申请/专利权人：核工业西南物理研究院

申请日：2017-12-27

公开（公告）日：2020-10-23

公开（公告）号：CN109979638B

主分类号：G21K5/08(20060101)

分类号：G21K5/08(20060101);G21K5/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.23#授权;2019.07.30#实质审查的生效;2019.07.05#公开

摘要：本发明属受控核聚变杂质注入领域，具体涉及一种真空换靶机构。一种真空换靶机构，包括靶片真空室，在靶片真空室内设置靶片，该靶片设置在滑杆上，并且靶片可以绕滑杆转动，在真空室外壁设置动密封及其驱动手柄，并且动密封及其驱动手柄可以带动靶片绕滑杆转动。本发明的显著效果是：可在不打开真空室的条件下快速更换真空室中的靶片，节省大量换靶时间，大大提高实验效率或真空设备的利用率。

主权项：1.一种真空换靶机构，其特征在于：包括靶片真空室8，在靶片真空室8内设置靶片11，该靶片11设置在滑杆3上，并且靶片可以绕滑杆3转动，在真空室8外壁设置动密封及其驱动手柄2，并且动密封及其驱动手柄2可以带动靶片11绕滑杆3转动；在真空室8内设置工作位定位台5，工作位定位台5指示的位置设置工作位靶片夹1.2，在工作位靶片夹1.2的两侧分别设置备用位靶片夹1.1和回收位靶片夹1.3。

全文数据：真空换靶机构技术领域本发明属受控核聚变杂质注入领域，具体涉及一种真空换靶机构。背景技术在受控核聚变研究中，激光吹气是研究等离子体中离子输运的重要方法。随着激光吹气系统技术的进步，多脉冲激光吹气系统使用越来越广泛。在等离子体杂质注入实验中，多脉冲激光吹气系统可在一次等离子体放电中多次注入杂质脉冲，靶片的消耗量较大。另外，在托卡马克装置上，窗口和真空管道的大小有限，不可能将靶片的面积做得太大，导致一张靶片的使用次数非常有限。所以使用多脉冲激光吹气系统开展杂质注入实验时，靶片消耗量大，需要经常更换靶片。更换靶片时，需要先切断靶片真空室与托卡马克装置的真空室的联接管道，然后打开靶片真空室，更换靶片，再关闭靶片真空室，用抽气机组抽气，直到靶片真空室的真空度与托卡马克装置的真空度大致相等后，才能联通靶片真空室和托卡马克装置真空室的联接管道。这是当前更换靶片的流程，整个过程需要一天时间。显然，这种靶片更换方式要耗费大量的人工成本，特别是会浪费大量宝贵的实验时间，降低了实验效率。为了克服上述问题，有必要设计一种在不打开真空室的条件下，可通过真空室外的操作手柄更换靶片的机构。发明内容本申请针对现有技术的缺陷，提供一种真空换靶机构。本申请是这样实现的：一种真空换靶机构，包括靶片真空室，在靶片真空室内设置靶片，该靶片设置在滑杆上，并且靶片可以绕滑杆转动，在真空室外壁设置动密封及其驱动手柄，并且动密封及其驱动手柄可以带动靶片绕滑杆转动。如上所述的一种真空换靶机构，其中，在真空室内设置工作位定位台，工作位定位台指示的位置设置工作位靶片夹，在工作位靶片夹的两侧分别是设置备用位靶片夹和回收位靶片夹。如上所述的一种真空换靶机构，其中，真空室还包括备用位定位杆，该备用位定位杆用于指示工作位靶片夹的位置。如上所述的一种真空换靶机构，其中，所述的滑杆通过直线轴承固定在真空室的侧壁上。如上所述的一种真空换靶机构，其中，动密封及其驱动手柄通过设置在真空室侧壁上的驱动螺杆驱动靶片。如上所述的一种真空换靶机构，其中，真空室还包括抽气口和激光入射窗口，其中激光入射窗口的位置与工作位靶片夹的位置对应。如上所述的一种真空换靶机构，其中，所述的靶片有若干个，动密封及其驱动手柄每次只驱动一个靶片。本发明的显著效果是：可在不打开真空室的条件下快速更换真空室中的靶片，节省大量换靶时间，大大提高实验效率或真空设备的利用率。附图说明图1是真空换靶机构示意图，所有靶片夹位于备用位。图2是真空换靶机构示意图，第一个靶片夹位于工作位，其余九个位于备用位。图3真空换靶机构示意图，第一个靶片夹位于回收位，第二个靶片夹位于工作位，其余八个位于备用位。图4真空换靶机构示意图，所有靶片夹位于回收位。其中：1.1.备用位靶片夹、1.2.工作位靶片夹、1.3.回收位靶片夹；2.动密封及其驱动手柄；3.滑杆；4.直线轴承；5.工作位定位台；6.驱动螺杆；7.备用位定位杆；8.靶片真空室；9.抽气口、10.激光入射窗口、11.靶片。具体实施方式下面结合附图和具体实例对本发明做进一步的说明。1、真空换靶机构的结构图1至4所示为真空换靶机构处于不同工作状态的示意图。真空换靶机构由靶片夹1.1、1.2、1.3、动密封及其驱动手柄2、滑杆3、直线轴承4、工作位定位台5、驱动螺杆6、备用位定位杆7、靶片真空室8、靶片11等构成。2、靶片的安装。如图1所示，先打开真空室8，将10张靶片11安装在靶片夹1上，转动动密封驱动手柄2，使所有靶片夹位于备用位，然后封闭真空室8，抽真空。真空度达到要求的值后，真空换靶机构就达到了工作条件。3、换靶如图1所示，所有靶片夹1位于备用位。转动动密封驱动手柄2，驱动螺杆6随之转动，推动直线轴承4、靶片夹1沿着滑杆3向前移动。当第一个靶片夹1后边沿超过备用位定位杆7端面时，第一个靶片夹1在重力作用下下降到工作位定位台5上。上述操作过程就将第一张靶片定位到了工作位。完成该过程后各个靶片夹的位置关系如图2所示。当第一张靶片用完以后，就需要更换新靶片。如图2所示，转动动密封驱动手柄2，驱动螺杆6随之转动，推动直线轴承4、备用位靶片夹1.1、工作位靶片夹1.2沿着滑杆3向前移动。当第二个靶片夹1.1后边沿超过备用位定位杆7端面时，第二个靶片夹1.1在重力作用下下降到工作定位台5上。同时工作位的靶片夹1.2也会在驱动螺杆6驱动下向前移动，当工作位的靶片夹1.2后边沿超过工作定位台5端面时，靶片夹1.2在重力作用下下降到回收位。上述操作过程将第二张靶片1.2定位到了工作位，同时将第一张靶片移动到回收位。完成该过程后各个靶片夹的位置关系如图3所示。重复上述过程可以依次将10个备用位靶片夹1.1移动到工作位，并同时将使用完毕的靶片夹移动到回收位。10个靶片夹全部移动到回收位后，各部件之间的位置关系如图4所示。这样就完成了10次靶片更换。如有需要可设计更多的靶片，增加可换靶的次数。

权利要求：1.一种真空换靶机构，其特征在于：包括靶片真空室8，在靶片真空室8内设置靶片11，该靶片11设置在滑杆3上，并且靶片可以绕滑杆3转动，在真空室8外壁设置动密封及其驱动手柄2，并且动密封及其驱动手柄2可以带动靶片11绕滑杆3转动。2.如权利要求1所述的一种真空换靶机构，其特征在于：在真空室8内设置工作位定位台5，工作位定位台5指示的位置设置工作位靶片夹1.2，在工作位靶片夹1.2的两侧分别是设置备用位靶片夹1.1和回收位靶片夹1.3。3.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：真空室8还包括备用位定位杆7，该备用位定位杆7用于指示工作位靶片夹1.2的位置。4.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：所述的滑杆3通过直线轴承4固定在真空室8的侧壁上。5.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：动密封及其驱动手柄2通过设置在真空室8侧壁上的驱动螺杆6驱动靶片11。6.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：真空室8还包括抽气口9和激光入射窗口10，其中激光入射窗口10的位置与工作位靶片夹1.2的位置对应。7.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：所述的靶片11有若干个，动密封及其驱动手柄2每次只驱动一个靶片11。

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