[實用新型]一種用于超導回旋加速器磁場調節棒的緊湊型驅動裝置

有效

• 申請號: 202022708132.3
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN214014601U
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李要乾;宋國芳;葛濤;賈先祿;呂銀龍
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H7/04
• 分類號: H05H7/04;H05H13/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 卓凡

本實用新型公開了一種用于超導回旋加速器磁場調節棒的緊湊型驅動裝置，該緊湊型驅動裝置豎直安裝在超導回旋加速器蓋板的狹窄空間內、用于連接和帶動蓋板上的磁場調節棒上下往復運動；該緊湊型驅動裝置為細長形狀，從上到下包括驅動裝置、磁屏蔽體、限位裝置、位置反饋裝置、磁場調節棒支架主體；所述步進電機和連軸器之間還設有減速機，減速機用于增加小尺寸步進電機的扭矩、在不降低所述驅動裝置大推力情況下，縮小所述步進電機的體積；本實用新型通過在步進電機和精密直線執行器之間增加減速機、通過將只有4.2厘米邊寬的步進電機、減速機、精密直線執行器、以及將只有1厘米寬的線性電子尺相結合，解決了在狹窄空間實現大推力的新問題。

技術領域

本實用新型屬于加速器技術領域，尤其涉及一種用于超導回旋加速器磁場調節棒的緊湊型驅動裝置。

背景技術

回旋加速器是利用磁場和電場共同使帶電粒子作回旋運動，在運動中經高頻電場反復加速的裝置，是高能物理中的重要裝置，其中超導回旋加速器也是目前醫用質子治療加速器的核心設備。在超導回旋加速器中，為了最小化束流的徑向進動，避免相干振蕩的發生，提高引出區的束流引出效率，要求束流具有很好的對中性，尤其在單圈引出的回旋加速器中，束流對中是十分關鍵的。利用磁場調節棒調節磁場一次諧波具有結構簡單、無源、沒有熱負載和可靠性高的優點。

超導回旋加速器的中心區和引出區分別設有磁場調節棒。中心區磁場調節棒用于產生一次諧波使內部離子源中引出的束流徑向對中、控制整個加速區的徑向振蕩；引出區磁場調節棒用于產生共振進動引出所需的特定幅值、相位的一次諧波，提高引出效率。

磁場調節棒驅動裝置安裝在加速器蓋板內、用于驅動磁場調節棒做上下往復運動。由于超導回旋加速器蓋板上磁場強度高，強度高則需要安裝設備非常多，比如真空泵、制冷機拉桿、高頻系統調諧驅動裝置、磁場調節棒驅動裝置、束流相寬調節器驅動裝置等等，由于安裝設備相對多而超導回旋加速器自身尺寸又相對其它回旋加速器尺寸小，所以加速器蓋板內就顯得非常擁擠、安裝空間很小，因此，在高磁場環境里狹小的安裝空間內設計一套大推力的磁場調節棒驅動裝置是一大難點。

現有技術解決大推力磁場調節棒驅動裝置的辦法，往往是通過增加磁場調節棒驅動裝置的體積從而實現大推力，而對于狹小空間內實現大推力卻無能為力。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術的不足，提出一種用于超導回旋加速器磁場調節棒的緊湊型驅動裝置，目的在于解決狹小空間內實現大推力的問題。

本實用新型為解決其技術問題提出以下技術方案

一種用于超導回旋加速器磁場調節棒的緊湊型驅動裝置，該緊湊型驅動裝置豎直安裝在超導回旋加速器蓋板的狹窄空間內、用于連接和帶動蓋板上的磁場調節棒上下往復運動；該緊湊型驅動裝置為細長形狀，從上到下包括驅動裝置、磁屏蔽體、限位裝置、位置反饋裝置、磁場調節棒支架主體；驅動裝置由上端的步進電機、下端的精密直線執行器和中間的聯軸器構成，下端的精密直線執行器連接磁場調節棒，步進電機位于磁屏蔽體內部，可以有效減少外部磁場對步進電機工作影響；所述精密直線執行器用于將步進電機的旋轉運動轉化為直線運動，從而帶動磁場調節棒進行上下往復運動；

其特點是：所述步進電機和連軸器之間還設有減速機，減速機用于增加小尺寸步進電機的扭矩、在不降低所述驅動裝置3200N大推力情況下，縮小所述步進電機的體積；所述減速機、精密直線執行器、步進電機各自的寬度約為細長形狀的緊湊型驅動裝置安裝空間寬度的一半。

所述狹窄空間內安裝的緊湊型驅動裝置安裝空間高度為70厘米、寬度為9厘米，所述減速機、精密直線執行器、步進電機的正方形邊長為4.2厘米。

所述磁屏蔽體為高導磁材料Q235A做成密閉的立方體，用于屏蔽外圍磁場使步進電機正常工作。