CN107703166B - 一种用于中子静高压实验的密封腔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于中子静高压实验的密封腔，所述密封腔的密封腔盖包括密封腔顶板、波纹管和上法兰口，密封腔顶板和上法兰口分别与波纹管的上下端连接，上法兰口为密封腔盖的开口端，密封腔顶板为密封腔盖的封闭端；密封腔底包括下法兰口、中子窗、密封腔定位孔和高压腔卡口；下法兰口处于密封腔底上端开口处，中子窗口位于下法兰口下方，密封腔定位孔位于密封腔底的底部中心处，高压腔卡口位于密封腔底的底部。

Description

一种用于中子静高压实验的密封腔
技术领域
本发明涉及中子静高压衍射实验技术领域，特别是涉及一种中子静高压实验的密封腔。
背景技术
物质在高压状态下其内部的原子间距以及原子壳层状态会发生改变，同时原子间电荷也会重新分布，最终发生结构相变和物性变化，形成新的物质或出现新的物理现象，所以高压科学被视为在未来最有可能取得重大科学突破的研究领域。高压实验中，一般的样品对环境和人员都比较友好，但是对于具有放射性、或者产生有毒气溶胶以及挥发成有毒气体的高压样品，这些有毒有害物质的泄漏，势必对环境和实验人员造成严重危害。虽然在压力加载下，采用封垫和压砧的组合密封对样品具有密封作用，如果实验过程中发生封垫或压砧发生破裂，有毒有害物质便会泄漏，而并且这中密封方式在整个未加压力情况下高压腔转运过程中也不能起到密封作用；另外，由于高压实验过程中，压机会对高压腔进行压缩，以便对样品施加预期的压力，对于一般的密封腔，压机可能的压头移动过程中，会将密封腔压坏，所以需要设计一种在高压压缩过程中不被压坏的密封腔，确保有害物质始终处于密封状态，而目前还未见关于此种密封腔的报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于中子静高压实验的密封腔，在高压实验过程中始终确保样品处于密封状态，防止在做具有放射性、或者产生有毒气溶胶以及挥发有毒气体的中子静高压实验时可能发生的泄漏，对环境和人员有效的保护。
本发明所采用的技术方案是：密封腔包括密封腔盖、密封垫圈、卡箍和密封腔底。密封腔盖为圆柱形，内部为圆筒状，包括密封腔顶板、波纹管和上法兰口，密封腔顶板和上法兰口均为不锈钢，密封腔顶板和上法兰口分别焊接在波纹管的上下端，上法兰口为密封腔盖的开口端，密封腔顶板为密封腔盖的封闭端；密封腔底为没有中子衍射峰的钛锆合金一段开口整体件，且为圆柱形，内部为圆筒状，包括下法兰口、中子窗、密封腔定位孔和高压腔卡口；下法兰口处于密封腔底上端开口处，中子窗口位于下法兰口下方，为圆环状，且厚度比整个密封腔底其它部位更薄，密封腔定位孔位于密封腔底的底部中心处，高压腔卡口位于密封腔底的内底部；密封垫圈为圆环状的橡胶件，位于上法兰口和下法兰口之间；卡箍为尺寸改变后的KF法兰卡箍；上法兰口和下法兰口光面光滑，对称分布；所述的密封腔定位孔为圆孔，其圆心处于密封腔底的圆心；高压腔卡口为圆形，其圆心处于密封腔底的圆心。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1．采用法兰、密封垫圈和卡箍密封方式，且波纹管与上法兰口和密封腔顶盖采用焊接方式，具有组装快速方便，对具有放射性、或者产生有毒气溶胶以及挥发有毒气体的样品密封性好，在整个实验过程中对环境和人员有效的保护。
2．本发明中的密封腔盖设计包括一段波纹管，在高压实验中，随着压机的压缩，波纹管被压缩，同时压缩装在密封腔中的高压腔，实现样品处的高压加载，同时在实验完成卸载压力后，波纹管可恢复到原始长度，使得本发明的密封腔可以重复使用。
3．本发明中处于中子束流照射中的密封腔底采用钛锆合金，设计了较薄的中子窗口，减少干扰信号以及中子的损失，顶部还设计了定位孔，便于整个密封腔的快速定位，内部设计了高压腔卡口，便于高压腔的固定。
本发明具有操作方便、可重复利用、快速定位以及气密性好的特点。可以实现具有放射性、或者产生有毒气溶胶以及挥发有毒气体样品的中子静高压实验。
附图说明
图1为本发明的中子静高压实验密封腔示意图；
图中，1.密封腔盖 2.密封垫圈 3.卡箍 4.密封腔底 11.密封腔顶板 12.波纹管13.上法兰口 41.下法兰口 42.中子窗 43.密封腔定位孔 44.高压腔卡口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明的中子静高压实验密封腔示意图。图中所示，本发明的中子静高压实验密封腔包括密封腔盖1、密封垫圈2、卡箍3和密封腔底4。密封腔盖1为圆柱形，内部为圆筒状，包括密封腔顶板11、波纹管12和上法兰口13，密封腔顶板11和上法兰口13均为不锈钢，密封腔顶板11和上法兰口13分别焊接在波纹管12的上下端，上法兰口13为密封腔盖1的开口端，密封腔顶板11为密封腔盖1的封闭端；密封腔底4为没有中子衍射峰的钛锆合金一段开口整体件，且为圆柱形，内部为圆筒状，包括下法兰口41、中子窗42、密封腔定位孔43和高压腔卡口44设计；下法兰口41处于密封腔底4上端开口处，中子窗口位于下法兰口41下方，为圆环状，且厚度比整个密封腔底4其它部位更薄，密封腔定位孔43位于密封腔底4的底部中心处，高压腔卡口44位于密封腔底4的内底部；密封垫圈2为圆环状的橡胶件，位于上法兰口13和下法兰口41之间；卡箍3为尺寸改变后的KF法兰卡箍；上法兰口13和下法兰口41光面光滑，对称分布；所述的密封腔定位孔43为圆孔，其圆心处于密封腔底4的圆心；高压腔卡口44为圆形，其圆心处于密封腔底4的圆心。
具体实施方式是将装有放射性或者产生有毒气溶胶以及挥发有毒气体的样品的高压腔、密封腔所有部件均置于专用手套箱中，将装有样品的高压腔置于密封腔底4中，高压腔上表面与密封腔顶板11内表面贴合在一起，且卡在高压腔卡口44内，使其不能移动，安装密封垫圈2下法兰口41上，盖上密封腔盖1，使得上法兰口13和下法兰口41对齐，拧紧卡箍3的螺丝将上法兰口13和下法兰口41箍住，将整个装有高压腔的密封腔从专用手套箱中取出，置于压机中即可进行高压实验。实验完成后，在手套箱中按照上述相反顺序进行拆装。

Claims (3)

1.一种用于静高压中子衍射的密封腔，其特征在于：所述密封腔包括密封腔盖(1)、密封垫圈(2)、卡箍(3)和密封腔底(4)；密封腔盖(1)包括密封腔顶板(11)、波纹管(12)和上法兰口(13)，密封腔顶板(11)和上法兰口(13)分别与波纹管(12)的上下端连接，上法兰口(13)为密封腔盖(1)的开口端，密封腔顶板(11)为密封腔盖(1)的封闭端；密封腔底(4)包括下法兰口(41)、中子窗(42)、密封腔定位孔(43)和高压腔卡口(44)；下法兰口(41)处于密封腔底(4)上端开口处，中子窗口位于下法兰口(41)下方，密封腔定位孔(43)位于密封腔底(4)的底部中心处，高压腔卡口(44)位于密封腔底(4)的底部，所述的密封垫圈(2)为圆形橡胶件，位于上法兰口(13)和下法兰口(41)之间。
2.根据权利要求1所述的用于静高压中子衍射的密封腔，其特征在于：所述的密封腔底(4)为钛锆合金材料。
3.根据权利要求1所述的用于静高压中子衍射的密封腔，其特征在于：密封腔顶板(11)和上法兰口(13)均为不锈钢材料。
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