放射治疗系统、射频系统、回旋加速器及其旋转电容装置的制作方法

本发明涉及高端医疗设备，尤其涉及放射治疗系统、射频系统、回旋加速器及其旋转电容装置。

背景技术：

1、质子放射治疗在国内发展越来越快，源于坚守让质子治疗触手可及的愿景，让质子治疗惠及更多患者。粒子放射治疗系统，例如质子放射治疗系统中的回旋加速器为实现粒子在回旋加速器中可以持续进行加速，回旋加速器中的射频谐振腔的频率需要与粒子的回旋频率相匹配，以保持谐振加速条件，从而突破经典回旋加速器中相对论性质量增加对提高能量的限制。在回旋加速器中，随着粒子能量的增加，飞行半径进而增大，粒子的回旋频率逐渐减小。为实现可以持续加速不同束团的粒子，回旋加速器中的射频谐振腔的频率需要先减小，并快速恢复至初始的加速器频率，为继续加速下一个粒子束团做准备。射频谐振腔的频率调制一般通过旋转电容装置实现。旋转电容装置通过周期性的改变定子叶片与转子叶片的重叠面积从而周期性地调制电容的大小，进而周期性地调制射频谐振腔的频率。现有用于回旋加速器的旋转电容装置的转子轴承因其在大电流且高速环境下工作，温升较严重，将极大的降低轴承的性能，影响旋转电容装置使用寿命，进而影响粒子放射治疗系统的正常运转。

2、因此，现有的回旋加速器需要进一步改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种放射治疗系统、射频系统、回旋加速器及其旋转电容装置，用于改善旋转电容装置的性能。

2、本发明的目的采用以下技术方案实现：

3、一种用于回旋加速器的旋转电容装置，包括：

4、壳体，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体连接并形成谐振腔真空室，所述第二壳体的外部设置有谐振腔外导体，所述谐振腔真空室的内部设置有谐振腔内导体，所述第一壳体设有安装面，所述安装面上设有用于与真空管相对接的开口，所述真空管的一端与所述开口对接，所述真空管的另一端与真空泵相连；

5、定子组件，所述定子组件设置于所述谐振腔真空室内，所述定子组件包括若干定子叶片，所述定子叶片包括电连接所述谐振腔内导体的若干第一定子叶片和电连接所述谐振腔外导体的若干第二定子叶片；

6、转子组件，所述转子组件包括绝缘转轴和设置于所述绝缘转轴上的若干转子叶片，所述转子叶片设置于所述谐振腔真空室内，所述转子叶片包括至少一个第一转子叶片和至少一个第二转子叶片，所述第一转子叶片对应所述第一定子叶片形成第一电容，所述第二转子叶片对应所述第二定子叶片形成第二电容，所述绝缘转轴延伸入所述谐振腔真空室且转动连接于所述第一壳体并延伸出第一壳体安装面，以使所述第一电容和所述第二电容周期性变化；所述开口设置成在第一壳体与真空管相连之前可观察到定子组件与转子组件之间的对齐情况；

7、轴承组件，所述轴承组件包括套设于所述绝缘转轴上并用于支撑所述绝缘转轴的轴承和设置于所述轴承外的轴承罩，所述轴承罩位于第一壳体外且与第一壳体相固定，所述轴承罩设置有用于供冷却液进入所述轴承罩的第一进液口和用于供所述冷却液离开所述轴承罩的第一出液口，所述冷却液设置成用于流入所述轴承罩并绕着所述轴承流动，并带走所述轴承和所述绝缘转轴上的热量；

8、驱动装置，所述驱动装置设置于所述绝缘转轴远离所述转子组件的一端，用于带动所述绝缘转轴旋转，从而实现所述绝缘转轴带动所述转子叶片旋转，以使所述第一电容和所述第二电容周期性变化。

9、优选地，所述绝缘转轴上设置有位于所述第一壳体外的水泵叶片，所述水泵叶片设置于所述轴承罩内并靠近所述第一壳体的安装面，所述水泵叶片用于驱动所述冷却液流动。

10、优选地，所述绝缘转轴为空心结构，所述绝缘转轴设置有用于供冷却液进入所述绝缘转轴的第二进液口和用于供所述冷却液离开所述绝缘转轴的第二出液口，所述第二进液口设置于所述绝缘转轴靠近所述转子叶片的一端，所述第二出液口设置于所述绝缘转轴远离所述转子叶片的一端。

11、优选地，所述第一进液口和所述第一出液口通过管道连接，所述水泵叶片驱动所述冷却液在所述轴承罩和所述管道内循环流动。

12、优选地，所述旋转电容装置还包括外罩，所述外罩固定于安装面上，并罩设于所述开口、轴承组件和驱动装置外，用于屏蔽电磁辐射。

13、优选地，还包括风扇套筒和设置于所述风扇套筒内的扇叶，所述风扇套筒罩设于所述轴承组件外，所述扇叶设置于所述绝缘转轴并随所述绝缘转轴转动，所述风扇套筒上设置有靠近所述第一壳体安装面的进风口和远离所述第一壳体安装面的出风口，所述进风口用于供气体进入所述风扇套筒，所述出风口用于供所述气体离开所述风扇套筒，所述气体用于带走所述风扇套筒内的热量。

14、优选地，还包括外罩，所述外罩罩设于所述风扇套筒外；或者，

15、所述外罩罩设于所述风扇套筒、所述驱动装置和至少部分所述真空管外。

16、优选地，所述外罩上设置有若干透气孔，所述透气孔用于供所述外罩内的热量流出。

17、优选地，所述外罩内设置有挡板，所述挡板设置在所述进风口和所述出风口之间，以防止所述进风口处的气体和所述出风口处的气体在所述外罩内形成循环流动。

18、一种射频系统，包括如上述任意一项所述的旋转电容装置、与所述谐振腔内导体连接的d形板、靠近所述d形板设置的离子源以及通过射频传输线依次连接的功率放大器、旋转波导和定向耦合器，部分所述定向耦合器设置于所述谐振腔外导体的内部并与所述谐振腔内导体连接，所述功率放大器和所述旋转波导设置于所述谐振腔外导体的外部。

19、一种回旋加速器，包括用于提供粒子的粒子源、用于对粒子运动方向进行调节的超导磁体、用于对粒子进行加速的所述的射频系统。

20、一种放射治疗系统，包括用于进行旋转运动的治疗机架、安装于治疗机架上的治疗头和如上述所述的回旋加速器，所述回旋加速器安装于所述治疗机架。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

22、本发明的放射治疗系统、射频系统、回旋加速器及其旋转电容装置，通过在轴承罩上设置用于供冷却液进入轴承罩的第一进液口和用于供冷却液离开轴承罩的第一出液口，冷却液能够带走轴承和绝缘转轴上的热量，降低轴承和绝缘转轴的温度，提高了轴承和转子组件的性能，延长了轴承和转子组件的使用寿命，进而提高了旋转电容装置的性能，同时延长了旋转电容装置及放射治疗系统的使用寿命。旋转电容装置各部分紧密配合，实现了结构紧凑，促进了放射治疗系统进一步的小型化。此外，外罩固定于安装面上，并罩设于开口、轴承组件和驱动装置外，保障了电磁辐射屏蔽效果，利于放射治疗系统的正常工作。

1.一种用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，所述绝缘转轴上设置有位于所述第一壳体外的水泵叶片，所述水泵叶片设置于所述轴承罩内并靠近所述第一壳体的安装面，所述水泵叶片用于驱动所述冷却液流动。

3.根据权利要求2所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，所述第一进液口和所述第二出液口通过管道连接，所述水泵叶片驱动所述冷却液在所述轴承罩、所述绝缘转轴和所述管道内循环流动。

4.根据权利要求3所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，所述管道包括位于所述管道两端之间的弯曲段；和/或，

5.根据权利要求1所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，还包括外罩，所述外罩固定于安装面上，并罩设于所述轴承组件和驱动装置外，用于屏蔽电磁辐射；和/或，

6.根据权利要求1所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，还包括风扇套筒和设置于所述风扇套筒内的扇叶，所述风扇套筒罩设于所述轴承组件外，所述扇叶设置于所述绝缘转轴并随所述绝缘转轴转动，所述风扇套筒上设置有靠近所述第一壳体安装面的进风口和远离所述第一壳体安装面的出风口，所述进风口用于供气体进入所述风扇套筒，所述出风口用于供所述气体离开所述风扇套筒，所述气体用于带走所述风扇套筒内的热量。

7.根据权利要求6所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，还包括外罩，所述外罩罩设于所述风扇套筒外；和/或，

8.根据权利要求7所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，所述外罩上设置有若干透气孔，所述透气孔用于供所述外罩内的热量流出。

9.根据权利要求7所述的用于回旋加速器的旋转电容装置，其特征在于，所述外罩内设置有挡板，所述挡板设置在所述进风口和所述出风口之间，以防止所述进风口处的气体和所述出风口处的气体在所述外罩内形成循环流动。

10.一种射频系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任何一项所述的旋转电容装置、与所述谐振腔内导体连接的d形板、靠近所述d形板设置的离子源以及通过射频传输线依次连接的功率放大器、旋转波导和定向耦合器，部分所述定向耦合器设置于所述谐振腔外导体的内部并与所述谐振腔内导体连接，所述功率放大器和所述旋转波导设置于所述谐振腔外导体的外部。

11.一种回旋加速器，其特征在于，包括用于提供粒子的粒子源、用于对粒子运动方向进行调节的超导磁体、用于对粒子进行加速的权利要求10所述的射频系统。

12.一种放射治疗系统，其特征在于，包括用于进行旋转运动的治疗机架、安装于治疗机架上的治疗头和如权利要求11所述的回旋加速器，所述回旋加速器安装于所述治疗机架。