[发明专利]一种用于真空环境的气动驱动高压馈电装置

说明书

本发明提出了一种用于真空环境的气动驱动高压馈电装置，该高压馈电装置一端伸进加速器真空管道内，另一端暴露在大气中；本发明克服了传统的偏见，外力的作用不是推力而是拉力，将高压馈电装置缓慢推入的不是外力而是真空室的吸附力。通过先有拉力再有吸附力、吸附力略大于拉力的方法将高压馈电装置缓慢吸入与高压电极接触。这样做带来的不一样的效果是：无需额外增加高压电极保护装置，利用真空室被破坏时的吸附力减弱、吸附力小于拉力的作用，使得馈电装置通过气缸的拉力被拉出以切断高压电极的供电。由此实现了结构简单和制作成本低。

技术领域

本发明为超导回旋加速器技术领域，尤其涉及一种用于真空环境的可移动外部高压馈电装置。

背景技术

随着技术的进步、经济基础的发展，人民生活水平的提高，质子治疗的需求日益广泛。原子能院正在开展质子治疗装置的研发，其中将建造的一台230MeV超导回旋加速器，该加速器作为质子治疗装置的核心部件，综合了多种系统，包括主磁铁、高频、真空、离子源、束流引出、束流线、治疗装置、束流监测及控制等系统。其中引出偏转系统需要由真空环境外部引一路高压进入到真空环境内部的高压电极上，并持续提供高压电流，这个装置称为馈电装置。

现有技术应用方案包括三种：电机驱动、弹簧驱动、配重滑轮驱动等方式，通过这三种驱动方式控制馈电管沿径向运动以达到接触/脱离高压电极的目的。其中，弹簧驱动，则由于弹簧装置的运动难以控制，馈电装置内有陶瓷绝缘部件，容易损坏；配重滑轮驱动，滑轮配重在设备安装检修过程中不便于操作。

电机驱动是比较常见的方式，电机驱动的应用场合为：当拆卸馈电管时，通过电机驱动将馈电管拉出来。但电机驱动方式的高压电极保护结构相对很复杂、制作成本高：因为高压电极加高压只能在真空环境下进行，一旦真空破坏再加高压，由于是80KV高压，就会把高压电极烧毁，为此需要单独设置真空被破坏时的高压电极保护装置，保护装置中包括对真空的检测、以及对加高压电路的控制、或者对电机的控制，一旦发现真空被破坏，控制电机把馈电装置拉出以切断高压电极的供电。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提出一种用于真空环境的可移动外部高压馈电装置，目的在于解决现有技术电机驱动方式结构复杂、制作成本高的问题。

本发明为解决其技术问题提出以下技术方案：

一种用于真空环境的气动驱动高压馈电装置，该高压馈电装置一端伸进加速器真空管道内，另一端暴露在大气中；其特征在于：

所述气缸与线缆入口固定块之间通过气缸丝杠连接件连接；所述线缆入口固定块一端连接气缸丝杠连接件、另一端连接高压馈管并且设有高压线缆入口；所述高压馈管一端伸进线缆入口固定块、另一端连接波纹管；所述波纹管另一端连接真空接口法兰；所述连接真空接口法兰另一端与加速器真空接口连接，形成密封，保证真空接口法兰内部、高压馈管外部的加速器真空管道内的真空环境；

所述伸进加速器真空管道内的高压馈电装置，以加速器真空接口为起点伸向与加速器真空接口一体化制作的加速器真空管道内，依次设有高压馈管以及高压馈管外圈的支撑定位块、陶瓷绝缘连接件法兰、陶瓷绝缘连接件、金属插头；所述的陶瓷绝缘连接件法兰用于连接高压馈管和陶瓷绝缘连接件、以保证密封性；所述的金属插头用于连接加速器真空室内的高压电极；

所述气缸由配气柜供气，带有拉力气压调节阀门，根据使用情况调节拉力气压，配合加速器真空吸力控制高压馈电装置运动。

不需要馈电时，调节气缸拉力气压阀、将气缸拉力气压增大，确保真空环境不会将馈电装置吸入；需要馈电时，将气缸拉力气压阀减小，使气缸拉力略小于真空吸力，整体馈电装置就可以通过真空吸力缓慢推入，与真空内部电极接触，实现馈电。

所述陶瓷绝缘件为特殊加工件，分为两部分，前半部分为金属材质、与远离加速器中心点的高压馈管连接，后半部分为陶瓷材质、与靠近加速器中心点的金属插头连接，金属插头再与加速器内部电极连接，以便将内部线缆的电压导出到电极上。