[实用新型]一种基于正弦波波形的直流束流切割装置

权利要求书

1.一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，该切割装置包括螺旋谐振器、束流切割极板装置；所述的螺旋谐振器用于为束流切割极板装置提供高频电压、所述束流切割极板装置用于提供束流通过和束流偏转的交变电场；其特征在于：所述的螺旋谐振器包括用于精确固定螺旋谐振器固有频率的电容微调极板、用于调整耦合线圈谐振频率的耦合线圈调节支架、用于保持线圈圈间距恒定不变以及保证每匝线圈线直径不变的螺线管线圈支撑骨架。

2.根据权利要求1所述一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，其特征在于：所述螺旋谐振器包括功率馈入端口、耦合环、螺线管线圈、屏蔽外壳，还包括螺线管线电容微调极板、耦合环支架、螺线管线圈支撑骨架、水冷回路；所述功率馈入端口为谐振器提供高频电压输入，所述耦合环接收高频电压并将高频电压耦合到螺线管线圈；所述螺线管线圈的等效谐振放大回路用于放大高频电压幅值；所述电容微调极板通过调整极板与线圈外壁之间距离对谐振器固有频率精确固定；所述螺线管线圈支撑骨架通过对螺线管线圈进行有效支撑保持圈间距恒定不变以及保证每匝线圈直径不变；所述耦合环调节支架通过调节支架伸缩长度满足高频谐振的要求；所述水冷回路内套于螺线管线圈的空心管内对线圈进行水冷降温、用于大功率应用场合。

3.根据权利要求2所述一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，其特征在于：所述耦合环和螺线管线圈外径相等且圆心在一条直线上，耦合环距螺线管线圈距离要求在45～55mm之间；耦合环在非接口端加装聚四氟乙烯材料的支架，该支架具有前后伸缩功能，通过调节支架的伸缩长度用来实现线圈在1cm左右的范围内进行移动，从而实现耦合度的调节以便实现输入功率的全部馈入。

4.根据权利要求1所述一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，其特征在于：所述的螺线管线圈在绕制的过程中要保证线圈的直径和圈间距保持恒定，因此在绕制过程中需要考虑线圈的回弹，这就需要初始绕制时线圈的直径略小于目标直径，及选择的模具直径略小于线圈目标直径；另外，为固定线圈及保持圈间距恒定，线圈采用特氟龙支撑骨架进行固定。

5.根据权利要求1所述一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，其特征在于：所述螺旋谐振器还包括电容微调极板装置，该电容微调极板装置用于弥补电感调节螺旋谐振器固有频率的不足，对螺旋谐振器频率进行微调；通过调节微调电容极板和螺线管线圈之间的距离保证螺旋谐振器最终工作在目标频率；该电容微调极板装置与屏蔽外壳侧壁相连接。

6.根据权利要求1所述一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，其特征在于：该电容微调极板装置包括电容微调极板、调节杆、刻度尺、正负限位开关、调节钮、调节螺丝，它们分为两部分布设在螺旋谐振器的内部和外部；其中，该电容微调极板布设在螺旋谐振器内部且与螺旋谐振器侧壁相平行、且通过调节杆与螺旋谐振器外部的调节架、刻度尺、正负限位开关、调节钮、调节螺丝相连接；所述调节杆沿着垂直于螺旋谐振器侧壁的方向贯穿螺旋谐振器侧壁的内外，其伸出屏蔽外壳的部分在调节架内，左右两侧分别设有刻度尺和调节螺丝、调节架上还设有间隔一定距离的正负限位开关，调节架内的调节杆上设有带动调节杆上下移动的调节钮，调节杆与刻度尺相对的一侧还设有调节螺丝、该调节螺丝用于固定调节杆当前行程位置从而固定电容微调极板当前行程位置；所述微调极板不能太靠近更不能接触到螺线管线圈，设置最大行程为L为屏蔽外壳底边正方形的边长，d为螺线管线圈的外径，最小行程为0；所述频率微调电容极板要求做倒圆角及抛光处理，以减小打火的可能性，微调板放置在负载端，平板面积为100mm×50mm，厚度4mm。

7.根据权利要求1所述一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，其特征在于：所述的束流切割极板分为上极板和下极板，上下极板间的间距在30～50mm范围内可调，上极板通过真空电极Feedthrough经同轴馈管和螺线管线圈相连，下极板连切割器外壳接地，所述的束流切割极板上通过螺旋谐振器加载的高频电压峰峰值可达12KV，高频电压的频率为1～3MHz。

8.根据权利要求2所述一种基于正弦波波形的直流束流切割装置，其特征在于：所述耦合环调节支架包括调节旋钮、螺纹伸缩杆、固定螺丝；螺纹伸缩杆一端与耦合环固接，另一端与调节旋钮固接，通过调节旋钮正反转控制螺纹伸缩杆移动、螺纹伸缩杆带动耦合环前后移动，从而通过耦合环调节支架实现对耦合环前后位置的调整。