回旋加速器的真空控制系统的制作方法

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1.本发明涉及放射性医疗器械真空技术领域，尤其涉及一种回旋加速器的真空控制系统。

背景技术：

2.小型回旋加速器上的真空系统需要维持加速器内部高真空状态，并且还要具备紧凑度高、成本低的特点。目前，常用的手段是分子泵加低温泵，但分子泵与低温泵对粗抽的要求是不同的，甚至某些时段是冲突的，所以现在常见的是做两套机械泵，分别对其进行粗抽。但是，这样不仅造成成本上升，也使得系统紧凑度不够高。

技术实现要素：

3.本发明的一个目的在于提出一种回旋加速器的真空控制系统，能够降低系统整体成本，提高系统紧凑度。
4.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种回旋加速器的真空控制系统，所述系统包括：分子泵，与所述回旋加速器连接，用于对所述回旋加速器进行抽真空；低温泵，与所述回旋加速器连接，用于对所述回旋加速器进行抽真空；机械泵机组，通过真空管路分别与所述分子泵、所述低温泵连接，用于作为所述分子泵的前级和所述低温泵的再生泵；插板阀，分别与所述回旋加速器、所述分子泵和所述低温泵连接，用于控制所述分子泵和所述低温泵与所述回旋加速器的通断；角阀，分别与所述回旋加速器、所述真空管路连接，用于控制所述真空管路的通断；第一复合规，用于测量所述回旋加速器的真空度，得到第一测量结果；第二复合规，用于测量所述真空管路的真空度，得到第二测量结果；真空控制装置，分别与所述分子泵、所述低温泵、所述机械泵机组、所述插板阀、所述角阀、所述第一复合规和所述第二复合规连接，用于根据所述第一测量结果和所述第二测量结果对所述分子泵、所述低温泵、所述机械泵机组、所述插板阀、所述角阀进行控制，以将所述回旋加速器抽真空至目标真空度。
5.根据本发明实施例的回旋加速器的真空控制系统，能够降低系统整体成本，提高系统紧凑度。
6.另外，根据本发明上述实施例提出的回旋加速器的真空控制系统，还可以具有如下附加的技术特征：根据本发明的一个实施例，所述低温泵的数量为两个，分别为第一低温泵和第二低温泵，所述插板阀包括第一插板阀、第二插板阀和第三插板阀，所述角阀包括第一角阀，所述分子泵通过所述第一插板阀与所述回旋加速器连接，所述第一低温泵通过所述第二插板阀与所述回旋加速器连接，所述第二低温泵通过所述第三插板阀与所述回旋加速器连接，所述第一角阀连接在所述真空管路上，且所述机械泵机组通过所述第一角阀分别与所述分子泵、所述第一低温泵和所述第二低温泵连接；其中，所述真空控制装置还分别与所述第一角阀、第一插板阀、第二插板阀、第三插板阀连接，用于根据所述第一测量结果对所述
第一角阀、第一插板阀、第二插板阀、第三插板阀进行打开或关闭控制。
7.根据本发明的一个实施例，所述机械泵机组包括第一机械泵和第二机械泵，所述第二机械泵连接在所述第一机械泵和所述第一角阀之间，所述真空控制装置用于：在所述第一测量结果小于第一预设真空度时，打开所述第一角阀，开启所述第一机械泵，并在所述第二测量结果小于第二预设真空度时，开启所述第二机械泵，其中，所述第二预设真空度大于所述第一预设真空度；待所述真空管路的真空度减小至所述第一预设真空度时，开启所述分子泵，并在所述分子泵的工作频率达到第一预设频率时，打开所述第一插板阀；待所述回旋加速器的真空度减小至第三预设真空度时，开启所述第一低温泵和所述第二低温泵，并打开所述第二插板阀和所述第三插板阀，其中，所述第一预设真空度大于所述第三预设真空度。
8.根据本发明的一个实施例，所述角阀还包括第二角阀，所述第二角阀连接在所述回旋加速器和所述第一角阀远离所述第二机械泵的一端之间；其中，所述真空控制装置还与所述第二角阀连接，还用于根据所述第一测量结果对所述第二角阀进行打开或关闭控制。
9.根据本发明的一个实施例，所述真空控制装置用于：在所述第一测量结果大于所述第一预设真空度时，打开所述第一角阀和所述第二角阀，开启所述第一机械泵，并在所述第二测量结果小于所述第二预设真空度时，开启所述第二机械泵；待所述回旋加速器的真空度减小至所述第一预设真空度时，关闭所述第二角阀，打开所述第一插板阀，并开启所述分子泵；待所述回旋加速器的真空度减小至第三预设真空度时，开启所述第一低温泵和所述第二低温泵，并打开所述第二插板阀和所述第三插板阀。
10.根据本发明的一个实施例，所述系统还包括氮气阀门，所述氮气阀门连接在氮气管路上，所述氮气管路的一端与所述回旋加速器连接，另一端用于输入氮气；其中，所述真空控制装置还与所述氮气阀门连接，还用于对所述氮气阀门进行打开或关闭控制，以对所述回旋加速器进行破真空。
11.根据本发明的一个实施例，所述真空控制装置用于在对所述回旋加速器进行抽真空之后，对所述回旋加速器进行破真空。
12.进一步地，所述真空控制装置在对所述回旋加速器进行破真空时，用于：依次关闭所述第一插板阀、所述第二插板阀、所述第三插板阀、所述分子泵、所述第一角阀、所述第一机械泵和所述第二机械泵，之后打开所述氮气阀门。
13.根据本发明的一个实施例，所述真空控制装置在打开所述氮气阀门之前，还用于：获取所述氮气管路输入的氮气压力；若所述氮气压力在预设范围内，则打开所述氮气阀门，其中，所述预设范围为0.05-0.1mpa。
14.根据本发明的一个实施例，所述真空控制装置还用于在检测到系统故障时，关闭所述第一插板阀、所述第二插板阀、所述第三插板阀、所述分子泵，并提示进行人工介入操作。
15.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
16.图1是本发明一个实施例的回旋加速器的真空控制系统的结构示意图；图2是本发明一个具体实施例的回旋加速器的真空控制系统的结构示意图。
具体实施方式
17.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
18.下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明实施例的回旋加速器的真空控制系统进行详细地说明。
19.图1是本发明一个实施例的回旋加速器的真空控制系统的结构示意图。如图1所示，回旋加速器的真空控制系统100，包括：回旋加速器10，分子泵20，低温泵30，机械泵机组40，插板阀50，角阀60，第一复合规71，第二复合规72和真空控制装置80。
20.其中，分子泵20与回旋加速器10连接，用于对回旋加速器10进行抽真空；低温泵30与回旋加速器10连接，用于对回旋加速器10进行抽真空；机械泵机组40，通过真空管路分别与分子泵20、低温泵30连接，用于作为分子泵20的前级和低温泵30的再生泵；插板阀50，分别与回旋加速器10、分子泵20和低温泵30连接，用于控制分子泵20和低温泵30与回旋加速器10的通断；角阀60分别与回旋加速器10、真空管路连接，用于控制真空管路的通断；第一复合规71用于测量回旋加速器10的真空度，得到第一测量结果；第二复合规72用于测量真空管路的真空度，得到第二测量结果；真空控制装置80分别与分子泵20、低温泵30、机械泵机组40、插板阀50、角阀60、第一复合规71和第二复合规72连接，用于根据第一测量结果和第二测量结果对分子泵20、低温泵30、机械泵机组40、插板阀50、角阀60进行控制，以将回旋加速器10抽真空至目标真空度。
21.具体地，使用氢气作为工作气体的回旋加速器10，在工作状态下也要求维持一个较好的真空环境，一般在10-3
量级及以上，这就需要真空系统针对抽除氢气进行优化，目前的高真空方案是利用分子泵和低温泵进行抽真空，其中，分子泵用于长时间维持内部高真空，低温泵则对抽h2具有巨大优势（低温泵需要定期停机再生），由此，兼顾了长期运行和高性能的高真空性能。本发明的真空控制装置80根据第一复合规71测量的回旋加速器10的真空度，以及第二复合规72测量的真空管路的真空度，对分子泵20、低温泵30、机械泵机组40进行控制，以将回旋加速器10抽真空至目标真空度。由此，与分子泵与低温泵各配备一套机械泵的方案相比，本发明的机械泵机组通过真空管路分别与分子泵、低温泵连接，用于作为分子泵的前级和低温泵的再生泵，可以降低系统整体成本，提高系统紧凑度。
22.需要说明的是，上述复合规为皮拉尼规与离子规的组合体。
23.参见图2，低温泵30的数量为两个，分别为第一低温泵31和第二低温泵32，插板阀50可包括第一插板阀51、第二插板阀52和第三插板阀53，角阀60包括第一角阀61，分子泵20通过第一插板阀51与回旋加速器10连接，第一低温泵31通过第二插板阀52与回旋加速器10连接，第二低温泵32通过第三插板阀53与回旋加速器10连接，第一角阀61连接在真空管路上，且机械泵机组40通过第一角阀61分别与分子泵20、第一低温泵31和第二低温泵32连接。
24.在该示例中，真空控制装置80还分别与第一角阀61、第一插板阀51、第二插板阀
52、第三插板阀53连接（附图中未示出），用于根据第一测量结果对第一角阀61、第一插板阀51、第二插板阀52、第三插板阀53进行打开或关闭控制。由此，通过在分子泵、第一低温泵和第二低温泵与回旋加速器之间设置插板阀，控制分子泵、第一低温泵和第二低温泵与回旋加速器之间的通断，保护分子泵、第一低温泵和第二低温泵。
25.参见图2，机械泵机组40可包括第一机械泵41和第二机械泵42，第二机械泵42连接在第一机械泵41和第一角阀61之间。真空控制装置80用于：在第一测量结果小于第一预设真空度（如10pa）时，打开第一角阀61，开启第一机械泵41，并在第二测量结果小于第二预设真空度时，开启第二机械泵42，其中，第二预设真空度大于第一预设真空度；待真空管路的真空度减小至第一预设真空度时，开启分子泵20，并在分子泵20的工作频率达到第一预设频率（如200hz）时，打开第一插板阀51；待回旋加速器10的真空度减小至第三预设真空度（如1e-2 pa）时，开启第一低温泵31和第二低温泵32，并打开第二插板阀52和第三插板阀53，其中，第一预设真空度大于第三预设真空度。
26.具体地，真空控制装置80在第一测量结果小于第一预设真空度（如10pa）时，打开第一角阀61，开启第一机械泵41，并在第二测量结果小于第二预设真空度（如1000pa）时，开启第二机械泵42。待真空管路的真空度减小至第一预设真空度时，真空控制装置80开启分子泵20，并在分子泵20的工作频率达到第一预设频率（如200hz）时，打开第一插板阀51。待回旋加速器10的真空度减小至第三预设真空度（如0.1pa）时，真空控制装置80开启第一低温泵31和第二低温泵32，并打开第二插板阀52和第三插板阀53。由此，实现分子泵与低温泵的同步运行，避免其交叉冲突。
27.需要说明的是，本发明中在使用回旋加速器10的真空度即第一测量结果进行判断时，均可采用回旋加速器10的平均真空度替换，例如：真空控制装置80还可在回旋加速器10的平均真空度减小至第三预设真空度时，开启第一低温泵31和第二低温泵32，并打开第二插板阀52和第三插板阀53。其中，回旋加速器10的平均真空度可通过多个第一测量值计算平均得到。
28.参见图2，角阀60还可包括第二角阀62，第二角阀62连接在回旋加速器10和第一角阀61远离第二机械泵42的一端之间；其中，真空控制装置80还与第二角阀62连接（附图中未示出），还用于根据第一测量结果对第二角阀62进行打开或关闭控制。
29.在该示例中，真空控制装置80用于：在第一测量结果大于第一预设真空度时，打开第一角阀61和第二角阀62，开启第一机械泵41，并在第二测量结果小于第二预设真空度时，开启第二机械泵42；待回旋加速器10的真空度减小至第一预设真空度时，关闭第二角阀62，打开第一插板阀51，并开启分子泵20；待回旋加速器10的真空度减小至第三预设真空度时，开启第一低温泵31和第二低温泵32，并打开第二插板阀52和第三插板阀53。
30.具体地，真空控制装置80在第一测量结果大于第一预设真空度时，打开第一角阀61和第二角阀62，开启第一机械泵41，并在第二测量结果小于第二预设真空度时，开启第二机械泵42。待回旋加速器10的真空度减小至第一预设真空度时，真空控制装置80关闭第二角阀62，打开第一插板阀51，并开启分子泵20。待回旋加速器10的真空度减小至第三预设真空度时，真空控制装置80开启第一低温泵31和第二低温泵32，并打开第二插板阀52和第三插板阀53。由此，实现分子泵与低温泵的同步运行，避免其交叉冲突。
31.需要说明的是，真空控制装置80还可在回旋加速器10的平均真空度大于第一预设
真空度时，打开第一角阀61和第二角阀62，开启第一机械泵41，并在第二测量结果小于第二预设真空度时，开启第二机械泵42。待回旋加速器10的平均真空度减小至第一预设真空度时，真空控制装置80关闭第二角阀62，打开第一插板阀51，并开启分子泵20。待回旋加速器10的平均真空度减小至第三预设真空度时，真空控制装置80开启第一低温泵31和第二低温泵32，并打开第二插板阀52和第三插板阀53。
32.参见图2，回旋加速器的真空控制系统100还可包括氮气阀门90，氮气阀门90连接在氮气管路上，氮气管路的一端与回旋加速器10连接，另一端用于输入氮气；其中，真空控制装置80还与氮气阀门90连接（附图中未示出），还用于对氮气阀门90进行打开或关闭控制，以对回旋加速器10进行破真空。
33.在该实例中，真空控制装置80用于在对回旋加速器10进行抽真空之后，对回旋加速器10进行破真空。真空控制装置80在对回旋加速器10进行破真空时，用于：依次关闭第一插板阀51、第二插板阀52、第三插板阀53、分子泵20、第一角阀61、第一机械泵41和第二机械泵42，之后打开氮气阀门90。
34.需要说明的是，真空控制装置80在打开氮气阀门90之前，还用于：获取氮气管路输入的氮气压力；若氮气压力在预设范围内，则打开氮气阀门90，其中，预设范围为0.05-0.1mpa。
35.需要说明的是，常见的利用空气进行破真空会将空气中的杂质以及水汽携带进入真空腔体中，导致后期的真空再次抽除时会下降很困难。为了真空可以再次快速建立，常用氮气进行破真空，也就是将氮气充入到真空室中，使其恢复到常压状态，实现破真空目的。
36.作为一个示例，真空控制装置80还用于在检测到系统故障时，关闭第一插板阀51、第二插板阀52、第三插板阀53、分子泵20，并提示进行人工介入操作。需要说明的是，回旋加速器10具有放射性，即使在停止运行之后，周围环境依然具有一定的放射性物质残留，需要一定的时间才能人员进入。由此，可快速识别现场故障信号，避免人员误操作。
37.综上所述，该回旋加速器的真空控制系统，通过根据第一测量结果和第二测量结果对分子泵、低温泵、机械泵机组、插板阀、角阀进行控制，以将回旋加速器抽真空至目标真空度，能够降低系统整体成本，提高系统紧凑度，还能够使得系统运行更加安全、高效、灵活。
38.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述系统包括：回旋加速器；分子泵，与所述回旋加速器连接，用于对所述回旋加速器进行抽真空；低温泵，与所述回旋加速器连接，用于对所述回旋加速器进行抽真空；机械泵机组，通过真空管路分别与所述分子泵、所述低温泵连接，用于作为所述分子泵的前级和所述低温泵的再生泵；插板阀，分别与所述回旋加速器、所述分子泵和所述低温泵连接，用于控制所述分子泵和所述低温泵与所述回旋加速器的通断；角阀，分别与所述回旋加速器、所述真空管路连接，用于控制所述真空管路的通断；第一复合规，用于测量所述回旋加速器的真空度，得到第一测量结果；第二复合规，用于测量所述真空管路的真空度，得到第二测量结果；真空控制装置，分别与所述分子泵、所述低温泵、所述机械泵机组、所述插板阀、所述角阀、所述第一复合规和所述第二复合规连接，用于根据所述第一测量结果和所述第二测量结果对所述分子泵、所述低温泵、所述机械泵机组、所述插板阀、所述角阀进行控制，以将所述回旋加速器抽真空至目标真空度。2.根据权利要求1所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述低温泵的数量为两个，分别为第一低温泵和第二低温泵，所述插板阀包括第一插板阀、第二插板阀和第三插板阀，所述角阀包括第一角阀，所述分子泵通过所述第一插板阀与所述回旋加速器连接，所述第一低温泵通过所述第二插板阀与所述回旋加速器连接，所述第二低温泵通过所述第三插板阀与所述回旋加速器连接，所述第一角阀连接在所述真空管路上，且所述机械泵机组通过所述第一角阀分别与所述分子泵、所述第一低温泵和所述第二低温泵连接；其中，所述真空控制装置还分别与所述第一角阀、第一插板阀、第二插板阀、第三插板阀连接，用于根据所述第一测量结果对所述第一角阀、第一插板阀、第二插板阀、第三插板阀进行打开或关闭控制。3.根据权利要求2所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述机械泵机组包括第一机械泵和第二机械泵，所述第二机械泵连接在所述第一机械泵和所述第一角阀之间，所述真空控制装置用于：在所述第一测量结果小于第一预设真空度时，打开所述第一角阀，开启所述第一机械泵，并在所述第二测量结果小于第二预设真空度时，开启所述第二机械泵，其中，所述第二预设真空度大于所述第一预设真空度；待所述真空管路的真空度减小至所述第一预设真空度时，开启所述分子泵，并在所述分子泵的工作频率达到第一预设频率时，打开所述第一插板阀；待所述回旋加速器的真空度减小至第三预设真空度时，开启所述第一低温泵和所述第二低温泵，并打开所述第二插板阀和所述第三插板阀，其中，所述第一预设真空度大于所述第三预设真空度。4.根据权利要求3所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述角阀还包括第二角阀，所述第二角阀连接在所述回旋加速器和所述第一角阀远离所述第二机械泵的一端之间；其中，所述真空控制装置还与所述第二角阀连接，还用于根据所述第一测量结果对所
述第二角阀进行打开或关闭控制。5.根据权利要求4所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述真空控制装置用于：在所述第一测量结果大于所述第一预设真空度时，打开所述第一角阀和所述第二角阀，开启所述第一机械泵，并在所述第二测量结果小于所述第二预设真空度时，开启所述第二机械泵；待所述回旋加速器的真空度减小至所述第一预设真空度时，关闭所述第二角阀，打开所述第一插板阀，并开启所述分子泵；待所述回旋加速器的真空度减小至第三预设真空度时，开启所述第一低温泵和所述第二低温泵，并打开所述第二插板阀和所述第三插板阀。6.根据权利要求5所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述系统还包括氮气阀门，所述氮气阀门连接在氮气管路上，所述氮气管路的一端与所述回旋加速器连接，另一端用于输入氮气；其中，所述真空控制装置还与所述氮气阀门连接，还用于对所述氮气阀门进行打开或关闭控制，以对所述回旋加速器进行破真空。7.根据权利要求6所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述真空控制装置用于在对所述回旋加速器进行抽真空之后，对所述回旋加速器进行破真空。8.根据权利要求7所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述真空控制装置在对所述回旋加速器进行破真空时，用于：依次关闭所述第一插板阀、所述第二插板阀、所述第三插板阀、所述分子泵、所述第一角阀、所述第一机械泵和所述第二机械泵，之后打开所述氮气阀门。9.根据权利要求6-8中任一项所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述真空控制装置在打开所述氮气阀门之前，还用于：获取所述氮气管路输入的氮气压力；若所述氮气压力在预设范围内，则打开所述氮气阀门，其中，所述预设范围为0.05-0.1mpa。10.根据权利要求5所述的回旋加速器的真空控制系统，其特征在于，所述真空控制装置还用于在检测到系统故障时，关闭所述第一插板阀、所述第二插板阀、所述第三插板阀、所述分子泵，并提示进行人工介入操作。

技术总结

本发明公开了一种回旋加速器的真空控制系统，所述系统包括：回旋加速器；分子泵和低温泵，分别与回旋加速器连接，用于对回旋加速器进行抽真空；机械泵机组，通过真空管路分别与分子泵、低温泵连接，用于作为分子泵的前级和低温泵的再生泵；插板阀，用于控制分子泵和低温泵与回旋加速器的通断；角阀，用于控制真空管路的通断；第一复合规和第二复合规，分别用于测量回旋加速器和真空管路的真空度，得到第一测量结果和第二测量结果；真空控制装置，用于根据第一测量结果和第二测量结果对分子泵、低温泵、机械泵机组、插板阀、角阀进行控制，以将回旋加速器抽真空至目标真空度。由此，该系统，能够降低系统整体成本，提高系统紧凑度。提高系统紧凑度。提高系统紧凑度。