一种加速器冷却装置、医用直线加速器及其控制方法与流程

本发明涉及放疗设备，具体的涉及一种加速器冷却装置、医用直线加速器及其控制方法。

背景技术：

1、医用直线加速器内部安装大量的电气部件，如隔离器、磁控管、电磁铁等，这些电气部件在运行过程中会产生大量的热量，因此，这些部件必须及时冷却并保持在恒定的工作温度下，医用直线加速器才能稳定运行。

2、目前医用直线加速器常规的冷却方式是采用循环水冷却，由水冷循环系统、制冷循环系统、电控系统组成：水冷循环系统由水箱、泵、过滤器、阀门、换热器等组成；制冷循环系统由制冷压缩机、冷凝器、过滤器、膨胀阀、蒸发器等组成。

3、综上所述，现有医用直线加速器电气设备发热部件冷却方式存在如下问题：

4、1、设备众多，结构复杂，成本高；

5、2、管路复杂，维修不便；

6、3、精度控制难度大，影响设备运行的稳定性。

7、有鉴于此，特提出本发明专利。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种加速器冷却装置、医用直线加速器及其控制方法，在满足医用直线加速器的电气部件制冷需求的基础上，结构更加简化，易于控制，整体稳定性更强。具体地，采用了如下技术方案：

2、一种加速器冷却装置，包括：

3、冷却组件；

4、散热组件，所述的散热组件设置在冷却组件的上方；

5、换热管路，内部填充制冷剂，所述的换热管路包括蒸发管路段和冷凝管路段，所述蒸发管路段和冷凝管路段首尾连接形成闭合回路，所述的冷却组件布置在蒸发管路段上，所述的散热组件布置在冷凝管路段上；

6、所述蒸发管路段内的液相态制冷剂在冷却组件处进行热量交换转变为汽相态，所述汽相态的制冷剂上升至冷凝管路段与散热组件进行热量交换转换为液相态，液相态制冷剂再次回流至蒸发管路段，实现制冷剂的循环流动。

7、作为本发明的可选实施方式，所述的冷却组件包括半导体致冷片，所述的半导体致冷片包括致冷片冷端和致冷片热端，所述致冷片冷端与散热对象贴合接触，用于与散热对象交换散热，所述蒸发管路段内的液相态制冷剂在冷却组件处与所述致冷片热端进行热量交换。

8、作为本发明的可选实施方式，所述的冷却组件包括换热板，所述的换热板与所述致冷片热端贴合接触，用于传导致冷片热端的热量；所述蒸发管路段的第一端具有蒸发换热部，蒸发管路段的第二端连接所述冷凝管路段，所述蒸发换热部与所述换热板贴合接触进行热量交换，蒸发换热部内部的液相态制冷剂吸收换热板的热量后转变为汽相态制冷剂。

9、作为本发明的可选实施方式，所述换热板上开设多个换热槽通道，所述蒸发换热部的多条换热管道对应贯穿所述换热槽通道，所述蒸发换热部的换热管道与换热槽通道贴合接触；

10、可选地，所述换热板上设置散热鳍片，用于将换热板的热量通过散热鳍片扩散到周围环境中。

11、作为本发明的可选实施方式，所述的散热组件包括散热片组，所述冷凝管路段的第一端具有冷凝换热部，冷凝管路段的第二端连接所述蒸发管路段的蒸发换热部，所述蒸发管路段的第二端连接所述冷凝管路段的冷凝换热部；所述冷凝换热部穿过所述散热片组且与其贴合接触进行热量交换，所述冷凝换热部内部的汽相态制冷剂经过散热片组散热后转变为液相态制冷剂；

12、可选地，所述的散热组件包括散热风扇，所述的散热风扇设置在所述散热片组上。

13、本发明同时提供一种具有所述加速器冷却装置的医用直线加速器，包括：

14、旋转架；

15、电气部件，安装在所述旋转架上；

16、所述电气部件的至少两个相对外壁面上分别设置所述加速器冷却装置，或者所述电气部件的同一外壁面上沿相对两个方向分别设置所述加速器冷却装置，所述加速器冷却装置随着旋转架转动的过程中，具有散热组件位于冷却组件上方的位置状态。

17、作为本发明的可选实施方式，本发明的医用直线加速器，包括用于检测所述旋转架或者电气部件转动位置的位置传感器和与所述位置传感器、加速器冷却装置通讯连接的控制系统，所述的控制系统根据位置传感器的检测结果，通过预设控制程序控制对应的加速器冷却装置启动运行；

18、其中，所述预设控制程序根据实验测定数据编制，表征旋转架转动位置或者电气部件的转动位置与可启动运行加速器冷却装置之间的对应关系，所述可启动运行加速器冷却装置指当前位置状态下散热组件位于冷却组件上方的加速器冷却装置。

19、作为本发明的可选实施方式，本发明的医用直线加速器，包括用于监测所述电气部件外部温度的温度传感器，所述的温度传感器与控制系统通讯连接，所述控制系统根据温度传感器的温度监测结果，控制电气部件对应加速器冷却装置的制冷效率，满足电气部件的散热要求。

20、作为本发明的可选实施方式，本发明所述的电气部件包括隔离器和电磁铁，所述电磁铁的至少一对相对外壁面上分别设置至少一个加速器冷却装置，所述隔离器的至少一个外壁面上沿竖直方向设置至少一对加速器冷却装置。

21、本发明同时还提供一种医用直线加速器的控制方法，所述医用直线加速器包括与加速器冷却装置通讯连接的控制系统，所述控制方法包括：

22、控制系统获取所述旋转架或者电气部件的位置信息；

23、控制系统根据获取的位置信息控制散热组件位于冷却组件上方的加速器冷却装置启动运行，进行电气部件散热。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果：

25、本发明的加速器冷却装置，冷却组件用于与散热对象进行热量交换，将散热对象的热量吸收实现散热，所述蒸发管路段内的液相态制冷剂吸收冷却组件的热量后汽化，由液相态转变为汽相态，汽相态制冷剂在热动力的驱动下上升扩散至冷凝管路段，散热装置通过对冷凝管路段内的汽相态制冷剂冷却，汽相态制冷剂液化转变为液相态，液相态制冷剂在重力作用下回流到蒸发管路段。基于上述制冷剂循环过程，可以实现将散热对象的热量源源不断地带出来，散热对象能在适宜的环境温度中运行，确保电气安全、稳定运行的同时，也有利于延长散热对象使用寿命。

26、本发明的加速器冷却装置，换热管路内的制冷剂通过相态变化，同时依靠散热组件、冷却组件之间的高度落差实现自循环，无需驱动部件进行驱动循环。

27、本发明的加速器冷却装置，换热管路包括蒸发管路段和冷凝管路段，蒸发管路段和冷凝管路段首尾连接形成闭合回路，在蒸发管路段上布置冷却组件，在冷凝管路段布置组件。采用这种闭路循环冷却系统，比直接在冷却组件上加风扇散热效果更好。冷却组件位置及大小受散热对象结构位置限制，而采用换热管路可将冷却组件交换的热量，通过制冷剂传递至空间更大的散热组件处。由于空间不受限，散热组件可根据需要设计，散热效果更好。

28、本发明的加速器冷却装置，散热组件与冷凝管路段组合在一起，用于将来自蒸发管路段内汽相态制冷剂的热量传递至周围环境中去，散热组件的尺寸、数量根据设计需要增加，相比于冷却组件直接散热，换热效率要提高很多。换热管路采用首尾相接封闭式回路，在冷却组件的热量传递给换热管路内的液相态制冷剂时，双向蒸发，在实现相同换热效率时，换热管路数量或换热管路尺寸可大大减少，缩小加速器冷却装置占据空间。

29、因此，本发明的加速器冷却装置，结构简单，制冷剂独立自循环进行持续冷却换热，减少了大量冷却配套设备，维护维修简单，更换方便。

30、本发明的医用直线加速器，通过根据位置传感器的检测结果，通过预设控制程序控制对应的加速器冷却装置启动运行；以及根据温度传感器的温度监测结果，控制电气部件对应加速器冷却装置的制冷效率。本发明提供的医用直线加速器，提供的集成化控制系统，使得各电气部件在不同角度时，通过检测实时位置及温度，调节该电气部件上不同位置的加速器冷却装置的启停/制冷效率，实现该电气部件一直运行在恒定温度下，电气部件始终处于最佳工作状态。

31、因此，本发明的医用直线加速器，采用结构简单的加速器冷却装置，减少了大量冷却配套设备，维护维修简单，更换方便，系统控制反馈快，精度高；各加速器冷却装置通过控制系统实现独立控制，相互协调配合，在不同的制冷需求下始终处于最佳的冷却状态，提升了整个医用直线加速器运行的稳定性。

32、本发明的医用直线加速器的控制方法，通过获取所述旋转架或者电气部件的位置信息，调节该电气部件上不同位置的加速器冷却装置启动运行，满足该电气部件的散热要求，电气部件一直运行在恒定温度下，始终处于最佳工作状态。