[发明专利]一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构

说明书

本发明公开了一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，包括线圈板和液氦槽板；所述线圈板的中部为通孔设置，所述线圈板为环形结构，所述线圈板的圆周外侧壁上开设有两道容纳槽，所述容纳槽的中间位置固定连接有加强板，所述加强板和容纳槽的相对侧壁上均固定连接有液氦槽板，所述液氦槽板和加强板上均开设有用于连通两道容纳槽的通道，本发明通过在液氦槽板上开设有用于连通两道容纳槽的通道，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。

技术领域

本发明涉及超导回旋加速器技术领域，具体是一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构。

背景技术

超导质子回旋加速器是利用磁场和电场共同使带点粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置。由于超导回旋加速器具有体积小，平均载流能力强等特点，被广泛应用在高能物理研究，航天航空和生物医学领域。超导医用质子加速器利用质子的波拉格峰效应治疗肿瘤，且疗效显著，具有良好的发展前景和巨大的商业价值。

超导回旋加速器主要由主超导磁体系统，离子源，RF腔等组成。超导磁体系统主要为回旋加速器提供必要的磁场，线圈作为超导磁体装置的核心部件，其结构至关重要。超导线圈的绕制需要设计匹配线圈骨架，针对回旋加速器，其线圈结构为上下对称结构，上下线圈为串联结构，同时在中平面处还需留有对应的束流和磁测通道，因此对线圈骨架的结构设计要求非常高，然而现有的超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构一般没有在中部设置用于液氦流动的通道，因此在降温过程中不便液氦的流动，从而影响超导质子回旋加速器的超导线圈骨架在绕设线圈时的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，以解决上述背景技术中提出的一般没有在中部设置用于液氦流动的通道的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超导质子回旋加速器的超导线圈骨架结构，包括线圈板和液氦槽板；

所述线圈板的径向中部为通孔设置，所述线圈板为环形结构，所述线圈板的圆周外侧壁上开设有两道容纳槽，所述容纳槽的中间位置固定连接有加强板，所述加强板和容纳槽的相对侧壁上均固定连接有液氦槽板，所述液氦槽板和加强板上均开设有用于连通两道容纳槽的通道。

两道容纳槽对称设置，便于在容纳槽内绕设线圈；线圈板采用的材料为无磁不锈钢。在线圈板上绕设线圈时，线圈板通过工装与绕线机进行连接。

超导线圈包括上下两组线圈，两组线圈之间为串联结构分别绕设在两道容纳槽内，为了适合超导线圈的绕制，避免后期存在过多的焊接，线圈板为整体结构，防止后期的加工处理导致线圈板的变形，或后处理对线圈产生损伤。

该结构设计使得整个线圈固定为一个整体，在线圈板中包含了液氦容器功能，在完成线圈绕制后，只需将线圈板外封面进行焊接，就可以得到线圈冷却的液氦容器。

作为本发明进一步的方案：所述液氦槽板为环形结构，由于液氦槽板为环形结构为环形结构便于与线圈板相适配，当线圈绕设在分别绕设在两道容纳槽内时通过液氦槽板实现了将线圈分割开。

作为本发明进一步的方案：所述液氦槽板的材料为环氧树脂材料，液氦槽板为G-10液氦槽板，液氦槽板作为的组成部分之一，位于两道容纳槽之间，通过使用低温下用环氧胶固定在两道容纳槽之间，同时G-10液氦槽板具有很好的绝缘性能，可同时作为线圈板与容纳槽内绕设线圈之间的绝缘。

作为本发明进一步的方案：所述通道水平开设在液氦槽板和加强板上，液氦槽板上设计有用于液氦流通的通道，可以在降温过程中为液氦的流动提供通道。

作为本发明进一步的方案：所述液氦槽板的内侧壁固定连接在线圈板的圆周外侧壁上。