[發(fā)明專利]一種滾動式電接觸高頻調(diào)諧環(huán)結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106410359B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 宋云濤;楊慶喜;王永勝;陳永華;陳根
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥中科離子醫(yī)學技術裝備有限公司
• 主分類號: H01P7/06
• 分類號: H01P7/06
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術領域

本發(fā)明屬于高能量加速器技術領域，具體涉及一種滾動式電接觸高頻調(diào)諧環(huán)結(jié)構(gòu)。

背景技術

回旋加速器越來越廣泛地被應用于診斷、同位素生產(chǎn)和質(zhì)子治療等醫(yī)學領域，伴隨著交叉學科的發(fā)展，回旋加速器在核醫(yī)學、天體物理、材料科學、能源領域、生物學以及工業(yè)加工領域發(fā)揮著越來越重要的作用。回旋加速器是一門多專業(yè)的綜合性交叉學科，其中高頻系統(tǒng)是回旋加速器的一個重要系統(tǒng)，而微波諧振腔是高頻系統(tǒng)一個重要的子系統(tǒng)。

常用的諧振腔由腔體，導電板及終端短路或者開路的傳輸線構(gòu)成，此種諧振腔通常稱為同軸線型諧振腔。對于此種諧振腔，其諧振頻率表達式為：

其中L是電感，C是電容。當尺寸一定時，諧振腔有無窮多個諧振頻率，每個諧振頻率對應一個諧振模式。對應同軸線型諧振腔，要么通過改變電感L來調(diào)諧獲得所對應的諧振模式，要么通過改變電容C來調(diào)諧頻率。相對不同類型和結(jié)構(gòu)的加速器其選擇方式不同，對于通過改變電感L來來調(diào)諧諧振腔頻率的方式，通常用一個調(diào)諧環(huán)在同軸傳輸線終端短路，同時通過調(diào)諧環(huán)在同軸線上、下移動來調(diào)諧頻率獲得所對應的諧振模式。

目前，加速器上所用的調(diào)諧環(huán)結(jié)構(gòu)通常由電接觸簧片嵌入到不銹鋼基底環(huán)上，在頻率調(diào)諧過程中，整個簧片與同軸線內(nèi)、外導體線接觸，且在上、下不斷運動進行頻率調(diào)諧容易由于滑動摩擦而整個簧片表面容易磨損，導致簧片與內(nèi)、外導體接觸不良，在高功率條件下，容易產(chǎn)生打火使高頻源功率耦合效率低，反射大，最終無法通過頻率調(diào)諧產(chǎn)生諧振模式，只有重新更換新的簧片才能回復正常調(diào)諧功能。這種調(diào)諧環(huán)使得加速器運行效率低，維護成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有加速器諧振腔內(nèi)調(diào)諧環(huán)存在的易接觸不良、易打火以及運行效率低的問題，本發(fā)明提供了一種滾動式電接觸高頻調(diào)諧環(huán)結(jié)構(gòu)。

一種滾動式電接觸高頻調(diào)諧環(huán)結(jié)構(gòu)，包括基環(huán)、彈片組件、環(huán)套滾動組件以及固定組件；所述基環(huán)內(nèi)環(huán)面的中部內(nèi)凹有一圈內(nèi)環(huán)槽，其外環(huán)面的中部凹陷有一圈外環(huán)槽；

所述彈片組件包括內(nèi)環(huán)彈片、外環(huán)彈片，所述內(nèi)環(huán)彈片的一側(cè)邊緣分布有內(nèi)彈片，內(nèi)彈片均斜向向外設置，內(nèi)環(huán)彈片配合設在基環(huán)軸向的一側(cè)，其內(nèi)彈片斜向位于內(nèi)環(huán)槽內(nèi)；外環(huán)彈片的一側(cè)邊緣分布有外彈片，外彈片均斜向向內(nèi)設置，外環(huán)彈片配合設在基環(huán)軸向的另一側(cè)，其外彈片斜向位于外環(huán)槽內(nèi)；

所述環(huán)套滾動組件包括內(nèi)環(huán)套、外環(huán)套，內(nèi)環(huán)套的環(huán)面一側(cè)上分布有內(nèi)滾球，內(nèi)環(huán)套配合設在基環(huán)的內(nèi)圈處，內(nèi)環(huán)套的內(nèi)滾球位于內(nèi)環(huán)槽內(nèi)、并與所述的內(nèi)彈片接觸；外環(huán)套的環(huán)面一側(cè)分布有外滾球，外環(huán)套配合設在基環(huán)的外圈處，外環(huán)套的外滾球位于外環(huán)槽內(nèi)、并與所述的外彈片接觸；

所述固定組件包括內(nèi)固定環(huán)、外固定環(huán)，內(nèi)固定環(huán)和外固定環(huán)均為階梯環(huán)，內(nèi)固定環(huán)配合設在內(nèi)環(huán)套外側(cè)的基環(huán)側(cè)面上，實現(xiàn)內(nèi)環(huán)套的軸向定位；外固定環(huán)配合設在外環(huán)套外側(cè)的基環(huán)側(cè)面上，實現(xiàn)外環(huán)套的軸向定位。

所述基環(huán)的內(nèi)環(huán)槽一側(cè)壁上軸向凸起一縱截面為三角狀的內(nèi)環(huán)限位塊，內(nèi)環(huán)限位塊與內(nèi)環(huán)彈片的內(nèi)彈片形成倒“V”字狀，且內(nèi)環(huán)限位塊上分布有內(nèi)滾球卡槽，實現(xiàn)內(nèi)滾球的限位；

所述基環(huán)的外環(huán)槽一側(cè)壁上橫向凸起一縱截面為三角狀的外環(huán)限位塊，外環(huán)限位塊與外環(huán)彈片的外彈片形成“V”字狀，且外環(huán)限位塊上分布有外滾球卡槽，實現(xiàn)外滾球的限位。

所述的內(nèi)滾球和外滾球的球面上均覆蓋有一層潤滑層。

所述潤滑層的材料為二硫化鉬。

所述內(nèi)環(huán)彈片和外環(huán)彈片均由兩個對稱半圓環(huán)彈片拼接形成，

所述的內(nèi)環(huán)彈片和外環(huán)彈片的材料為銅。

所述基環(huán)、內(nèi)環(huán)套和外環(huán)套均由導電性好的材料制成。

本發(fā)明的有益技術效果：

(1)本發(fā)明提供了一種滾動式電接觸高頻調(diào)諧環(huán)結(jié)構(gòu)，相比較原有的簧片接觸式環(huán)結(jié)構(gòu)，可以在不同粗糙度表面和調(diào)諧速度的條件下，始終能夠保持良好的電接觸，極大降低了調(diào)諧環(huán)打火事故和磨損程度，極大提高了射頻波能量耦合效率和調(diào)諧環(huán)的使用壽命和效率。

(2)本發(fā)明通過高導電率滾動小球代替原有的簧片接觸，由原來的滑動接觸變?yōu)闈L動接觸。此類型的調(diào)諧環(huán)具有它具有適應電接觸環(huán)境強、磨損小，使用壽命長，易于裝配的特點，能夠滿足高頻、高功率條件下，來回多次往復移動頻率調(diào)諧的高要求。

(3)本發(fā)明的電接觸主要通過內(nèi)、外環(huán)套和內(nèi)、外固定環(huán)把多個高導電率的滾動小球嵌入限制在基環(huán)內(nèi)、外側(cè)表面，然后通過內(nèi)、外環(huán)彈片彈力來調(diào)節(jié)滾動小球與同軸傳輸線內(nèi)、外導體充分電接觸，使調(diào)諧環(huán)在運動過程中始終保持與同軸內(nèi)、外導體形成良好的電接觸，最終形成終端短路。