一种对转双盘中子带宽斩波器制造技术

本发明专利技术提供一种对转双盘中子带宽斩波器及其切束方法，包括一转盘结构，转盘结构包括一组相对设置的转盘，且转盘间运动方向相对；真空电机组，真空电机组内包括一组与上述转盘相配合的真空小功率电机，且真空小功率电机的转子与转轴直连，转盘设于转轴上，并跟随转轴转动；密封壳体，转盘密封设于密封壳体内，且真空小功率电机在真空中直接驱动所述转盘，本发明专利技术相较于传统的结构方式，所需要的安装空间较小、中子波段截取的准确性高、中子的通过率、利用率高、降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种对转双盘中子带宽斩波器


[0001]本专利技术涉及散裂中子源相关
，具体涉及一种对转双盘中子带宽斩波器。

技术介绍

[0002]带宽限制斩波器是中子源上用得最多的一种中子斩波器，按照转盘数量可分为单盘中子带宽斩波器、双盘中子带宽斩波器等，主要用于去除周期重叠的长波背底和选出谱仪所需要的带宽范围。通常采用的单盘中子带宽斩波器只能选择固定的带宽范围，同时斩波器斩波形成的中子通过率曲线的上升、下降沿比较宽，此范围内中子计数较少，中子利用率低。而双盘中子带宽斩波器利用两个对向转动的转盘斩波，可以使中子的通过率曲线的上升、下降沿宽度缩短一半，提高中子通量，同时双盘中子带宽斩波器则能在固定的带宽范围截取任意一段较小的带宽范围。
[0003]单盘中子带宽斩波器已在国外得到成熟应用，在国内反应堆中子源和散裂中子源等领域都有应用。单盘带宽限制中子斩波器机械结构主要分为三个部分：转动体、密封腔和固定基座。其中，转动体中的转盘是带宽斩波器最核心的部件，固定在转轴上用于转动时切割中子束流。密封腔为转盘切割中子提供真空腔体和安全防护，与转盘部分一起组成了密封壳装配体，而固定基座装配体为设备提供支撑，方便现场安装。另外，斩波器系统还包括控制系统、振动测量系统以及由真空泵、冷水机等组成的工艺系统，分别实现斩波器的同步相位控制、实时状态监控、运行环境保持等功能。
[0004]多台单盘斩波器配合可能实现与双盘斩波器类似的功能，，但是存在诸多局限，例如空间、成本、控制等。
[0005]具体限制如下：
[0006]1、所需安装空间大不适合小空间，采用相邻两台单盘中子带宽斩波器去选择所需要波长的中子，但所需要的安装空间较大。因为一台单盘中子带宽斩波器的宽度在500～750mm左右，两台单盘中子带宽斩波器的转盘间距至少在1m以上，因此导致它们所需要的安装长度空间在2000mm以上。而对于一些空间较小的谱仪线则并不适用；
[0007]2、截取中子波段不够准确，以中子源中子束流为例实际的束流往往是有发散度的，符合一定角度的非选择的中子也可能会通过相邻两台单盘斩波器、一台双盘斩波器。斩波器前面一般都装有导管，也就是说，束流的最大发散角度应满足公式：m为导管超镜因子，λ：临界波长各能量中子的发散度不尽相同，与其波长有关。波长越大，对应的最大发散角也越大在这个时候某一段波段范围内的中子以一定的发散角穿过相邻两台单盘斩波器，由于此波段中子能量高于相邻两台单盘斩波器、一台双盘斩波器所选择的波段中子，因此当此波段中子通过第一个转盘时，第二个转盘尚未转到中心线位置，此时两个转盘间会形成一定的夹角δ，具有一定发散度的中子可能通过散射穿过斩波器到达样品。此角度与两个转盘的间距有关，双盘间距越大，δ角越小，相对地也越容易造成泄露，而一般采用相邻两台单盘中子带宽斩波器它们转盘间距大，也因此越容易造成泄露从而导致截取中子波段不够准确；
[0008]3、成本较高，采用相邻两台单盘中子带宽斩波器去选择所需要波长的中子的成本会较高。因为首先，两台单盘中子带宽斩波器的加工制造成本会高于一台双盘斩波器的费用，其次在安装调试的过程中单盘中子带宽斩波器需要安装调试两台时间需要更多，最后对于后其的维护检修也是如此。因此采用相邻两台单盘中子带宽斩波器去选择所需要波长的中子不管是从开始的加工制造还是后期的维护而言所需要的成本都要高于一台双盘斩波器的费用。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对转双盘中子带宽斩波器。
[0010]本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种对转双盘中子带宽斩波器，包括：
[0012]转盘结构，用于对粒子束进行斩切动作，所述转盘结构包括一组相对设置的转盘，且所述转盘间运动方向相对；
[0013]真空电机组，用于驱动所述转盘，所述真空电机组内包括一组与上述转盘相配合的真空小功率电机，且所述真空小功率电机的转子与转轴直连，所述转盘设于所述转轴上，并跟随所述转轴转动；
[0014]密封壳体，用于屏蔽干扰，为所述转盘以及所述真空电机组提供真空工作环境，所述转盘密封设于所述密封壳体内，且所述真空小功率电机在真空中直接驱动所述转盘。
[0015]在本专利技术中，所述真空小功率电机对称分布于所述密封壳体左右两侧，且所述真空小功率电机与所述密封壳体间通过一O型圈密封，并通过一真空法兰抽真空。
[0016]在本专利技术中，所述真空小功率电机与所述转盘间采用直驱式轴系结构设计，且所述真空小功率电机通过循环冷却水冷却。
[0017]在本专利技术中，所述盘对转快速粒子切束装置还包括光电传感器、加速度传感器、振动传感器以及温度传感器。
[0018]在本专利技术中，所述密封壳体底部还设有一基座，所述基座与所述密封壳体间通过螺钉固定安装，且所述基座两侧设有导向柱，对应的所述密封壳体上相应位置设有导向孔。
[0019]在本专利技术中，所述双列角接触轴承需满足：(负载重量10kg，转动惯量为0.37kg.m2)匀速运动，转速为1500rpm或以下，每年5000小时连续运转，轴承寿命在5年以上。
[0020]在本专利技术中，所述真空电机组需满足：真空度可抽到10Pa以下，真空漏率小于1
×
10
‑
6Pam3/s。
[0021]在本专利技术中，所述真空小功率电机通过循环冷却水冷却需满足：能承受0.7MPa的冷却水压。
[0022]在本专利技术中，所述转盘需采用超硬铝合金(7075
‑
T6)作为基体材料，且所述转盘上需涂抹高结合强度的中子吸收涂层，且该图层需满足：能有效吸收中子，即涂层对中子的中子透过率要小于10
‑
4量级；涂层与转盘主体的粘合强度要足以抵御高速运转下所产生的剪切应力。
[0023]一种对转双盘中子带宽斩波器的切束方法，包括以下步骤：
[0024]S1、将对转双盘中子带宽斩波器置于散裂中子源中子非弹性散射谱仪上，通过信
号线接口与控制系统连接；
[0025]S2、用户在本地控制用户软件上查看对转双盘中子带宽斩波器的状态参数信息(包括实际转速、实际相位、电机/轴承温度、水平、垂直震动、真空度)，设置对转双盘中子带宽斩波器的运行参数(包括启停、工作转速、相位角、展宽范围)；
[0026]S3、驱动控制器连接并接收来自中子束斩波控制系统的控制命令和信号，进行相位控制、指定位置停机等操作；
[0027]S4、控制系统接收到加速器标准定时信号后对伺服电机进行控制，调整工作频率为散裂周期的整数倍，从而精确控制狭缝包的初始相位和角速度。
[0028]相较于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0029]1、双盘对转快速中子带宽斩波器对于双盘对转快速中子带宽斩波器而言，其所需要的安装空间较小。因此适用于有一定空间限定的谱仪线；
[0030]2、双盘对转快速中子带宽斩波器对于单盘中子带宽斩波器而言，因为其盘间距的减短(盘间距100mm左右)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对转双盘中子带宽斩波器，其特征在于，包括：转盘结构，用于对粒子束进行斩切动作，所述转盘结构包括一组相对设置的转盘，且所述转盘间运动方向相对；真空电机组，用于驱动所述转盘，所述真空电机组内包括一组与上述转盘相配合的真空小功率电机，且所述真空小功率电机的转子与转轴直连，所述转盘设于所述转轴上，并跟随所述转轴转动；密封壳体，用于屏蔽干扰，为所述转盘以及所述真空电机组提供真空工作环境，所述转盘密封设于所述密封壳体内，且所述真空小功率电机在真空中直接驱动所述转盘。2.根据权利要求1所述的一种对转双盘中子带宽斩波器，其特征在于，所述真空小功率电机对称分布于所述密封壳体左右两侧，且所述真空小功率电机与所述密封壳体间通过一O型圈密封，并通过一真空法兰抽真空。3.根据权利要求1所述的一种对转双盘中子带宽斩波器，其特征在于，所述真空小功率电机与所述转盘间采用直驱式轴系结构设计，且所述真空小功率电机通过循环冷却水冷却。4.根据权利要求1所述的一种对转双盘中子带宽斩波器，其特征在于，所述盘对转快速粒子切束装置还包括光电传感器、加速度传感器、振动传感器以及温度传感器。5.根据权利要求1所述的一种对转双盘中子带宽斩波器，其特征在于，所述密封壳体底部还设有一基座，所述基座与所述密封壳体间通过螺钉固定安装，且所述基座两侧设有导向柱，对应的所述密封壳体上相应位置设有导向孔。6.根据权利要求1所述的一种对转双盘中子带宽斩波器，其特征在于，所述双列角接触轴承需满足：(负载重量10kg，转动惯量为0.37kg.m2)匀速运动，转速为1500rpm或以下，每年5000小时连续运...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，蔡伟亮，张清，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：