专利名称:高精度三组合四极透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及加速器束流输运线电磁铁系统的机械设计制造技术领域：
，尤其是涉及一种高精度三组合四极透镜。
背景技术：
重离子微束装置是将辐照材料或生物细胞的重离子束斑缩小到微米量级，能够对辐照离子进行准确定位和精确计数的装置。它是开展辐照生物学、辐照生物医学和辐照材料学研究的强有力工具；在材料分析和微加工等应用领域也具有独特的优势和应用前景。目前世界上的微束装置大多提供低能轻粒子束流，更高能量的重离子微束将使高能量、高电荷单粒子效应的研究成为可能，例如航天员在太空旅行时遭受单粒子辐照后的生物学效应。高梯度组合四极透镜强聚焦能够形成微米量级的束斑，满足科学研究的要求，是整个微束装置的核心部件。为完成该目的，三组合四极透镜应该有极高的制造精度和稳定的运行状态，才能保证束流束斑大小和稳定度，满足实验的要求。
现有技术中的四极透镜采用四块极头分别拼装，定位销定位的结构形式。该形式的透镜可以满足大多数场合的使用要求，但是在微束线上，其精度和稳定性远不能满足实验的要求。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供了一种高精度三组合四极透镜，从 而有效解决了现有技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为所述的高精度三组合四极透镜，其特点在于所述的三组合四极透镜包括组合体外围框架，高精度四极透镜通过连接杆和不锈钢块安装在组合体外围框架内，高精度四极透镜内设有磁铁线圈，高精度四极透镜下部设有与磁铁线圈相连的电联结板，组合体外围框架上部设有直线导轨座、滚动导轨座和移动板，直线导轨座上设有直线导轨，滚动导轨座上设有滚动导轨。
所述的连高精度四极透镜为三个，三个高精度四极透镜之间采用定位轴和定位套连接安装定位，每个高精度四极透镜通过导柱导套安装在连接杆的定位轴上，高精度四极透镜上部的定位轴上还设有圆螺母和大垫圈，高精度四极透镜下部的电联结板与组合体外围框架对应处设有线夹，高精度四极透镜与组合体外围框架之间还设有微调杆，微调杆上设有调整螺母和圆弧块，不锈钢块与组合体外围框架之间设有双头调节螺栓；高精度四极透镜下部还设有辅助定位套，辅助定位套下部设有套座。
所述的高精度四极透镜包含四个双曲线形状的极头，每个极头包含一组磁铁线圈，磁铁线圈通过中心衬板与内连接排相连，磁铁线圈还分别与外连接排和中间连接排相连，外连接排与电联结板相连。所述的磁铁线圈还包括铁芯，铁芯采用DT4锻件为加工胚料，胚料外面通过焊接与不锈钢块相连，磁铁线圈下部设有内垫块和角尺座，角尺座上还设有拉杆、钢带和外垫块。[0008]所述的磁铁线圈为分离式的线圈结构，每组磁铁线圈有8匝线圈，线圈的材料为T2铜板，铜板的厚度根据通过的电流选取不同的尺寸，线圈的一半做成U字型，并且做真空环氧浇注，浇注为一个整体，线圈的另外一边按照逐次串接的结构同U型体内的每一匝线圈连接。
所述的导柱导套设置在连接杆和不锈钢块之间。所述的组合体外围框架下部设有角支撑，组合体外围框架为不锈钢型材组成的框架。
本发明的有益效果是所述的高精度三组合四极透镜，通过采用了全新的设计思路和机械结构，选取合理的工艺及制造手段，实现物理实验对工程制造的高要求。为研究所和企业制造高精度的四极透镜提供了具体的方案和经验。能够达到微米级的安装精度，以及实验所需的稳定性。
图I为本发明实施例的透镜组合装配示意图；
图2为本发明透镜组合装配主视结构示意图；
图3为本发明透镜组合装配右视结构示意图；
图4为本发明图3俯视结构示意图；
图5为本发明图3中A-A处截面结构示意图；
图6为本发明的高精度四极透镜的仰视结构示意图；
图7为本发明图6中B处得结构放大示意图；
图8为本发明磁铁线圈的U型结构示意图。
图中所示1、组合体的外围框架；2、连接杆；3、高精度四极透镜；4、直线导轨座；
5、套座；6、滚动导轨座；7、滚动导轨；8、直线导轨；9、移动板；10，圆螺母；11，大垫圈；12，定位轴；13、导柱导套；14、定位套；15、电联结板；16、辅助定位套；17、角支撑；18、磁铁线圈；19、线夹；20、不锈钢块；21、微调杆；22、调整螺母；23、圆弧块；24、双头调节螺栓；25、中心衬板；26、外连接排；27、内连接排；28、中间连接排；29、内垫块；30、铁芯；31、角尺座；32、拉杆；33、外垫快；34、钢带。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图I至8所示，所述的高精度三组合四极透镜，其特点在于所述的三组合四极透镜包括组合体外围框架1，高精度四极透镜3通过连接杆2和不锈钢块20安装在组合体外围框架I内，高精度四极透镜3内设有磁铁线圈18，高精度四极透镜3下部设有与磁铁线圈18相连的电联结板15，组合体外围框架I上部设有直线导轨座4、滚动导轨座6和移动板9，直线导轨座4上设有直线导轨8，滚动导轨座6上设有滚动导轨7。
所述的连高精度四极透镜3为三个，三个高精度四极透镜3之间采用定位轴12和定位套14连接安装定位，每个高精度四极透镜3通过导柱导套13安装在连接杆2的定位轴12上，高精度四极透镜3上部的定位轴12上还设有圆螺母10和大垫圈11，高精度四极透镜3下部的电联结板15与组合体外围框架I对应处设有线夹19，高精度四极透镜3与组合体外围框架I之间还设有微调杆21，微调杆21上设有调整螺母22和圆弧块23，不锈钢块20与组合体外围框架I之间设有双头调节螺栓24 ;高精度四极透镜3下部还设有辅助定位套16，辅助定位套16下部设有套座5。
所述的高精度四极透镜3包含四个双曲线形状的极头，每个极头包含一组磁铁线圈，磁铁线圈通过中心衬板25与内连接排27相连，磁铁线圈还分别与外连接排26和中间连接排28相连，外连接排26与电联结板15相连。所述的磁铁线圈18还包括铁芯30，铁芯30采用DT4锻件为加工胚料，胚料外面通过焊接与不锈钢块20相连，磁铁线圈18下部设有内垫块29和角尺座31，角尺座31上还设有拉杆32、钢带34和外垫块33。
所述的磁铁线圈18为分离式的线圈结构，每组磁铁线圈有8匝线圈，线圈的材料为T2铜板，铜板的厚度根据通过的电流选取不同的尺寸，线圈的一半做成U字型，并且做真空环氧浇注，浇注为一个整体，线圈的另外一边按照逐次串接的结构同U型体内的每一匝 线圈连接。
所述的导柱导套13设置在连接杆2和不锈钢块20之间。所述的组合体外围框架I下部设有角支撑17，组合体外围框架I为不锈钢型材组成的框架。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高精度三组合四极透镜，其特征在于所述的三组合四极透镜包括组合体外围框架，高精度四极透镜通过连接杆和不锈钢块安装在组合体外围框架内，高精度四极透镜内设有磁铁线圈，高精度四极透镜下部设有与磁铁线圈相连的电联结板，组合体外围框架上部设有直线导轨座、滚动导轨座和移动板，直线导轨座上设有直线导轨，滚动导轨座上设有滚动导轨。
2.如权利要求
I所述的高精度三组合四极透镜，其特征在于所述的高精度四极透镜为三个，三个高精度四极透镜之间采用定位轴和定位套连接安装定位，每个高精度四极透镜通过导柱导套安装在连接杆的所述定位轴上，高精度四极透镜上部的所述定位轴上还设有圆螺母和大垫圈，高精度四极透镜下部的电联结板与组合体外围框架对应处设有线夹，高精度四极透镜与组合体外围框架之间还设有微调杆，微调杆上设有调整螺母和圆弧块，不锈钢块与组合体外围框架之间设有双头调节螺栓；高精度四极透镜下部还设有辅助定位套，辅助定位套下部设有套座。
3.如权利要求
I或2所述的高精度三组合四极透镜，其特征在于所述的高精度四极透镜包含四个双曲线形状的极头，每个极头包含一组磁铁线圈，磁铁线圈通过中心衬板与内连接排相连，磁铁线圈还分别与外连接排和中间连接排相连，外连接排与电联结板相连。
4.如权利要求
3所述的高精度三组合四极透镜，其特征在于所述的磁铁线圈还包括铁芯，铁芯采用DT4锻件为加工胚料，胚料外面通过焊接与不锈钢块相连，磁铁线圈下部设有内垫块和角尺座，角尺座上还设有拉杆、钢带和外垫块。
5.如权利要求
3所述的高精度三组合四极透镜，其特征在于所述的磁铁线圈为分离式的线圈结构，每组磁铁线圈有8匝线圈，线圈的材料为T2铜板，铜板的厚度根据通过的电流选取不同的尺寸，线圈的一半做成U字型，并且做真空环氧浇注，浇注为一个整体，线圈的另外一边按照逐次串接的结构同U型体内的每一匝线圈连接。
6.如权利要求
2所述的高精度三组合四极透镜，其特征在于所述的导柱导套设置在连接杆和不锈钢块之间。
7.根据权利要求
I所述的高精度三组合四极透镜，其特征是还包括有所述的组合体外围框架下部设有角支撑，组合体外围框架为不锈钢型材组成的框架。
专利摘要
本发明涉及加速器束流输运线电磁铁系统的机械设计制造技术领域：
，尤其是涉及一种高精度三组合四极透镜。其包括组合体外围框架，高精度四极透镜通过连接杆和不锈钢块安装在组合体外围框架内，高精度四极透镜内设有磁铁线圈，高精度四极透镜下部设有与磁铁线圈相连的电联结板，组合体外围框架上部设有直线导轨座、滚动导轨座和移动板，直线导轨座上设有直线导轨，滚动导轨座上设有滚动导轨。其通过采用了全新的设计思路和机械结构，选取合理的工艺及制造手段，实现物理实验对工程制造的高要求。为研究所和企业制造高精度的四极透镜提供了具体的方案和经验。能够达到微米级的安装精度，以及实验所需的稳定性。
文档编号G21K1/093GKCN102208226SQ201110119139
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月10日
发明者张斌, 何源, 张小奇, 姚庆高, 韩少斐, 李学敏 申请人:中国科学院近代物理研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan