CN101510451A - 托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，包括有保护诊断器件的滑挡板，滑挡板的运动由固定联结在滑挡板上的第一、第二钢丝绳控制，所述第一、第二钢丝绳经定滑轮引导后分别缠绕在传动轴上的第一、第二圆盘上，并分别与第一、第二圆盘固定联结，所述传动轴的转动通过联轴器由真空机械转轴提供。转动真空机械转轴，可以实现对第一、第二钢丝绳在第一、第二圆盘上的收放，进而实现滑挡板在支撑轨道内前后移动对诊断器件的开合保护作用。本发明避免了高温烘烤可能对长距离行程机构造成卡死的现象。本发明已在EAST超导托卡马克的Hα诊断器件(光学反射镜)保护上得到成功运用，确保反射镜在真空壁处理期间不受损坏。

Description

托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构
技术领域
本发明属于一种托卡马克真空室内器件的可移动保护机构，具体是托卡马克真空室内的诊断器件的可移动保护机构。
背景技术
可控磁约束热核聚变研究是目前自然科学研究中一项具有十分重大意义的研究领域，商用聚变堆的建立将对维持和发展人类文明起着不可估量的作用。托卡马克装置被认为是最有聚变能利用前景的可控磁约束热核聚变研究装置，其基本原理是运用强大的磁场将等离子体约束在清洁超高真空室内，通过外围加热设备将等离子体加热到上亿度的高温，达到聚变反应的条件，从而开展托卡马克等离子体物理实验研究。等离子体诊断，即对等离子体的性质、状态及各种参量的监测是等离子体物理实验首要解决的问题，所以托卡马克装置都配备有数十种等离子体诊断设备，其中有些诊断器件需安装在真空室内。如Hα诊断就是其中一种，它是通过对中性氢辐射的监控，研究托卡马克中的再循环、粒子约束与输运，以及实现对等离子体辐射行为和不稳定性的监测，它在真空室水平窗口内安有光学平面反射镜以助于监测上下偏滤器等离子体。而真空室作为热核聚变反应的清洁超高真空运行场所，在等离子体运行前为了提高本体真空度，获得高质量的等离子体运行环境，需要进行250℃壁烘烤、硼化处理、辉光放电清洗及离子回旋放电清洗等真空壁处理，后三种处理手段会污染光学反射镜甚至破坏光学反射膜，以至于尚失光学反射特性，从而使相应的等离子体诊断无法进行，会直接影响到托卡马克等离子体物理实验的运行。所以为了保护像Hα诊断使用的光学平面反射镜这样的诊断器件在真空壁处理期间不受损害，需要设计专门的保护机构。根据反射镜的尺寸及光路要求，一般该保护机构的行程较大(>500mm)，且因其超高真空高温环境的工作条件及真空室窗口内空间相对狭小的因素，使得该类机构的设计困难较大。
发明内容
本发明的目的是提出了一种托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，能够在超高真空高温的运行环境下，实现大行程范围内的对诊断器件的保护作用，解决了高温烘烤导致的构件变形可能造成机构卡死的技术难题。
本发明的技术方案如下：
托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，包括有托卡马克真空室窗口及法兰组件，所述的托卡马克真空室内安装有由光学反射镜构成的诊断器件，诊断器件的前、后端固定有前、后挡板，其特征在于所述的法兰端面安装有真空机械转轴，所述的托卡马克真空室内通过支撑架安装有传动轴，所述的传动轴与真空机械转轴之间通过联轴器联接；所述的诊断器件上方安装有支撑轨道，所述的支撑轨道上滚动配合有滑挡板；所述的传动轴上固定安装有第一圆盘、第二圆盘，第一圆盘、第二圆盘轮缘上有凹槽，所述的第一、第二圆盘上连接有第一、第二钢丝绳，第一、第二钢丝绳分别绕过安装于固定于托卡马克真空室内壁内的定滑轮组件后连接于滑挡板上。
所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的支撑轨道后端安装有限位块。
所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述滑挡板上有6个小滚轮在轨道上滚滑动，滑挡板左右两侧各有2个共4个侧轮。
所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于第一、第二钢丝绳分别穿过滑挡板上的小孔由不同的小压片压住，所述的小压片点焊在滑挡板上。
所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的第一钢丝绳在第一圆盘上与第二钢丝绳在第二圆盘上的缠绕方向相反。
所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的真空机械转轴由螺钉联结在真空室窗口法兰上，与窗口法兰通过无氧铜刀口密封来满足超高真空密封要求。
所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的滑挡板、支撑轨道、前后固定挡板、钢丝绳、定滑轮组件、第一圆盘、第二圆盘、传动轴、联轴器的材质均为316L不锈钢，所述的钢丝绳直径为1.5mm。
本发明保护诊断器件的滑挡板由第一、第二钢丝绳控制，所述第一、第二钢丝绳经定滑轮引导后分别缠绕在传动轴上的第一、第二圆盘上，并分别与第一、第二圆盘固定联结，所述传动轴的转动通过联轴器由真空机械转轴提供。通过转动真空机械转轴，可以实现对第一、第二钢丝绳在第一、第二圆盘上的收放，进而实现滑挡板前后移动对诊断器件的开合保护作用。
所述滑挡板放置在固定的支撑轨道上，滑挡板上有6个小滚轮在轨道上滚滑动，滑挡板左右两侧各有2个共4个侧轮，以改善滑挡板滑动时与轨道内侧壁的接触情况；所述的滑挡板与左右支撑轨道，前、后固定挡板共同作用形成封闭空间来保护诊断器件。
第一钢丝绳在第一圆盘上与第二钢丝绳在第二圆盘上的缠绕方向相反，即第一、第二圆盘跟随传动轴转动时，始终是一个圆盘在放绳，而另一圆盘在收绳；所述的钢丝绳末端与圆盘的连接方式和钢丝绳与滑挡板的联结方法相同。
所述的真空机械转轴由螺钉联结在真空室窗口法兰上，与窗口法兰通过无氧铜刀口密封来满足超高真空密封要求。
本发明在EAST全超导托卡马克装置的Hα诊断器件(光学反射镜)保护上得到成功运用，实现了长距离的稳定可靠的对光学反射镜的开合，确保反射镜在真空壁处理期间不受损坏。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为滑挡板结构示意图。
图3为钢丝绳与滑挡板的联结示意图。
图4为传动轴处第一、第二圆盘与第一、第二钢丝绳及定滑轮的联结示意图。
图5为传动轴与真空机械转轴的联结示意图。
具体实施方式
参见附图。图中标号：1—后挡板，2—诊断器件(光学反射镜及其支撑)，3—支撑轨道，4—滑挡板，5—真空室窗口及其法兰组件，6—小压片(用于钢丝绳与滑挡板的联结)，7—第一定滑轮，8—第一钢丝绳，9—第二钢丝绳，10—限位块，11—第二定滑轮，12—第三定滑轮，13—第四定滑轮，14—传动轴后端支撑，15—传动轴，16—第一圆盘，17—第二圆盘，18—联轴器，19—真空机械转轴。
托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，包括有托卡马克真空室窗口及法兰组件5，所述的托卡马克真空室内安装有包含光学反射镜的诊断器件2，诊断器件2的前、后端固定有前挡板及后挡板1，所述的法兰端面安装有真空机械转轴19，托卡马克真空室内通过支撑架11安装有传动轴15，传动轴15与真空机械转轴19之间通过联轴器18联接；所述的诊断器件2上方安装有支撑轨道3，所述的支撑轨道3上滚动配合有滑挡板4；所述的传动轴15上固定安装有第一圆盘16、第二圆盘17，第一圆盘16、第二圆盘17轮缘上有凹槽，第一、第二圆盘16、17上连接有第一、第二钢丝绳8、9，第一圆盘16上缠绕第一钢丝绳8经第三、第一定滑轮后与滑挡板4固定联结；第二圆盘17上缠绕第二钢丝绳9经第四、第二定滑轮后与滑挡板4固定联结；滑挡板4放置在支撑轨道3上，可在轨道内前后滑动，轨道上靠近传动轴4的地方焊接有限位块10，前固定挡板与后固定挡板1也起着对滑挡板的限位作用。第一定滑轮7位于诊断器件2的端部。
托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，工作时，在真空室窗口外部手动或电动驱动真空机械转轴19，真空机械转轴19带动传动轴15上的第一、第二圆盘转动，因第一、第二圆盘上钢丝绳的缠绕方向相反，所以第一、第二钢丝绳一根绷紧，一根松弛，从而带动滑挡板4在支撑轨道组件3内滑动。改变真空机械转轴19的转动方向，即可实现滑挡板4前后移动对诊断器件2(图1示例中为光学平面反射镜)的开合，以实现保护诊断器件在真空壁处理期间不受损坏的目的。

Claims (7)

1、托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，包括有托卡马克真空室窗口及法兰组件，所述的托卡马克真空室内安装有由光学反射镜构成的诊断器件，诊断器件的前、后端固定有前、后挡板，其特征在于所述的法兰端面安装有真空机械转轴，所述的托卡马克真空室内通过支撑架安装有传动轴，所述的传动轴与真空机械转轴之间通过联轴器联接；所述的诊断器件上方安装有支撑轨道，所述的支撑轨道上滚动配合有滑挡板；所述的传动轴上固定安装有第一圆盘、第二圆盘，第一圆盘、第二圆盘轮缘上有凹槽，所述的第一、第二圆盘上连接有第一、第二钢丝绳，第一、第二钢丝绳分别绕过安装于固定于托卡马克真空室内壁内的定滑轮组件后连接于滑挡板上。
2、根据权利要求1所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的支撑轨道后端安装有限位块。
3、根据权利要求1所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述滑挡板上有6个小滚轮在轨道上滚滑动，滑挡板左右两侧各有2个共4个侧轮。
4、根据权利要求1所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于第一、第二钢丝绳分别穿过滑挡板上的小孔由不同的小压片压住，所述的小压片点焊在滑挡板上。
5、根据权利要求1所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的第一钢丝绳在第一圆盘上与第二钢丝绳在第二圆盘上的缠绕方向相反。
6、根据权利要求1所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的真空机械转轴由螺钉联结在真空室窗口法兰上，与窗口法兰通过无氧铜刀口密封来满足超高真空密封要求。
7、根据权利要求1所述的托卡马克真空室内诊断器件的可移动保护机构，其特征在于所述的滑挡板、支撑轨道、前后固定挡板、钢丝绳、定滑轮组件、第一圆盘、第二圆盘、传动轴、联轴器的材质均为316L不锈钢，所述的钢丝绳直径为1.5mm。
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