一种小型偏心自转反应靶装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种小型偏心自转反应靶装置，包括转接法兰、磁流体密封装置、传动装置、分水器、反应靶内部管道、循环水管壁以及反应靶，反应靶的前表面与反应靶内部管道实现真空密封，循环水管壁的一侧与分水器内部滑块相连，另一侧通过后盖进行密封，分水器水路、管壁水路及反应靶背部与后盖的空腔之间相通形成循环水路，传动装置设置于磁流体密封装置与分水器之间，传动装置与磁流体、分水器内部滑块、反应靶内部管道及循环水管壁连接，传动装置通过传动皮带连接电机，向反应靶提供旋转动力；分水器外壳接进出水管，为旋转状态的循环水管道提供循环水。采用本发明专利技术中公开的装置，可有效降低反应靶所承受的最大热流密度，延长反应靶使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种小型偏心自转反应靶装置


[0001]本专利技术属于反应靶领域，具体涉及一种小型偏心自转反应靶装置。

技术介绍

[0002]400kV强流加速器可以提供10mA的质子束流或5mA的He
+
束流，束斑大小约为直径10mm(
±
2σ)，束流一般为高斯分布，如图1所示，总功率为1kW时的热流密度分布的中心热流密度可达2.5kW/cm2。对于在该加速器上开展的部分实验来说，反应靶可能难以承受如此高的热流密度，因此必须想办法来降低束流的最大热流密度。
[0003]目前国际上用于降低束流热流密度的典型方法大致有以下两种：
[0004]第一种是增大束斑面积：荷兰高压公司商用加速器配套的扫束装置，可将束斑从直径10毫米扩散成直径5厘米，束斑面积扩大自然就有效的将热流密度减小；还有一种设计方法利用旋转磁场或交变磁场将束斑扩大。这两种情况均需要根据束流能量大小来调节相应的高压或磁场强度来实现对束斑的控制。
[0005]第二种是增大束流打靶面积：中国近代物理研究所ADS装置上的强流法拉弟筒制作成锥筒形状，将束流接收面比束斑增大了几倍；放射性束流线上采用的炮弹碎裂反应靶多采用旋转型反应靶，如德国的FIAR、欧洲的EURIAOL、美国的FRIB、日本的RIPS等装置；西班牙高功率中子转换靶(NIM A 724(2013)34)，大转盘结构，在真空与大气间转换；测量衰变或辐照设备的拉带装置等。这些设计有效增大了束流在反应靶上的接受面从而实现降低热流密度的作用。
[0006]以上这些装置均为针对专门的设备及用途进行的设计，设备庞大，针对不同能量和功率的束流并不通用。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种小型偏心自转反应靶装置，通过小型旋转反应靶降低反应靶接收到的热流密度，成本低廉，实用性强。
[0008]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种小型偏心自转反应靶装置，所述装置包括磁流体密封装置、传动装置、分水器、反应靶内部管道、循环水管道以及反应靶，所述反应靶的前表面通过密封圈与所述反应靶内部管道实现真空密封，循环水管壁的一侧与所述分水器内部滑块相连，另一侧通过后盖进行密封；所述分水器的水路、所述循环水管道的水路及所述反应靶背部与后盖的空腔之间相通形成循环水路；所述磁流体密封装置与束流管道转接法兰相连接，实现所述装置与束流管道转接法兰的旋转密封，所述传动装置与所述磁流体密封装置、所述分水器内部滑块、所述反应靶内部管道及所述循环水管道连接，所述传动装置通过同步带连接电机，向所述反应靶提供旋转动力；分水器外壳接进出水管，所述分水器内部水路与所述循环水管道相通，为旋转状态的循环水管道提供循环水。
[0009]进一步，所述后盖与所述反应靶之间保持一定空腔以保证循环水流通。
[0010]进一步，所述分水器为环形结构，在所述分水器外壳上下两侧分别设置有进水接
口和出水接口，在所述分水器内部设置分水器内部滑块，在所述分水器滑块上下两侧分别有连通所述进水接口和所述出水接口的循环水回路。
[0011]进一步，在所述分水器内部上设置三个转动密封圈。
[0012]进一步，所述磁流体密封装置中设置磁流体密封轴，所述磁流体密封轴的外侧设置束流管道转接法兰，所述束流管道转接法兰的中心位置为束流打靶位，所述束流管道转接法兰内壁的中心为反应靶的中心，所述束流打靶位对应所述反应靶的中心。
[0013]进一步，通过修改所述束流管道转接法兰的固定螺栓孔位来调整所述反应靶的偏心距,所述反应靶的偏心距为所述束流打靶位与所述反应靶中心距离。
[0014]进一步，所述传动装置包括反应靶传动轮、电机、同步带以及电机同步轮，所述反应靶与所述电机固定在同一固定支架上，通过所述电机同步轮连接所述同步带，所述同步带连接所述反应靶传动轮以提供旋转动力，所述反应靶传动轮带动所述磁流体密封轴、所述分水器内部滑块、所述反应靶内部管道、所述循环水管道以及所述反应靶高速转动。
[0015]进一步，所述分水器外壳固定在所述固定支架上静止不动，循环水由所述进水接口流入所述回转水口，流经所述反应靶背部，由另一端回转水口流回，由所述出水接口流出。
[0016]进一步，所述束流管道转接法兰外侧与加速器前端管道相连。
[0017]进一步，所述反应靶长度不能超过加速器在管道末端的聚焦长度，进入探测器内部部分反应靶装置外径不得大于所述探测器内径。
[0018]本专利技术的有益技术效果在于：采用本专利技术所公开的一种小型偏心自转反应靶装置，与几十万起的扫束装置相比，大幅度降低装置成本，能够有效降低反应靶承受的最大热流密度，同时并不改变束斑与探测器的相对位置关系，更便于实验的效率刻度，从而保证实验的稳定可靠。并且即使反应靶本身可以承受束流的热流密度，同样也可以应用本专利技术所公开的一种小型偏心自转反应靶装置中的反应靶，即便是反应靶本身就处于低速运行的状态，也相当于增大了束流的打靶面积，有效提高了反应靶的利用率，同时延长了反应靶的使用寿命。
附图说明
[0019]图1为现有技术中总功率为1kW的束流的热流密度分布示意图；
[0020]图2为采用束流偏心轰击本专利技术实施例所述的一种小型偏心自转反应靶装置中的反应靶过程示意图；
[0021]图3为采用1kW直径10毫米的束流偏心7.5毫米轰击本专利技术实施例所述的一种小型偏心自转反应靶装置中的反应靶的热流密度分布示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例所述的一种小型偏心自转反应靶装置结构示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例所述的一种小型偏心自转反应靶装置侧视图；
[0024]图6为本专利技术实施例所述的一种小型偏心自转反应靶装置主视图；
[0025]图7为本专利技术实施例所述的一种小型偏心自转反应靶装置中分水器中央旋转结构剖面示意图；
[0026]其中：1
‑
束斑、2
‑
束流扫过区域、3
‑
磁流体密封装置、4
‑
传动装置、5
‑
分水器、6
‑
反应靶内部管道、7
‑
循环水管道、8
‑
反应靶、9
‑
后盖、11
‑
进水接口、12
‑
回转水口、13
‑
出水接
口、14
‑
反应靶传动轮、15
‑
磁流体密封轴、16
‑
束流管道转接法兰、17
‑
电机、18
‑
同步带、19
‑
电机同步轮、20
‑
固定支架、21
‑
转接法兰内壁、22
‑
反应靶内部管道内壁、23
‑
分水器滑块、24
‑
分水器外壳、25
‑
转动密封圈。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型偏心自转反应靶装置，其特征在于：所述装置包括磁流体密封装置、传动装置、分水器、反应靶内部管道、循环水管道以及反应靶，所述反应靶的前表面通过密封圈与所述反应靶内部管道实现真空密封，循环水管壁的一侧与所述分水器内部滑块相连，另一侧通过后盖进行密封；所述分水器的水路、所述循环水管道的水路及所述反应靶背部与后盖的空腔之间相通形成循环水路；所述磁流体密封装置与束流管道转接法兰相连接，实现所述装置与束流管道转接法兰的旋转密封，所述传动装置与所述磁流体密封装置、所述分水器内部滑块、所述反应靶内部管道及所述循环水管道连接，所述传动装置通过同步带连接电机，向所述反应靶提供旋转动力；分水器外壳接进出水管，所述分水器内部水路与所述循环水管道相通，为旋转状态的循环水管道提供循环水。2.如权利要求1所述的一种小型偏心自转反应靶装置，其特征在于：所述后盖与所述反应靶之间保持一定空腔以保证循环水流通。3.如权利要求1所述的一种小型偏心自转反应靶装置，其特征在于：所述分水器为环形结构，在所述分水器外壳上下两侧分别设置有进水接口和出水接口，在所述分水器内部设置分水器内部滑块，在所述分水器滑块上下两侧分别有连通所述进水接口和所述出水接口的循环水回路。4.如权利要求3所述的一种小型偏心自转反应靶装置，其特征在于：在所述分水器内部上设置三个转动密封圈。5.如权利要求3所述的一种小型偏心自转反应靶装置，其特征在于：所述磁流体密封装置中设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云居，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：