[实用新型]一种粒子加速器调谐质量减振器

说明书

本实用新型公开了一种粒子加速器调谐质量减振器，包括：金属质量块以及至少设置在所述金属质量块一端的多个金属阻尼机构；所述金属阻尼机构包括：安装在所述金属质量块一端的金属光杠，以及套接在所述金属光杠上的金属弹性阻尼元件和金属固定件；所述金属弹性阻尼元件位于所述金属固定件和金属质量块的一端之间；所述金属弹性阻尼元件的一端抵接所述金属质量块的一端，所述金属固定件用于固定金属弹性阻尼元件的另一端，所述金属质量块和/或金属固定件对金属弹性阻尼元件产生预紧力。本调谐质量减振器主要用于对加速器设备的减振，采用全金属制成，具有一定的抗辐射效果，不仅提高了减振效果的稳定性，还满足了耐辐射环境长期工作的要求。

技术领域

本申请涉及加速器减振设备技术领域，具体涉及一种粒子加速器调谐质量减振器。

背景技术

北京高能同步辐射光源是“十三五”期间规划建设的一台储存环电子能量为5GeV，发射度高于0.5nmrad的高能同步辐射光源。整个同步辐射光源包含增强器与储存环两种类型加速器。加速器的主要设备为各类磁铁(包括：二极磁铁、四极磁铁、六极磁铁、校正磁铁)，磁铁支架是用来支撑、调整、定位各类磁铁的设备，其调整精度大小直接影响各类磁铁的准直精度。

同步辐射光源和散裂中子源等粒子加速器设备支架的隔振或减振系统设计与常规振动精密设备相比有很多关键的技术问题，主要体现在以下几个方面：

第一、加速器设备支架的主要功能作用是保证加速器设备能够方便、准确的进行准直安装，支架需根据地基情况可以调整自身高度和形态，这样支架的支撑结构较为复杂，不能设计成简单的刚性支撑，且经过准直调整后支架可能会发生每个支撑所承受压力不均匀的问题，从而造成支架固有频率改变，也可能会与激振频率发生共振；

第二、加速器设备需要有牢固稳定的安装定位，确保在运行中设备不会因为意外发生偏移，但是大多数隔振元器件都很难做到设备的牢固安装，如果选择弹性较大的隔振元件，还可能造成加速器设备的振幅加大；

第三、加速器设备运行环境多为射线辐射环境，隔振减振材料(特别是阻尼材料)不能选用常规的有机高分子材料，隔振元件须具备耐辐射长期稳定工作的要求，且不能发生短时间剧烈沉降。

目前，全世界各国的同步辐射光源支架减振技术，在加速器领域，一般都采用共架支撑平台或者单个支撑来承载各部件并使其达到一个相对的位置和高度。一般这些支架的作用有两个：一是起到支撑平台的作用，使各元件接近理想的理论位置；另一是作为精密调节系统，使准直人员能够方便、快捷和准确的将各元件准直到要求的公差范围以内。

共架支撑是采用一个支架来支撑一组元件。共架的每个元件与支架系统形成一个整体称为机械共架组件。在电子对撞机和光源加速器中，一般有多个不同的元器件紧密排列，采用共架支撑能够大大简化安装调试和准直过程。国外的欧洲同步辐射光源(ESRF)、日本大型同步辐射光源(Spring-8)和国内的北京正负电子对撞机(BEPCII)、上海光源(SSRF)、台湾中子光源(TPS)、日本J-PARC等很多实验室都采用了机械共架组件结构。

针对于光源类加速器设备，对于束流要求具有在微米级及亚微米级的稳定性，这就要求支架系统要考虑如何隔绝大地带来的不稳定性和振动噪声，如潮汐、车辆交通、附近电源设备振动等等。为了达到支架如此高精度的稳定性，工程上通常采用阻尼材料安装于支架的关键支撑部位，提高支架的吸收振动能力；如欧洲同步辐射光源(ESRF)就通过对地面振动和共架磁铁设备的振动测量来识别设备内外振动源，通过分析发现在束流方向上的振幅比较大，通过采用了阻尼减振的方法来减少地面微振对磁铁支架的影响。上海光源(SSRF)和美国的阿尔贡先进光源(APS)等都在垂直支撑部位采用了阻尼板(Damping Pad)来减少地面微振对设备的影响。

针对阻尼支撑方法存在如下几个方面的技术局限性：

第一、阻尼支撑的方法主要用于解决来自设备的振动能量带来的不利影响，但如果磁铁设备自身产生振动力，阻尼支撑对于振动力的减小能力有限；