一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置及控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置及控制系统，束流阻挡装置包括安装腔体和阻挡元件，阻挡元件包括屏蔽铁组件、阻挡靶头组件以及驱动机构，屏蔽铁组件固定在安装腔体内，阻挡靶头组件位于安装腔体内，驱动机构与阻挡靶头组件相连接，用于驱动阻挡靶头组件在水平方向上沿与束流射入方向垂直的方向做往复直线运动，在安装腔体内设有两组阻挡元件，且两组阻挡元件呈对称分布在束流射入方向的两侧。控制系统包括运动控制系统和电子学

【技术实现步骤摘要】
一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置及控制系统


[0001]本专利技术涉及加速器
，具体涉及一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置及控制系统。

技术介绍

[0002]强流重离子加速器装置(High Intensity heavy
‑
ionAcceleratorFacility，HIAF)是国家重大科学工程项目之一，其中放射性次级束流分离器(High energy FRagment Separator，HFRS)的功能是使用高能强流重离子束打靶产生次级束。束流阻挡器工作于HFRS放射性束线，根据实验需求阻挡不同范围内的束流，在实验时绝大部分束流会损失于此位置，因此该区域具有很高放射性。根据计算，强辐射区域产生的次级辐射场瞬时剂量率可达10
12
μSv/h量级，超强的放射性会造成探测器靶件上使用的电子元件损坏，电机等设备均无法在此区域内长期运行，需要经常更换。
[0003]在加速器放射性束线隧道内，高活化部件的表面残余剂量率可达106μSv/h量级，这使得停机后很长一段时间内操作人员无法进入强辐射环境下维修更换设备，需要冷却很长时间、辐射剂量率降到较低水平后人员才能进场。这样会使得加速器的运行效率异常低下。由于设备上的电子元器件及真空测量设备、会受到强放射性的影响。如何有效阻挡束流，且确保放射区的设备更加稳定可靠运行具有重大意义。因此亟需设计一种可在强辐射环境下使用的束流阻挡装置，该设备要稳定可靠、耐辐射性能强，方便吊装与更换，保证加速器的正常运行。
专利技术内容
[0004]本专利技术的目的是提供一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置及控制系统，以解决现有技术中加速器在超强的放射性环境下容易损坏电子元件以及运行效率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置，包括：
[0007]安装腔体，所述安装腔体的腔壁上设有与加速器束流管道相连接的法兰接口；
[0008]阻挡元件，所述阻挡元件包括屏蔽铁组件、阻挡靶头组件以及驱动机构，所述屏蔽铁组件固定在所述安装腔体内，所述阻挡靶头组件位于所述安装腔体内设置在所述屏蔽铁组件的下方，所述驱动机构安装在所述安装腔体上并与所述阻挡靶头组件相连接，用于驱动所述阻挡靶头组件在水平方向上沿与束流射入方向垂直的方向做往复直线运动；
[0009]在所述安装腔体内设有两组阻挡元件，且两组阻挡元件呈对称分布在束流射入方向的两侧。
[0010]进一步地，所述安装腔体的前腔壁上开设供束流射入的第一法兰接口，所述安装腔体的后腔壁上开设供束流射出的第二法兰接口，所述第一法兰接口和所述第二法兰接口相对设置，且所述第一法兰接口和所述第二法兰接口之间于所述安装腔体内构成束流通径。
[0011]进一步地，所述安装腔体的顶部开设有供所述阻挡元件置入的装配口，所述阻挡元件还包括密封法兰，所述密封法兰位于所述安装腔体的上方覆盖在所述装配口处并与所述屏蔽铁组件的顶部相连接，用于通过所述屏蔽铁组件自重压紧的方式密封所述装配口。
[0012]进一步地，所述密封法兰的顶部固接有吊具。
[0013]进一步地，所述驱动机构包括外部驱动机构和内部传动机构；
[0014]所述外部驱动机构位于所述安装腔体的上方安装在所述密封法兰上，包括基座、传动组件、电机、波纹管以及传动杆，所述基座固定在所述密封法兰的顶部，所述传动组件包括丝杠和与所述丝杆配套的第一滑块，所述丝杠呈竖直转动连接在所述基座上，所述电机固定在所述基座的顶部，且所述电机的输出端与所述丝杠相连接，所述传动杆位于所述安装腔体内，其顶端穿过所述密封法兰与所述第一滑块相连接，其底端穿过所述屏蔽铁组件与所述内部传动机构相连接，所述波纹管位于所述密封法兰的上方套在所述传动杆上，所述波纹管的顶端与所述第一滑块相连接，所述波纹管的底端与所述密封法兰相连接；
[0015]其中，所述丝杠的一侧设有第一导轨，所述第一导轨竖直固接在所述基座上，所述第一滑块滑动套在所述第一导轨上；
[0016]所述内部传动机构包括支架、竖直齿条、齿轮组件、水平齿条，所述支架位于所述阻挡靶头组件的后侧固定在所述安装腔体的腔内壁上，所述竖直齿条位于所述阻挡靶头组件的后侧与所述传动杆的底端相连接，所述水平齿条固定在所述阻挡靶头组件上并与束流射入方向垂直，所述齿轮组件包括共固定轴设置的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径，所述第一齿轮与所述竖直齿条啮合连接，所述第二齿轮与所述水平齿条啮合连接，且所述固定轴的后端转动连接在所述支架上；
[0017]其中，所述支架上固定有竖直的第二导轨，所述竖直齿条上固接有滑动连接在所述第二导轨上的第二滑块。
[0018]进一步地，所述第一导轨的顶端设有固定在所述基座上的上限位挡块，所述第一导轨的底端设有固定在所述基座上的下限位挡块，其中，所述第一滑块设置在所述上限位挡块和所述下限位挡块之间，并在所述第一滑块上固接有位移传感器。
[0019]进一步地，所述阻挡靶头组件包括铜基块、石墨件以及条电极，所述水平齿条固接在所述铜基块的顶部，在所述支架上固接有与所述水平齿条平行的第三导轨，所述第三导轨为V型导轨，且所述第三导轨沿竖直方向布置有若干条，在所述铜基块的后壁上固接有滑动连接在所述第三导轨上的第三滑块，所述石墨件镶嵌在所述铜基块的前壁上，所述条电极位于所述石墨件的前侧覆盖在所述铜基块的前壁上，在所述密封法兰的顶部安装有若干个用于外接电子学系统的多芯接头，所述条电极通过信号线与所述多芯接头相连接，其中，两组阻挡元件的支架位于相邻的侧壁上形成有与束流通径适配的半圆形缺口。
[0020]进一步地，所述条电极包括高压板和金属条，所述高压板位于所述石墨件的前侧覆盖在所述铜基块的前壁上，所述金属条呈竖直贴合在所述高压板前壁上的“C”型结构，所述金属条的顶端位于所述高压板的上方通过陶瓷绝缘垫与所述铜基块的顶部相连接，且所述金属条的底端位于所述高压板的下方通过陶瓷绝缘垫与所述铜基块的底部相连接，其中，所述金属条并排设置有若干个。
[0021]进一步地，所述铜基块上的上方设有水冷盒，所述水冷盒固定在所述安装腔体内，并在所述水冷盒的顶部分别连接有进水管和出水管，所述进水管和出水管均竖直向上穿过
所述密封法兰外接给水设备，在所述铜基块的内部设有冷却水路，所述冷却水路在所述铜基块的顶部分别形成有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别通过柔性波纹水管与所述水冷盒相连接。
[0022]本专利技术还提供一种控制系统，用于控制上述的一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置，所述控制系统包括运动控制系统和电子学
‑
数据采集系统，所述运动控制系统配置为控制所述驱动机构的运动，所述电子学
‑
数据采集系统配置为通过对所述阻挡靶头组件的条电极信号进行读取处理，并监测所述阻挡靶头组件的位置状态和束流位置信息。
[0023]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置，其特征在于，所述束流阻挡装置包括：安装腔体，所述安装腔体的腔壁上设有与加速器束流管道相连接的法兰接口；阻挡元件，所述阻挡元件包括屏蔽铁组件、阻挡靶头组件以及驱动机构，所述屏蔽铁组件固定在所述安装腔体内，所述阻挡靶头组件位于所述安装腔体内设置在所述屏蔽铁组件的下方，所述驱动机构安装在所述安装腔体上并与所述阻挡靶头组件相连接，用于驱动所述阻挡靶头组件在水平方向上沿与束流射入方向垂直的方向做往复直线运动；在所述安装腔体内设有两组阻挡元件，且两组阻挡元件呈对称分布在束流射入方向的两侧。2.根据权利要求1所述的一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置，其特征在于：所述安装腔体的前腔壁上开设供束流射入的第一法兰接口，所述安装腔体的后腔壁上开设供束流射出的第二法兰接口，所述第一法兰接口和所述第二法兰接口相对设置，且所述第一法兰接口和所述第二法兰接口之间于所述安装腔体内构成束流通径。3.根据权利要求2所述的一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置，其特征在于：所述安装腔体的顶部开设有供所述阻挡元件置入的装配口，所述阻挡元件还包括密封法兰，所述密封法兰位于所述安装腔体的上方覆盖在所述装配口处并与所述屏蔽铁组件的顶部相连接，用于通过所述屏蔽铁组件自重压紧的方式密封所述装配口。4.权利要求3所述的一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置，其特征在于：所述密封法兰的顶部固接有吊具。5.根据权利要求3所述的一种用于强流加速器辐射区的束流阻挡装置，其特征在于：所述驱动机构包括外部驱动机构和内部传动机构；所述外部驱动机构位于所述安装腔体的上方安装在所述密封法兰上，包括基座、传动组件、电机、波纹管以及传动杆，所述基座固定在所述密封法兰的顶部，所述传动组件包括丝杠和与所述丝杆配套的第一滑块，所述丝杠呈竖直转动连接在所述基座上，所述电机固定在所述基座的顶部，且所述电机的输出端与所述丝杠相连接，所述传动杆位于所述安装腔体内，其顶端穿过所述密封法兰与所述第一滑块相连接，其底端穿过所述屏蔽铁组件与所述内部传动机构相连接，所述波纹管位于所述密封法兰的上方套在所述传动杆上，所述波纹管的顶端与所述第一滑块相连接，所述波纹管的底端与所述密封法兰相连接；其中，所述丝杠的一侧设有第一导轨，所述第一导轨竖直固接在所述基座上，所述第一滑块滑动套在所述第一导轨上；所述内部传动机构包括支架、竖直齿条、齿轮组件、水平齿条，所述支架位于所述阻挡靶头组件的后侧固定在所述安装腔体的腔内壁上，所述竖直齿条位于所述阻挡靶头组件的后侧与所述传动杆的底端相连接，所述水平齿条固定在所述阻挡靶头组件上并与束流射入方向垂直，所述齿轮组件包括共固定轴设置的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：李武元，康新才，杨博，盛丽娜，章学恒，严维伟，苏有武，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：