CN105405472A - 关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构 - Google Patents

关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构 Download PDF

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Abstract

关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，本发明涉及屏蔽罩的开启机构，本发明为了解决冷冻靶打靶过程中需要的必须在有限空间内将屏蔽罩快速开启暴露问题，它包括驱动组件，驱动组件包括真空减速电机、联轴器、固定壳体、蜗杆和两个蜗轮，其特征在于：它还包括两个二级关节摆臂，每个二级关节摆臂包括屏蔽罩、绝热臂和两个驱动臂，屏蔽罩包括外屏蔽罩和内屏蔽罩，每个蜗轮上插装有一个转轴，绝热臂包括横臂和两个侧壁，每个侧壁的一端均与横臂的一端固定连接，内屏蔽罩设置在外屏蔽罩内，每个内屏蔽罩和外屏蔽罩均固定安装在一个绝热臂的横臂上，本发明用于惯性约束聚变领域。

Description

关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构
技术领域
本发明涉及屏蔽罩的开启机构，具体涉及关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构。
背景技术
惯性约束聚变是实现可控热核聚变的有效途径，是解决人类面临的能源问题的有效途径，也是当前发达国家争相占领的科技战略制高点，具有重大的现实意义。同时，实现其目标的相关基础研究和技术可创造某些科学实验所需的极端物理条件，在国防科技工业中也有重要的应用。相比于常规靶，冷冻靶聚变产生的中子数有明显增加，是最有希望率先实现聚变的靶型。冷冻靶需要保持18K以下超低温以保证靶处于冷冻状态，为了稳定保持低温，在打靶前采用屏蔽罩对靶进行保护并维持温度恒定，在打靶瞬间实现靶的快速暴露以减小温度波动，而且屏蔽罩的开启必须在有限空间内完成。现有的常规开启机构工作空间大，操作不方便，难以满足实际打靶需求。为了解决冷冻靶打靶过程中需要的必须在有限空间内快速开启暴露问题，
发明内容
本发明为了解决冷冻靶打靶过程中需要的必须在有限空间内将屏蔽罩快速开启暴露问题，进而提供关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：它包括驱动组件，驱动组件包括真空减速电机、联轴器、固定壳体、蜗杆和两个蜗轮，它还包括两个二级关节摆臂，每个二级关节摆臂包括屏蔽罩、绝热臂和两个驱动臂，屏蔽罩包括外屏蔽罩和内屏蔽罩，每个蜗轮上插装有一个转轴，绝热臂包括横臂和两个侧壁，每个侧壁的一端均与横臂的一端固定连接，内屏蔽罩设置在外屏蔽罩内，每个内屏蔽罩和外屏蔽罩均固定安装在一个绝热臂的横臂上，每个绝热臂的侧壁上分别设有两个驱动臂，且每个驱动臂的一端与绝热臂上侧壁的另一端通过销轴转动连接，机座的外侧壁上设有一个固定壳体，固定壳体和机座的外侧壁之间设有两个蜗轮，两个蜗轮之间设有一个蜗杆，且蜗杆和两个蜗轮啮合，每个蜗轮上转轴的两端分别安装在机座的外侧壁和固定壳体上，真空减速电机的输出轴的输出端与联轴器的一端固定连接，联轴器的另一端与蜗杆的一端固定连接，每个真空减速电机的壳体固定安装在机座上，低温屏安装在机座的冷屏上，两个屏蔽罩相对扣合在低温屏的外部，每个绝热臂上的两个驱动臂相对设置在机座的两侧，且每个绝热臂上一个驱动臂的另一端与固定壳体上一个蜗轮的转轴固定连接，每个绝热臂上另一个驱动臂的另一端与机座转动连接。
本发明的有益效果是：本发明利用屏蔽罩的外屏蔽罩6和内屏蔽罩7在打靶前实现温度稳定控制，利用二级关节摆臂结构完成热屏蔽罩的快速开启，打靶瞬间快速开启实现靶暴露，满足了真空靶室中工作空间有限的环境要求，该机构所有零部件均安装于机座12上，可以方便快捷的整体安装或移植到制冷系统或其它系统之上，简化与制冷系统的接口关系，本发明实现了冷冻靶的温度控制和小空间屏蔽罩快速开启的目标，具有较高的应用价值。本发明可以通过对开启机构的不同设计，使屏蔽罩按照不同的姿态进行摆动，既可以使屏蔽罩结合面与低温屏轴线始终平行进行运动，也可以在开启过程中由平行状态运动至有相应夹角的状态，以满足不同的限定空间要求，二级关节摆臂以相同或不同的姿态或速度进行运动，实现限定区域内的屏蔽罩开合，二级摆臂与蜗轮之间的相对转动是根据空间要求进行预设的，因此屏蔽罩的打开是按照预设的轨迹和角度进行的，这样可以保证本机构占据较小的空间并具有较小的转动惯量，本发明用整体化结构安装或移植到其它机构上，具有安装、拆卸、调试简便的优点。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图，图2是本发明中两个屏蔽罩闭合在一起时关闭状态时的结构简图，图3是本发明中两个屏蔽罩完全开始时开启状态时的结构简图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，它包括驱动组件，驱动组件包括真空减速电机1、联轴器2、固定壳体3、蜗杆9和两个蜗轮5，它还包括两个二级关节摆臂，每个二级关节摆臂包括屏蔽罩、绝热臂10和两个驱动臂11，屏蔽罩包括外屏蔽罩6和内屏蔽罩7，每个蜗轮5上插装有一个转轴A，绝热臂10包括横臂和两个侧壁，每个侧壁的一端均与横臂的一端固定连接，内屏蔽罩7设置在外屏蔽罩6内，每个内屏蔽罩7和外屏蔽罩6均固定安装在一个绝热臂10的横臂上，每个绝热臂10的侧壁上分别设有两个驱动臂11，且每个驱动臂11的一端与绝热臂10上侧壁的另一端通过销轴B转动连接，机座12的外侧壁上设有一个固定壳体3，固定壳体3和机座12的外侧壁之间设有两个蜗轮5，两个蜗轮5之间设有一个蜗杆9，且蜗杆9和两个蜗轮5啮合，每个蜗轮5上转轴A的两端分别安装在机座12的外侧壁和固定壳体3上，真空减速电机1的输出轴的输出端与联轴器2的一端固定连接，联轴器2的另一端与蜗杆9的一端固定连接，每个真空减速电机1的壳体固定安装在机座12上，低温屏8安装在机座12的冷屏上，两个屏蔽罩相对扣合在低温屏8的外部，每个绝热臂10上的两个驱动臂11相对设置在机座12的两侧，且每个绝热臂10上一个驱动臂11的另一端与固定壳体3上一个蜗轮5的转轴A固定连接，每个绝热臂10上另一个驱动臂11的另一端与机座12转动连接。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，它还包括接近传感器4，接近传感器4固定安装在固定壳体3的外壳体上。通过每个接近传感器4检测驱动臂11，当驱动臂11靠向接近传感器4时通过接近传感器4来设定和检测开罩状态的，当屏蔽开启到位后需要复位到零位，然后再合并，当达到设定值时，接近传感器4向外部的控制系统发指令使真空减速电机1停止转动，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，所述内屏蔽罩7是由高导热系数材料制成的内屏蔽罩7，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，所述位于同一绝热臂10上的内屏蔽罩7和外屏蔽罩6之间留有间隙。内屏蔽罩7的内表面和外表面均做镜面抛光处理，外屏蔽罩6的内表面和外表面均做镜面抛光处理，因此极大减少了辐射损失。通过上述技术措施，可以为内屏蔽罩7的腔内空间提供冷环境，从而实现对靶的温度控制，其它与具体实施方式一或三相同。
工作原理
本发明工作时打靶之前，两个屏蔽罩均处于抱合状态，使每个内层屏蔽罩7与低温屏8紧密接触，低温屏8接受制冷机的冷量，并传导至内层屏蔽罩7，外层屏蔽罩6通过绝热臂10与内层屏蔽罩7相连并保持一定的距离，保证内层屏蔽罩7的冷量尽量少的传导或辐射到外部环境，从而保证内屏蔽罩内部的空间为冷环境。
由于外层屏蔽罩6和内层屏蔽罩7均安装在绝热臂10上，绝热臂分别与两个驱动臂11固定连接，每个驱动臂11与一个蜗轮5的转轴连接，蜗杆9通过联轴器2与电机1相连，蜗杆9与两个蜗轮啮合。电机1转动时通过联轴器2带动蜗杆9同步转动，从而驱动两个蜗轮5带动两个驱动臂11摆动，驱动臂11通过内部机构同时驱动绝热臂10带动两个屏蔽罩按一定规律做开合运动，每个绝热臂10上的侧壁绕驱动臂11转动，两个蜗轮5带动两个驱动臂11呈180°时所占用的空间最大，继续驱动两个驱动臂11分别运动，直到两个屏蔽罩可以相对扣合在一起，而且本发明也可同时对两个屏蔽罩快速开启，从而实现屏蔽罩开合运动，进而达到本发明的目的。

Claims (4)

1.关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，它包括驱动组件，驱动组件包括真空减速电机(1)、联轴器(2)、固定壳体(3)、蜗杆(9)和两个蜗轮(5)，其特征在于：它还包括两个二级关节摆臂，每个二级关节摆臂包括屏蔽罩、绝热臂(10)和两个驱动臂(11)，屏蔽罩包括外屏蔽罩(6)和内屏蔽罩(7)，每个蜗轮(5)上插装有一个转轴(A)，绝热臂(10)包括横臂和两个侧壁，每个侧壁的一端均与横臂的一端固定连接，内屏蔽罩(7)设置在外屏蔽罩(6)内，每个内屏蔽罩(7)和外屏蔽罩(6)均固定安装在一个绝热臂(10)的横臂上，每个绝热臂(10)的侧壁上分别设有两个驱动臂(11)，且每个驱动臂(11)的一端与绝热臂(10)上侧壁的另一端通过销轴(B)转动连接，机座(12)的外侧壁上设有一个固定壳体(3)，固定壳体(3)和机座(12)的外侧壁之间设有两个蜗轮(5)，两个蜗轮(5)之间设有一个蜗杆(9)，且蜗杆(9)和两个蜗轮(5)啮合，每个蜗轮(5)上转轴(A)的两端分别安装在机座(12)的外侧壁和固定壳体(3)上，真空减速电机(1)的输出轴的输出端与联轴器(2)的一端固定连接，联轴器(2)的另一端与蜗杆(9)的一端固定连接，每个真空减速电机(1)的壳体固定安装在机座(12)上，低温屏(8)安装在机座(12)的冷屏上，两个屏蔽罩相对扣合在低温屏(8)的外部，每个绝热臂(10)上的两个驱动臂(11)相对设置在机座(12)的两侧，且每个绝热臂(10)上一个驱动臂(11)的另一端与固定壳体(3)上一个蜗轮(5)的转轴(A)固定连接，每个绝热臂(10)上另一个驱动臂(11)的另一端与机座(12)转动连接。
2.根据权利要求1所述关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，其特征在于：它还包括接近传感器(4)，接近传感器(4)固定安装在固定壳体(3)的外壳体上。
3.根据权利要求1所述关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，其特征在于：所述内屏蔽罩(7)是由高导热系数材料制成的内屏蔽罩。
4.根据权利要求1或3所述关节式冷冻靶热辐射屏蔽罩开启机构，其特征在于：所述位于同一绝热臂(10)上的内屏蔽罩(7)和外屏蔽罩(6)之间留有间隙。
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