[发明专利]一种用于提高离子电荷态的装置

说明书

本发明公开了一种用于提高离子电荷态的装置，包括膜架、膜架安装架、真空腔体、真空波纹管密封机构、驱动机构、基座和传动杆；膜架用于安装碳膜；膜架安装架伸入真空腔体内，且在膜架安装架上沿真空腔体的深度方向间隔布置多个膜架；真空腔体密封连接在真空波纹管密封机构的前端；传动杆的前端穿过真空波纹管密封机构伸入真空腔体内，并与膜架安装架相连接；真空波纹管密封机构和传动杆的后端均与驱动机构相连接；真空波纹管密封机构和驱动机构均设置在基座上；本发明能够实现在不破坏真空环境的情况下更换碳膜，大大提高工作效率，降低加速器的运行成本，大大提高加速器的运行效率。

技术领域

本发明涉及一种加速器中用于提高离子电荷态的装置，属于加速器技术领域。

背景技术

在加速器中，离子源所产生的离子被初步加速到高压电极后，需要经过电子剥离装置提高离子的电荷态，从而使离子在同样电场下得到更高的能量，特别是在加速器储存环中轻离子的注入通常采用剥离注入的方式。因此用于提高离子电荷态的装置是重离子加速器的重要装置。由于碳的熔点高，化学稳定性好，制成碳膜的机械强度高，所以加速器一般采用碳膜作为重离子核外电荷的剥离体以获得更高的电荷态。例如国内已建成的兰州重离子冷却存储环，武威重离子加速器和在建的兰州重离子肿瘤治疗中心项目。

加速器中设备数量众多，结构复杂，空间位置受限，加速器真空为超高真空，每次更换碳膜都会引起真空环境的破坏，需要重新抽真空，大大增加安装时间，降低工作效率，同时大大增加了加速器的运行成本。为了使得加速器中电子剥离装置结构更加紧凑，工作效率更高，运动精度高，无需破真空更换不同类型的碳膜，亟需研制一种专用的提高离子电荷态的装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于提高离子电荷态的装置，该装置能够在不破坏真空环境的情况下更换碳膜，大大提高工作效率，降低加速器的运行成本，大大提高加速器的运行效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于提高离子电荷态的装置，包括膜架、膜架安装架、真空腔体、真空波纹管密封机构、驱动机构、基座和传动杆；

所述膜架用于安装碳膜；所述膜架安装架伸入所述真空腔体内，且在所述膜架安装架上沿所述真空腔体的深度方向间隔布置多个所述膜架；所述真空腔体密封连接在所述真空波纹管密封机构的前端；所述传动杆的前端穿过所述真空波纹管密封机构伸入所述真空腔体内，并与所述膜架安装架相连接；所述真空波纹管密封机构和传动杆的后端均与所述驱动机构相连接；所述真空波纹管密封机构和驱动机构均设置在所述基座上。

在一些实施例中，所述膜架包括固定座和膜框，所述固定座截面呈T形，所述膜框可拆卸地连接在所述固定座的下部，所述膜框的中间形成有圆孔，所述膜框上粘贴有所需厚度的碳膜。

在一些实施例中，所述膜架安装架包括条形支架以及沿所述条形支架间隔开设的多个安装卡槽；每一所述安装卡槽内插置一所述膜架，所述膜架的固定座嵌设在安装卡槽内，所述膜框分布于所述条形支架的下方。

在一些实施例中，所述真空腔体采用扁长型腔体，所述真空腔体的侧壁上设置有观察窗和摄像头组件，所述观察窗安装反光镜，所述摄像头组件通过反光镜远程观测所述真空腔体内部碳膜的状态。

在一些实施例中，所述真空腔体通过可拆卸CF刀口法兰与所述真空波纹管密封机构连接，所述真空腔体上两侧壁的相对位置上开设与束流管道相连的两真空安装接口。

在一些实施例中，所述驱动机构包括设置在基座上的驱动电机和传动组件，所述驱动电机通过所述传动组件与所述传动杆以及真空波纹管密封机构的后端连接。

在一些实施例中，所述传动组件包括导轨、丝杠和滑块，所述导轨设置所述基座上，所述滑块滑动设置在所述导轨上，所述丝杠与滑块螺纹配合，所述丝杠与所述驱动电机连接，所述传动杆和真空波纹管密封机构的后端连接在所述滑块上。