CN104002134B - 一种闪光x光机二极管对中工装及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闪光X光机二极管对中工装及其装配方法，所述二极管用于安装阳极钨针的阳极杆座外形为圆锥形，阳极杆座的中心沿轴线方向设置为通孔，阳极钨针安装处外壁沿轴线方向裂开且外壁上设置有螺纹；用于安装阴极环的工装为T形柱体，用于实现阳极钨针对中的工装为圆柱形工装，工装的外表面为不锈钢、内部为有机玻璃，且柱体的中心沿轴线设置有通孔；所述屏蔽盖板的外侧圆周处设置有连接块，连接块通过螺钉与外壳连接；通过使用本工装可以保证阳极钨针的完整性，且阳极钨针能正反两面使用，节约成本；可以快速一个人操作使阳极钨针与阴极环实现对中，节约调试时间，提升工作效率。

Description

一种闪光X光机二极管对中工装及其装配方法

技术领域

本发明属于X光机应用设计领域，具体涉及到闪光X光机二极管对中工装及其装配方法。由于在闪光X光机实验过程中发现二极管的阳极杆和阴极环相对位置的装配“对中”困难，精度不高，且装配方式不仅浪费昂贵的钨针，还容易损坏阳极钨针原有的金属特性。本发明提供整套工装套件，提高了二极管两极相对位置的安装精度，减少了钨针使用的浪费，保证了钨针使用时原有的物理特性。通过使用工装的方法，确保了闪光X光机出光的稳定性。

背景技术

闪光X光机在爆轰物理学领域应用广泛。X射线二极管是闪光X光机产生X射线的关键部件，其结构和状态对闪光X光机出光性能影响巨大！在现有的一种MV级闪光X光机使用时，二极管装置的装配不仅没有明确的装配方法，还没有任何装配模具，尤其无法在现在市场选购有针对性的相关工具。二级管装配的好坏，全靠装配人员个人感觉和经验技术。导致了不同的人员，装配出二级管两极的同心度和相对位置偏差大、一致性差等问题。而就算每次都是同一个人装配，也很难保证装配的一致性。

闪光X光机的二极管在1.8米高的主机最前端，用重约20公斤重的屏蔽盖板密封在真空腔内；二极管的阳极通过针座安装在主机的真空腔内，二级管的阴极是多个环叠加被固定在真空腔的屏蔽盖板上；二级管的阳极钨针中心要和阴极环的圆心装配在一条水平线上。二级管的阳极针和阴极环之间的相对位置，要根据每次实际使用的条件状态设定并装配。所以每次X光机使用时都要拆下重约20公斤重的屏蔽盖板，分别装好阳极和阴极后再盖好屏蔽盖板。最后确认二级管两极的相对状态，才能对闪光X光主机充电进行正常试验。装配过程有几个突出的问题，1、为了调节阳极针端面到阴极面之间的距离每次都要裁剪钨针，钨针被裁剪后局部开裂，破坏了钨的物理特性，影响了其导电性能，进而影响出光效果。2、二极管阴极环为多环叠加而成，被两个大一些的不锈钢环压在一起固定在真空腔的屏蔽盖板上。闪光X光机出光时，要求阴极环的圆心要和屏蔽盖板的圆心同心，以保证阳极钨针能够和它们同心。由于没有工装工具，装配出来的同心度误差很大。3、屏蔽盖板往主机上安装时，由于位置较高质量较重，一个人无法完成装配。且装配的过程中无法精准的实现阴极圆心和阳极干圆心的对中。只能靠眼力观察二者是否在一条线上。4、二级管对中完成后，由于屏蔽盖板上有12颗M12的螺钉，在屏蔽盖板紧固过程中，如果紧固时某个螺钉受力不对称或不均匀就容易导致盖板和阴极环的圆心和与阳极钨的相对位置发生偏离，使前面的对中工作失效。

综上问题分析，在闪光X光机使用过程中，二极管状态差异较大，导致相同主机状态的X光机，出光时二极管电子分布不均而提前闭合，出光时剂量不稳定，达不到理想的效果，常常要做多次实验才能达到实验目的。

发明内容

本发明的目的是基于上述的现有技术难点，为了提高二极管装配的精度和一致性，设计一套二极管装配的工装套件，通过使用工装套件的方法，节约了装配时间，还保证了二极管状态的一致性。确保了实验能够一次成功，达到实验目的。

本发明采用如下技术方案：一种闪光X光机二极管对中工装，所述二极管包括真空腔体、阳极钨针、阴极环、屏蔽盖板和有机玻璃盖板，所述屏蔽盖板的中心设置有通孔，阴极环设置在屏蔽盖板内侧中心处、且阴极环的中心与阳极钨针相对应；用于安装阳极钨针的阳极杆座外形为圆锥形，所述阳极杆座的中心沿轴线方向设置为通孔，所述阳极钨针安装处外壁沿轴线方向裂开且外壁上设置有螺纹；用于安装阴极环的工装为T形柱体，T形柱体的一端设置有圆盘、另一端为圆形柱体、柱体和圆盘之间有个定位台阶，直径与屏蔽盖板的中心通孔内径相同，且T形为不锈钢材质；用于阳极钨针与阴极环对中的圆柱体工装，外表面为不锈钢、内部为透明有机玻璃，且柱体的中心沿轴线设置有通孔；所述屏蔽盖板的外侧圆周处设置有连接块，连接块通过螺钉与外壳连接。

在上述技术方案中，所述圆柱体工装柱体沿轴线设置的通孔直径与阳极钨针的外径一致。

在上述技术方案中，所述圆柱体工装柱体的外径与屏蔽盖板上中心的通孔内径相同、且与阴极环的内径相同。

在上述技术方案中，所述用于安装阴极环的T形柱体工装，圆形柱体的外径与阴极环内径相等，柱体下端的定位台阶外径与屏蔽盖板上中心的通孔内径相同；T型柱体的底部圆外径大于屏蔽盖板上有机玻璃盖板的圆直径，T型圆柱上部圆柱体外径与阴极环内径相同。T型柱体两面连接处有个与屏蔽盖板通孔直径相等的台阶。用于安装阴极环的工装为不锈钢材质，外形为T型圆柱体。柱体两个面的连接处有定位台阶。

一种闪光X光机二极管对中装配方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：安装阳极钨针，将阳极钨针插入阳极杆座中，计算出钨针端面与阴极面之间的距离，调节钨针在针座内插入的深度，通过一个螺母扭紧在阳极钨针安装处外壁的螺纹上，锁紧并固定阳极钨针；

步骤二：安装阴极环，将T型柱体形工装大圆面置于水平面上，再将屏蔽盖板内侧面向上套入工装上。二者通过工装底部的台阶与屏蔽盖板中心通孔紧配合保证了同心度。然后将阴极环套在工装柱体上，锁紧阴极环；

步骤三：取下步骤二中的T形柱体工装，将安装好阴极环的屏蔽盖安装在外壳主机上，换圆柱体工装再次插入屏蔽盖的中心位置，通过圆柱体工装内部透明有机玻璃观察阳极钨针与圆柱体工装的相对位置；

步骤四：调节屏蔽盖板外侧圆周处的连接块，使得屏蔽盖板相对于阳极钨针的位置进行微调，最终使得阳极钨针与圆柱体工装中心的通孔位置一一对应，然后锁紧连接块，固定屏蔽盖板的位置，并取出圆柱体工装。

在上述安装方法中，先通过屏蔽盖板上的12颗螺栓将屏蔽盖板轻微固定在主机上，由于蔽盖板外侧圆周处的三个连接块通过螺栓与主机也是连接在一起的，通过微调节三个连接块的相对位置，使得屏蔽盖板相对于阳极钨针进行移动，配合使用柱体对中工装，观察阳极钨针是否在工装的观察孔中心，确定中心后就锁紧连接块，在锁紧屏蔽盖上的螺栓，完成屏蔽盖的最后安装。

本发明中，阳极杆座使用了超深孔技术，在阳极钨针安装座上打了通孔，并在针坐前端设计可调开口螺纹紧固结构，所谓的可调开口螺纹紧固结构具体为：阳极钨针的固定处为柱形结构，该柱形结构中心沿轴线方向为通孔，柱形结构的端部沿轴线方向向四周裂开，但是在柱形结构的端部外表面设置有螺纹，当需要锁紧阳极钨针时，将阳极钨针插入柱形结构上的通孔内，然后用螺母扭紧，带动裂开的外壁向内锁紧。该结构可以使得阳极钨针可以随意调节使用长度，而不用像以前为了保证阳极钨针的使用长度而进行裁剪，且该结构可以使得阳极钨针两端都能使用。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

一是改进阳极钨针的安装结构，使得阳极钨针不需要与传统的方式一样进行裁剪，保证阳极钨针的完整性，且阳极钨针能正反两面使用，节约成本；

二是通过倒T型柱体工装可以使得阴极环与屏蔽盖板的中心很好的重合，精度高；

三是通过柱体对中工装可以很方便的观察阳极和阴极之间的相对位置。精确的控制了阳极和阴极的中心在一条直线上。

四是通过调节屏蔽盖板外的连接块可以保证在紧固屏蔽盖板时阳极钨针与阴极环的中心位置不会偏移，且一个人就能完成上述的所有调试安装工作，不再像传统的装配，需要多人配合还不能保证阴极与阳极的同心度，大大的提高了工作效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是闪光X光机二极管结构示意图；

图2是闪光X光二极管阳极杆座的工装图；

图3是闪光X光二极管多阴极环倒T型工装装配使用图；

图4是闪光X光二极管水平位置对中柱体工装图；

图5是屏蔽盖板微调结构示意图；

图6是闪光X光机二极管结构爆炸示意图；

其中：1是针座，2是阴极环，3是阳极钨针，4是有机玻璃盖板，5是屏蔽盖板，6是螺母，7是T形柱体工装，8是圆柱体、9是微调螺母、10、11是螺纹孔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1、图6所示为闪光机二极管机构示意图，二极管是由真空腔体、阳极钨针3、阴极环2、屏蔽盖板5等组成，阳极钨针3和阴极环2为产生X光的两个电极，屏蔽盖板5的中心设置有通孔，通孔上设置有机玻璃盖板4作为观察电极状态的窗口。

如图2所示为本发明的套件一X光二极管阳极杆座的工装图，本工装使用了超深孔技术，装配二极管阳极钨时钨不用裁剪，保证了钨针原有的硬度特征，确保了导电性能，且一根钨使用过后可以换个方向再利用一次，节约了实验成本。本工装在安装时，只需要将阳极钨针3插入针座1的中心通孔内，然后调整阳极钨针3长度，再用一个螺母6扭紧到针座1外表的螺纹上，通过螺纹之间的配合使得针座1前端向内锁紧，抱紧阳极钨针3，起到固定阳极钨针3的作用。

如图3所示本发明的套件二X光二极管多阴极环装配工装图，首先将T形柱体7插入到屏蔽盖板5的中心通孔内，T形柱体的圆盘卡在屏蔽盖板5上，然后将阴极环2套在T形柱体工装7上，因为柱体工装7的外径与屏蔽盖板5中心通孔的内径和阴极环2的内径相同，所以三者套在一起时能确保三者的轴心处于同轴上；然后利用屏蔽盖板5内侧上的不锈钢环将阴极环紧紧的压在屏蔽盖板5内侧。然后再将屏蔽盖安装到二极管外壳柱体上。

如图4所示为本发明的套件三X光二极管水平位置对中工装图，完成安装的阴极环2和阳极钨针3最后还需要进行圆心对中，即阳极钨针3的针尖必须和阴极环2的圆心保持在同轴线上；在本发明的圆柱体工装8上，中心处设置有一通孔，因为安装好的圆柱体工装8与阴极环2和屏蔽盖板5的中心是处于同轴心的，所以只要阳极钨针3能插入到圆柱体工装8的中心孔内，就可保证阴极环2与阳极钨针3的圆心对中了；为了方便调试安装，圆柱体工装8的内部采用透明的有机玻璃，调试人员可以通过玻璃轻易的观察到二极管内的情况，但是有机玻璃在安装过程中会与屏蔽盖板5摩擦产生玻璃屑，影响发光效果，所以柱体工装的表面采用不锈钢材料，避免玻璃屑的产生。

如图5所示，由于二级管屏蔽盖板既大又重，每次调节时需要两个人配合先将外壳通过螺纹孔10用螺钉固定，然后再通过螺纹孔11用螺钉将屏蔽盖板5固定在外壳上，阳极的中心对中在此情况下精确率就不会很高，工作效率也就低下。所以本发明在原来的屏蔽盖板5外侧的圆周处上设置三个连接块，每个连接块上设置有一个螺孔，通过螺孔上的微调螺母9可以调整屏蔽盖板5和主机壳体之间的相对位置，再配合图4中的圆柱体工装8的对心过程，操作者就可以一个人边调节三个螺栓边用圆柱体工装8调整二级管中心位置。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种闪光X光机二极管对中工装，所述二极管包括外壳、阳极钨针、阴极环、屏蔽盖板和有机玻璃盖板，所述屏蔽盖板的中心设置有通孔，阴极环设置在屏蔽盖板内侧中心处、且阴极环的中心与阳极钨针相对应；其特征为用于安装阳极钨针的阳极杆座外形为圆锥形，所述阳极杆座的中心沿轴线方向设置为通孔，阳极钨针安装处外壁沿轴线方向裂开且外壁上设置有螺纹；用于安装阴极环的工装为T形柱体工装，T形柱体工装的一端设置有圆盘、另一端为圆形柱体，且T形柱体工装为不锈钢材质；用于阳极钨针与阴极环对中的圆柱体工装，外表面为不锈钢、内部为透明有机玻璃，且柱体的中心沿轴线设置有通孔；所述屏蔽盖板的外侧圆周处设置有连接块，连接块通过螺钉与外壳连接，所述圆柱体工装柱体沿轴线设置的通孔直径与阳极钨针的外径一致，所述圆柱体工装柱体的外径与屏蔽盖板上中心的通孔内径相适应、且圆柱体靠近阴极环的一端直径小于阴极环的内径。

2.根据权利要求1所述的一种闪光X光机二极管对中工装，其特征为所述用于安装阴极环的T形柱体工装，圆形柱体的外径与多阴极环内径相适应，T形柱体工装靠近圆盘座面设置有与屏蔽盖板上中心的通孔内径相同的定位台。

3.一种用于如权利要求1所述的一种闪光X光机二极管对中工装的装配方法，包括以下步骤，其特征为：

步骤一：安装阳极钨针，将阳极钨针插入阳极杆座中，通过一个螺母扭紧在阳极钨针安装处外壁的螺纹上，锁紧并固定阳极钨针；

步骤二：安装阴极环，将T形柱体工装插入屏蔽盖板的中心位置，然后将阴极环套在所述T形柱体工装的圆形柱体上，然后用屏蔽盖板上的锁紧装置锁紧阴极环；

步骤三：取下步骤二中的T形柱体工装，将安装好阴极环的屏蔽盖板安装在外壳主机上，换圆柱体工装再次插入屏蔽盖板的中心位置，通过圆柱体工装内部透明有机玻璃观察阳极钨针与圆柱体工装的相对位置；

步骤四：调节屏蔽盖板外侧圆周处的连接块，使得屏蔽盖板相对于阳极钨针的位置进行微调，最终使得阳极钨针与圆柱体工装中心的通孔位置一一对应，然后锁紧连接块，固定屏蔽盖板的位置，并取出圆柱体工装。

4.根据权利要求3所述一种用于如权利要求1所述的一种闪光X光机二极管对中工装的装配方法，其特征为所述步骤四中的微调是通过调节屏蔽盖板外侧连接块的位置实现。