Устройство для охлаждения ускоряющей структуры

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ .УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ, выполненной в виде цилиндрического резонатора с шайбами и диафрагмами, содержащее .каналы для прохождения хладагента, вьшолненные в шайбах и диафрагмах. 3 г з f 5 S 7 8 //. I /./../-./.. отличающе.еся тем, что, с целью упрощения его конструкции путем достижения равного потока хладагента по всем каналам, в устройство введена цилиндрическая труба, пластины в виде колец и перемычки, при этом труба расположена снаружи резонатора и имеет с ним механический контакт через пластины в виде колец, перемычки расположены в полос-; ти между трубой и резонатором, каналы для прохождения хладагента выведены в полости между пластинами трубой и перемычками и при этом по крайней мере часть перемычек имеют грани, расположенные под углом к образующей трубы. СО Н о ел СП

СО1ОЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ЗШ Н 05 Н 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

У 2 7 3 у 5 6 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3450915! 18-21 (22) 1 1 ° 06. 82 (46) 23. 12. 84. Бюл. 11 - 47 (72) Г.Д.Басалаев, М.Ф.Ворогушин, В.M.Ëåáeäåâà, Ю.В.Смирнов и В.И.Шахов (53) 621 ° 384.6(088.8) (56) 1.Патент США Ф 3449618, кл. 315-5.41, опублик. 1966.

2. Андреев В. Г. Труды РТИ АК СССР

В 25, 1976, с. 131(прототип). (54)(57)1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ .УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ, выполненной в виде цилиндрического резонатора с шайбами и диафрагмами, содержащее каналы для прохождения хладагента, выполненные в шайбах и диафрагмах, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью упрощения его конструкции путем достижения равного потока хлад.. агента по всем каналам, в устройство введена цилиндрическая труба, пластины в виде колец и перемычки, при этом труба расположена снаружи резонатора и имеет с ним механический контакт через пластины в виде колец, перемычки расположены в полости между трубой и резонатором, каналы для прохождения хладагента выведены в полости между пластинами трубой и перемычками и при этом по крайней мере часть перемычек имеют грани, расположенные под углом к образующей трубы.

107755О

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что часть перемычек имеет грани, расположенные параллельно образующей трубы.

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускоряющих структур для линейных ускорителей.

Известно устройство в виде набора цилиндрических каналов, выполненных в стенке волновода вдоль его продольной оси Я . Охлаждение осуществляется за счет принудительной циркуля-. ции хладагента по каналам, что обеспечивает теплоотвод от стенки волновода.

Недостатком известного устройства является сложность его выполнения в случае необходимости осуществления теплоотвода от приосевых областей волновода, например от входящих в состав волновода диафрагм,. . Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для охлаждения ускоряющей структуры f2) выполненной в виде цилиндрического резонато. ра с шайбами и диафрагмами, содержащее каналы для прохождения хладагента,,расположенные в шайбах и диафрагмах.

В известном устройстве охлаждение осуществляется"путем раздельного подвода хладагента к отдельным группам каналов через отдельные трубопроводы.

Недостатком известного устройства являются большие поперечные размеры резонатора с устройством охлаждения в целом, сложность конструкции устройства охлаждения, Этот недостаток особенно ощутим в линейных ускорителях электронов, так как на ускоряющей структуре должны быть установлены фокусирующие катушки, которые при больших поперечных размерах резонатора совместно с устройством охлаждения также будут обладать большими размерами. Это недопустимо, так как резонатор

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между пере мычками и пластинами в виде колец выполнены зазоры. совместно с устройством охлаждения и. фокусирующими катушками должен быть компактным.

Целью изобретения является

5 упрощение конструкции устройства путем достижения равного потока хладагента по всем каналам.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для охлаждения

1О структуры, выполненной в виде цилиндрического резонатора с шайбами и диафрагмами, содержащее каналы для прохождения хладагента, выполненные в шайбах и диафрагмах, 15, введена цилиндрическая труба, пластины в виде колец и перемычки, при этом труба расположена снаружи резонатора и имеет с ним.механический контакт через пластины в виде колец,,перемычки расположены в полости между трубой и резонатором, каналы для прохождения хладагента выведены в полости между пластинами, трубой и перемычками и при этом по крайней мере часть перемычек имеет грани, расположенные под углом к образующей трубы.

Часть перемычек имеет грани, расположенные параллельно к образующей трубы. Между перемычками и пластинами в виде колец выполнены зазоры.

На фиг. 1 дано сечение устройства плоскостью, параллельной его оси; на фиг. 2 — сечение плоскостью, перпендикулярной его оси; на фиг.3, 4,5,6 — развертки устройства.

Устройство содержит стенку 1 цилиндрического резонатора, днища

2, диафрагмы 3, шайбы 4, которые крепятся к диафрагмам посредством штанг 5, в шайбах и штангах для прохождения хладоагента выполнены каналы б, цилиндрическую трубу 7, металлические пластины 8 в виде

4> колец, которые установлены между концами цилиндрической стенки

550

5н= 0,6- 0Л ). : -1 „вр з 1077

l резонатора и трубы 7, перемычки 9, расположенные в полости, образованной цилиндрической стенкой 1 резо. натора, полой трубой 7, металлическими пластинами 8, патрубки 10 для входа в канал и патрубки ll для выхода из канала хладагента. Возможна также установка укороченной перемычки 12. Перемычками 9 в полости сформированы каналы 13-16. Стрелками обозначены направления движения хладагента по каналам.

На фиг. 3 представлена в развернутом виде по сечению Б-Б полость для прохождения хладагента, рассечен ная перемычками 9 на каналы. Причем

rpани перемычек 9 выполнены под углом к образующей цилиндрического резонатора. Пунктирными линиями обозначены шайбы 4, штанги 5, каналы

6 охлаждения в штангах. Патрубки 10 и 11 для каналов 13 и 14 расположены с одного торца резонатора.

На фиг. 4 представлен вариант конструкции канала с гранями перемычек 9, расположенных вдоль образующих цилиндрического резонатора.

На фиг. 5 представлен вариант конструкции канала с дополнительной перемычкой 12,установленной с зазором к одной из металлических кольцеобразных пластин. Установка перемычки позволяет осуществить отвод и подвод хладагента с одного торца резонатора.

На фиг. 6 представлен вариант конструкции устройства охлаждения, в котором грани перемычек каналов

13 и 14 расположены под углом к образующей цилиндрического резонатора. Особенность конструкции в том, что вход и выход хладагента в каналах 13 и 14 соответственно расположены с различных торцов.

Устройство для охлаждения уско-. ряющей структуры работает следующим образом.

Хладагент одновременно подается во входные патрубки 10 всех каналов охлаждения. При движении хладагента по каналам осуществляется теплосъем с нагреваемых высокочастотной энергией деталей резонатора, Движение хладагента в каналах устройства охлаждения производится в следующих направлениях:

Через входной патрубок 10 хладагент. поступает в канал 13, затем в каналы 6 штанг, каналы шайб, снова в каналы штанг и попадает в канал 14. Далее через патрубок

l1 происходит слив хладагента.

Теплосъем осуществляется с поверхностей цилиндрических стенок, распололсенных в каналах 13 и 14, шайб и диафрагм.

В каналы 15 и 16 хладагент поступает через патрубок 10 и сливается через патрубок ll. Теплосъем осущест вляется с частей цилиндрических стенок, расположенных в каналах

15 и 16.

На фиг. 5 показано, что наличие перемычек 12 в канале 15 приводит к тому, что хладагент сначала перемещается в одном направлении, затем разворачивается и двигается во встречном направлении. Вход и слив хладагента осуществляются через патрубки 10 и 11 соответственно.

Разделение полости перемычками на каналы позволяет осуществить необходимый теплосъем со етенок резонатора, шайб, диафрагм, а расположение граней перемычек под углом к образующей резонатора в каналах

13 и 14 позволяет получить равномер. ное распределение расходов хладагента через каналы штанг и шайб и, следовательно, осуществить необходимый теплосъем с шайб, штанг и цилиндрической стенки резонатора.

Исследования показали, что, например, для конструкции устройства

35 охлаждения, представленной на фиг. 3(вход и слив хладагента с одного торца), для .каналов штанг диаметром 4 мм и длиной 195 мм наиболее равномерное распределение

40 расходов хладагента получается, когда подводящий канал 13 имеет площадь сечения входного отверстия Я -, и рави в„=Ф "2 0 521 !5 тр, и площадь

45 сечения противоположного конца кана. ла живых i равну1o в вых (0,5-:0,55).Е ;,„р

50 где б — сечение i --ro канала в

1rA штангах;

П вЂ” число трубок а отводящий канал 5> имеет площадь сечения в начале и площадь сечения в конце

1077550

Труба можеФ быть использована промышленного изготовления, а пластины в виде колец обрабатываются на токарном станке. Перемычки фрезеруются из стенки цилиндрической трубы, а затем винтами крепятся к стенке резонатора или к стенке трубы с учетом обеспечения герметизации, далее устройство собирается.

Наличие небольших зазоров между перемычками и резонатором, между перемычками и трубой существенного 15 влияния на качество охлаждения резонатора не оказывает. Для того, чтобы была возможность установить входной и выходной 11 патрубки на одном и том же конце резонатора, 20 целесообразно в каналах 15 и 16 установить дополнительно перемычки

12 с зазором в кольцеобразной пластине(фиг. 5).

В некоторых случаях, например для коротких резонаторов, подводящий канал 13 может быть сформирован гранями перемычек, расположенными вдоль образующих резонатора. Это упрощает технологию изготовления перемычек (фиг. 4) .

Конструкция данного устройства охлаждения резонатора с-шайбами и диафрагмами имеет меньшие попереч. ные размеры и стрит дешевле, чем конструкция устройства-прототипа.

Например, предлагаемое устройство охлаждения с резонатбром, длина которого 1,8 м, для линейного ускори теля на 20 МэВ имеет поперечные размеры в 2,8 раза меньше по сравнению с известной конструкцией устройства охлаждения.

Е077550

Составитель

Редактор О.Филиппова Техред С.Легеза Корректор 1.Иаксимишинед л, Заказ 9234/3 Тираж 782 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4