[发明专利]大功率波导真空阀门

说明书

技术领域

本发明涉及微波无源部件技术领域，特别是一种正负电子对撞机中的大功率波导真空阀门。

背景技术

由于第二代北京正负电子对撞机(BEPC II)要求直线加速器运行在稳定、可靠、高效率下，根据以往的经验，调制器和速调管的故障是比较高的，作为关断速调管和直线加速器联系的大功率波导真空阀门其重要地位是不言而喻的，波导真空阀门的每一次故障都会破坏加速器的真空，从而影响整个对撞机的运行。

自88年北京正负电子对撞机(BEPC)运行以来，波导真空阀门一直是直线加速器的软肋，故障率较高。最初用的30MW小阀门(仿照SLAC第一代型阀门研制，4404厂制造，见图1)，采用金属铟为真空密封材料，每次使用时的力矩要比前一次提高一些。因此，它的寿命很短，设计指标为3-5次，有的仅用一次就关不住；另外小阀门还具有承受功率低、容易打火等缺陷。为了解决这些问题，我们研制了大功率S波段波导真空阀门，其结构复杂，精度高，加工工艺要求严格，其设计和加工难点主要包括下面几个方面，真空漏气、真空密封不住、传动装置卡住、无氧铜矩形垫片的脱落、微波泄漏、打火等问题。为此，在第二代北京正负电子对撞机(BEPC II)直线加速器微波系统中，它被列为重点改进课题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种大功率波导真空阀门，其功能可靠，操作简单，能够承受的脉冲峰值功率很高，并且不产生打火现象。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种大功率波导真空阀门，包括外壳、真空室、U形波导、铜垫片、波导的连接法兰、顶板和压缩组件；其外壳上部为筒状，顶端与顶板可拆卸式密封固接，顶板中部上方密封连接有压缩组件，压缩组件伸出顶板下面的部分设有波纹管；外壳上部和顶板围成的容腔内，设有筒状U形波导，U形波导与顶板之间的空间为真空室，U形波导两侧设有导柱，不锈钢导柱与U形波导精密动配合，U形波导上端中部与压缩组件下端固连，U形波导下端两开口与外壳内壁动连接；

外壳下部为两个呈八字形排列的管道，两管道相互之间以管壁隔断，各自独立，管道上端两开口，一为入口，另一为出口，入口、出口分别与U形波导下端两开口相对接通；管道下端分别弯向侧面，一水平端设有一微波输入端口，另一水平端设有一微波输出端口，微波输入端口与入口连通，微波输出端口与出口连通；

外壳上部下口与外壳下部上口相适配，衔接处设有波导的连接法兰，连接法兰的两半之间设有垫片；垫片位于管道上端两开口与U形波导下端两开口之间。

所述的大功率波导真空阀门，其所述U形波导，是由H面弯波导组合而成，被分成上下两部分，可开可合。

所述的大功率波导真空阀门，其所述垫片，为无氧铜矩形垫片。

所述的大功率波导真空阀门，其还包括真空密封插板，在外壳上部下口内，水平设有真空密封插板，其位于垫片上方，在U形波导下端两开口侧边，真空密封插板下表面上，与管道上端两开口：入口和出口相对应处，固设有密封圈，以加强真空密封插板下表面与入口、出口之间的密封性。

所述的大功率波导真空阀门，其所述真空密封插板，在高功率微波传输系统中，正常连接时，传送微波；需要真空隔离时，则拉开波导的连接法兰，插入带有密封圈的真空密封插板，以达到真空密封隔断，防止真空泄漏。

所述的大功率波导真空阀门，其压缩组件是通过一段波纹管来实现U型波导在真空中平稳移动的，高真空波导阀门的U型波导和真空密封插板位于阀门的真空室内，工作时，U型波导沿两根与之精密配合的不锈钢导柱水平运动，其操作系统上焊有一组波纹管，用以保证U型波导的真空密封和提供一定的运动距离；当需要波导阀门起到真空密封作用时，U型波导沿导柱水平外移，然后以≥3Kg.M的力矩压紧在真空密封板上，封闭住微波通道；当需要波导阀门起到微波通道作用时，U型波导沿导柱水平内移，然后以≥7Kg.M的力矩压紧在与微波输入、输出口相通的管道上端入口和出口上，形成微波通道。

所述的大功率波导真空阀门，其所述密封圈，为氟橡胶密封圈。

本发明的大功率波导真空阀门，是大功率微波真空精密设备，它结构设计新颖、可靠，操作简单，能够承受100MW以上的脉冲功率。目前，大功率波导真空阀门已经成功地运行在第二代北京正负电子对撞机的直线加速器中。

附图说明

图1为现有30MW小阀门结构示意图；

图2为本发明大功率波导真空阀门结构示意图；