【发明授权】真空换靶机构_核工业西南物理研究院_201711440091.0 

申请/专利权人:核工业西南物理研究院

申请日:2017-12-27

发明/设计人:孙平;郑典麟;张凯

公开(公告)日:2020-10-23

代理机构:核工业专利中心

公开(公告)号:CN109979638B

代理人:刘昕宇

主分类号:G21K5/08(20060101)

地址:610041 四川省成都市双流西南航空港黄荆路5号

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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