[实用新型]一种射频大功率耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种粒子加速器射频技术领域，尤其是涉及一种射频大功率耦合器。

背景技术

目前，发展清洁能源成为了全球能源发展的优先选择，加速器驱动的核废料嬗变系统ADS(Accelerator-Driven System)是实现清洁能源的一种有效途径，强流兆瓦级高功率质子加速器是ADS系统中最关键的系统之一。常温直线加速器是达到强流兆瓦级高功率质子加速器输入级,其输出流强15毫安，输出能量2.1兆电子伏，是非常关键的部件之一，为达到这样技术指标必须给其输入120kW的射频功率。现有技术中，这类功率等级的陶瓷窗大多采用薄壁平板型和套管式结构，平板型陶瓷窗为达到阻抗要求通常用改变同轴馈管的外径与内径实现变阻，套管式结构随不需改变同轴馈管的外径与内径，通过环状插入式调整阻抗，但两者结构均比碗状陶瓷窗复杂，不易制作，且爬电距离较短，容易产生放电，且不可拆卸，这不方便今后的使用与维护，制造成本也碗状陶瓷窗的数倍。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种射频大功率耦合器，其能满足四翼型腔体馈入功率的需要，从而解决了现有技术的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：所述的一种射频大功率耦合器，其特点是包括外导体,外导体内设置有内导体和碗状陶瓷窗，所述的外导体包括圆柱筒形前段、圆锥筒形中段和碗状陶瓷窗安装段，圆柱筒形前段前端设置有旋转活套法兰，圆锥筒形中段上设置有内外导体组合水路，碗状陶瓷窗安装段的前端设置有第一支撑法兰和第二支撑法兰，碗状陶瓷窗安装段后端设置有圆形法兰，所述的内导体包括半圆型环状结构的电磁耦合环，电磁耦合环通过真空钎焊与圆形直管相连，圆形直管后端设置有圆锥形变阻管，圆锥形变阻管尾部与碗状陶瓷窗相连，圆形直管和圆锥形变阻管内设置有内导体水路，所述的碗状陶瓷窗前端外径处设置有陶瓷窗压紧法兰和陶瓷窗螺纹压圈，碗状陶瓷窗后端内径处设置有过渡套筒，对应碗状陶瓷窗设置有陶瓷窗基座，陶瓷窗基座后端设置有插座，插座上安装有插座内水路。

所述的第一支撑法兰上还设置有碗状陶瓷窗水路，所述的外导体的碗状陶瓷窗安装段外侧设置有外导体冷却水套，外导体冷却水套两端安装有外导体冷却水套前堵头和外导体冷却水套后堵头，外导体冷却水套上还设置有碗状陶瓷窗安装段辅助水路。

所述的旋转活套法兰与外导体腔体之间设置有第一密封圈和导电弹簧，旋转活套法兰用于耦合度的调节，所述的第一支撑法兰和第二支撑法兰上也设置有导电弹簧；所述的圆锥筒形中段上设置有光电探测器导管，光电探测器导管前端通过光电探测上端法兰和光电下端法兰构成光电探测端口，所述的碗状陶瓷窗安装段用于固定碗状陶瓷窗,圆柱筒形前段、圆锥筒形中段和碗状陶瓷窗安装段采用真空钎焊组成一个整体，所述的第一支撑法兰和第二支撑法兰安装在圆锥筒形中段和碗状陶瓷窗安装段之间，圆锥筒形中段与第一支撑法兰之间设置有第二密封圈，第一支撑法兰与碗状陶瓷窗之间设置有第三密封圈，所述的陶瓷窗压紧法兰和陶瓷窗螺纹压圈设置在第一支撑法兰上，陶瓷窗压紧法兰与第一支撑法兰之间设置有第四密封圈，所述的电磁耦合环与圆形直管相连接处还设置有内导体前堵头，圆锥形变阻管后端设置有内导体后堵头，所述的碗状陶瓷窗内表面镀有氮化钛层，过渡套筒的前端设置有与内导体后堵头相连的过渡套筒前堵头，过渡套筒的后端设置有与陶瓷窗基座通过螺钉相连的过渡套筒后堵头，所述的插座内水路通过水路堵头安装在陶瓷窗基座上，插座直接配接同轴馈管内插芯与外部导体连接，用于馈入射频功率。

所述的第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈均为耐高温氟橡胶O型密封圈，所述的导电弹簧为高频导电回路的O型导电弹簧；所述的圆锥筒形中段用于同轴传输线的变阻，所述的光电探测上端法兰和光电下端法兰之间设置有真空密封圈；所述的圆形法兰为外接端口，用于适配外部组件，碗状陶瓷窗安装段通过螺栓与外接标准馈管对接，圆柱筒形前段和圆锥筒形中段共用冷却水路，碗状陶瓷窗安装段独立供水冷却，所述的陶瓷窗压紧法兰为径向薄壁真空钎焊无氧铜法兰，所述的过渡套筒为轴向真空钎焊无氧铜薄壁过渡套筒。

所述的电磁耦合环采用双铜管并行弯曲加工，电磁耦合环内部设置有一进一出两路冷却水，圆形直管内部的两路冷却水与电磁耦合环内部的冷却水相连通。