[发明专利]一种高压多级加速电极的冷却结构及电位分配方法

说明书

本发明涉及一种高压多级加速电极的冷却结构及电位分配方法，每个加速电极组件由中空的加速电极和冷却接头组成，加速电极的空腔为冷却介质通道，相邻的加速电极组件之间通过绝缘冷却管道串连，冷却介质从一端的加速电极组件的冷却接头流入后，逐个通过各个加速电极和绝缘冷却管道，从另一端加速电极组件的冷却接头流出。本发明可以有效地为加速电极提供冷却，同时加速电极间的绝缘冷却管道可以代替高压电阻进行电位分配，便于安装，简化了高压多级加速电极的结构。

技术领域

本发明属于高压型加速器技术领域，具体涉及一种高压多级加速电极的冷却结构及电位分配方法。

背景技术

在高压型加速器和离子注入机中，为了提高离子能量，常采用多个加速电极串连的方式实现。束流加速的过程中，与真空残余气体碰撞等产生的杂散离子和电子会打在电极上引起电极发热。随着束流强度的增加，电极发热会变得更为严重。对于强流低能加速器来说，如果不对这些电极进行冷却极易造成加速电极甚至整个加速器的损坏。而采用高压多级加速模式的电极处在不同的电位，冷却水在进出不同电位时必须使用特定的水电阻，逐个对不同电极进行冷却会使得整个高压多级加速结构的水冷结构比较复杂，所占用的空间也会比较大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构更为简单的高压多级加速电极的冷却结构，以及能够实现各加速电极电位分配的方法。

本发明的技术方案如下：一种高压多级加速电极的冷却结构，包括若干个加速电极组件，每个加速电极组件由中空的加速电极和冷却接头组成，加速电极的空腔为冷却介质通道，相邻的加速电极组件之间通过绝缘冷却管道串连，冷却介质从一端的加速电极组件的冷却接头流入后，逐个通过各个加速电极和绝缘冷却管道，从另一端加速电极组件的冷却接头流出。

进一步，如上所述的高压多级加速电极的冷却结构，其中，所述每个加速电极组件包括两个与加速电极的空腔相通的冷却接头，对称设置在加速电极的两侧，冷却介质从一个冷却接头流入，从另一个冷却接头流出。

进一步，如上所述的高压多级加速电极的冷却结构，其中，若干个加速电极组件依次排列设置在陶瓷绝缘筒上。

进一步，如上所述的高压多级加速电极的冷却结构，其中，所述冷却介质为去离子水，经由循环冷水机与加速电极组件和绝缘冷却管道形成循环流路。

进一步，如上所述的高压多级加速电极的冷却结构，其中，所述的绝缘冷却管道采用尼龙管；每段绝缘冷却管道的长度一致。

一种上述高压多级加速电极的电位分配方法，将高压电源的高压端与高压多级加速电极中最高电位的加速电极相连，高压电源的地端与高压多级加速电极中最低电位的加速电极相连，通有冷却介质的绝缘冷却管道为各个加速电极分配电位。

进一步，如上所述的电位分配方法，其中，通过绝缘冷却管道的长度、管径或材料的选择来调节相邻加速电极之间的电位差。

进一步，如上所述的电位分配方法，其中，冷却介质从电位最低的加速电极的冷却接头流入，从电位最高的加速电极的冷却接头流出。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的高压多级加速电极冷却结构使用内部中空的加速电极，相邻电极间安装绝缘冷却管道，电极和管道内充满去离子水为电极提供冷却。本发明可以有效地为电极提供冷却，同时电极间的绝缘冷却管道可以代替高压电阻进行电位分配，便于安装，简化了高压多级加速电极的结构。

附图说明

图1为本发明加速电极组件的冷却结构原理图；

图2为图1的A-A向视图；

图3为本发明高压多级加速电极的冷却结构原理图；

图4为本发明高压多级加速电极的电位分配方法原理图；