19)向上傾斜安裝在所述不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元(17)與所述波導(dǎo)窗(20)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的角耦合駐波加速管，其特征在于其中所述角耦合駐波加速結(jié)單元(14)的數(shù)量為5個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型角耦合駐波加速管，包括電子槍、蓋板、角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元、不帶耦合腔的駐波半加速結(jié)構(gòu)單元、底座、過(guò)渡波導(dǎo)和波導(dǎo)窗。角耦合駐波加速結(jié)構(gòu)單元的耦合腔為半圓柱腔體，在其左、右兩底面的腔壁上分別設(shè)有左、右溝槽，左、右溝槽中分別裝有左、右凸臺(tái)。耦合腔通過(guò)左、右耦合孔與左、右半加速腔分別相通。耦合腔的開(kāi)口固定安裝有蓋板。本實(shí)用新型角耦合駐波加速管的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于其耦合腔安置于相鄰兩個(gè)加速腔及腔體外壁之間的角落區(qū)域，兼有邊耦合駐波加速管和軸耦合駐波加速管的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的加速效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以一次性焊接成整管，且便于在焊成整管后對(duì)加速腔與耦合腔進(jìn)行擠壓調(diào)諧，對(duì)充分優(yōu)化加速腔十分有利。
文檔編號(hào)H05H9/00GK2901784SQ20062011367
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者顧本廣 申請(qǐng)人:顧本廣