CN109979638A - 真空换靶机构 - Google Patents

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Abstract

本发明属受控核聚变杂质注入领域，具体涉及一种真空换靶机构。一种真空换靶机构，包括靶片真空室，在靶片真空室内设置靶片，该靶片设置在滑杆上，并且靶片可以绕滑杆转动，在真空室外壁设置动密封及其驱动手柄，并且动密封及其驱动手柄可以带动靶片绕滑杆转动。本发明的显著效果是：可在不打开真空室的条件下快速更换真空室中的靶片，节省大量换靶时间，大大提高实验效率或真空设备的利用率。

Description

真空换靶机构
技术领域
本发明属受控核聚变杂质注入领域，具体涉及一种真空换靶机构。
背景技术
在受控核聚变研究中，激光吹气是研究等离子体中离子输运的重要方法。随着激光吹气系统技术的进步，多脉冲激光吹气系统使用越来越广泛。在等离子体杂质注入实验中，多脉冲激光吹气系统可在一次等离子体放电中多次注入杂质脉冲，靶片的消耗量较大。另外，在托卡马克装置上，窗口和真空管道的大小有限，不可能将靶片的面积做得太大，导致一张靶片的使用次数非常有限。所以使用多脉冲激光吹气系统开展杂质注入实验时，靶片消耗量大，需要经常更换靶片。更换靶片时，需要先切断靶片真空室与托卡马克装置的真空室的联接管道，然后打开靶片真空室，更换靶片，再关闭靶片真空室，用抽气机组抽气，直到靶片真空室的真空度与托卡马克装置的真空度大致相等后，才能联通靶片真空室和托卡马克装置真空室的联接管道。这是当前更换靶片的流程，整个过程需要一天时间。显然，这种靶片更换方式要耗费大量的人工成本，特别是会浪费大量宝贵的实验时间，降低了实验效率。为了克服上述问题，有必要设计一种在不打开真空室的条件下，可通过真空室外的操作手柄更换靶片的机构。
发明内容
本申请针对现有技术的缺陷，提供一种真空换靶机构。
本申请是这样实现的：一种真空换靶机构，包括靶片真空室，在靶片真空室内设置靶片，该靶片设置在滑杆上，并且靶片可以绕滑杆转动，在真空室外壁设置动密封及其驱动手柄，并且动密封及其驱动手柄可以带动靶片绕滑杆转动。
如上所述的一种真空换靶机构，其中，在真空室内设置工作位定位台，工作位定位台指示的位置设置工作位靶片夹，在工作位靶片夹的两侧分别是设置备用位靶片夹和回收位靶片夹。
如上所述的一种真空换靶机构，其中，真空室还包括备用位定位杆，该备用位定位杆用于指示工作位靶片夹的位置。
如上所述的一种真空换靶机构，其中，所述的滑杆通过直线轴承固定在真空室的侧壁上。
如上所述的一种真空换靶机构，其中，动密封及其驱动手柄通过设置在真空室侧壁上的驱动螺杆驱动靶片。
如上所述的一种真空换靶机构，其中，真空室还包括抽气口和激光入射窗口，其中激光入射窗口的位置与工作位靶片夹的位置对应。
如上所述的一种真空换靶机构，其中，所述的靶片有若干个，动密封及其驱动手柄每次只驱动一个靶片。
本发明的显著效果是：可在不打开真空室的条件下快速更换真空室中的靶片，节省大量换靶时间，大大提高实验效率或真空设备的利用率。
附图说明
图1是真空换靶机构示意图，所有靶片夹位于备用位。
图2是真空换靶机构示意图，第一个靶片夹位于工作位，其余九个位于备用位。
图3真空换靶机构示意图，第一个靶片夹位于回收位，第二个靶片夹位于工作位，其余八个位于备用位。
图4真空换靶机构示意图，所有靶片夹位于回收位。
其中：1.1.备用位靶片夹、1.2.工作位靶片夹、1.3.回收位靶片夹； 2.动密封及其驱动手柄；3.滑杆；4.直线轴承；5.工作位定位台；6.驱动螺杆；7.备用位定位杆；8.靶片真空室；9.抽气口、10.激光入射窗口、11.靶片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明做进一步的说明。
1、真空换靶机构的结构
图1至4所示为真空换靶机构处于不同工作状态的示意图。真空换靶机构由靶片夹(1.1、1.2、1.3)、动密封及其驱动手柄(2)、滑杆(3)、直线轴承(4)、工作位定位台(5)、驱动螺杆(6)、备用位定位杆(7)、靶片真空室(8)、靶片(11)等构成。
2、靶片的安装。
如图1所示，先打开真空室(8)，将10张靶片(11)安装在靶片夹(1)上，转动动密封驱动手柄(2)，使所有靶片夹位于备用位，然后封闭真空室(8)，抽真空。真空度达到要求的值后，真空换靶机构就达到了工作条件。
3、换靶
如图1所示，所有靶片夹(1)位于备用位。转动动密封驱动手柄(2)，驱动螺杆(6)随之转动，推动直线轴承(4)、靶片夹(1) 沿着滑杆(3)向前移动。当第一个靶片夹(1)后边沿超过备用位定位杆(7)端面时，第一个靶片夹(1)在重力作用下下降到工作位定位台(5)上。上述操作过程就将第一张靶片定位到了工作位。完成该过程后各个靶片夹的位置关系如图2所示。
当第一张靶片用完以后，就需要更换新靶片。如图2所示，转动动密封驱动手柄(2)，驱动螺杆(6)随之转动，推动直线轴承(4)、备用位靶片夹(1.1)、工作位靶片夹(1.2)沿着滑杆(3)向前移动。当第二个靶片夹(1.1)后边沿超过备用位定位杆(7)端面时，第二个靶片夹(1.1)在重力作用下下降到工作定位台(5)上。同时工作位的靶片夹(1.2)也会在驱动螺杆(6)驱动下向前移动，当工作位的靶片夹(1.2)后边沿超过工作定位台(5)端面时，靶片夹(1.2) 在重力作用下下降到回收位。上述操作过程将第二张靶片(1.2)定位到了工作位，同时将第一张靶片移动到回收位。完成该过程后各个靶片夹的位置关系如图3所示。
重复上述过程可以依次将10个备用位靶片夹(1.1)移动到工作位，并同时将使用完毕的靶片夹移动到回收位。10个靶片夹全部移动到回收位后，各部件之间的位置关系如图4所示。这样就完成了10次靶片更换。如有需要可设计更多的靶片，增加可换靶的次数。

Claims (7)

1.一种真空换靶机构，其特征在于：包括靶片真空室(8)，在靶片真空室(8)内设置靶片(11)，该靶片(11)设置在滑杆(3)上，并且靶片可以绕滑杆(3)转动，在真空室(8)外壁设置动密封及其驱动手柄(2)，并且动密封及其驱动手柄(2)可以带动靶片(11)绕滑杆(3)转动。
2.如权利要求1所述的一种真空换靶机构，其特征在于：在真空室(8)内设置工作位定位台(5)，工作位定位台(5)指示的位置设置工作位靶片夹(1.2)，在工作位靶片夹(1.2)的两侧分别是设置备用位靶片夹(1.1)和回收位靶片夹(1.3)。
3.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：真空室(8)还包括备用位定位杆(7)，该备用位定位杆(7)用于指示工作位靶片夹(1.2)的位置。
4.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：所述的滑杆(3)通过直线轴承(4)固定在真空室(8)的侧壁上。
5.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：动密封及其驱动手柄(2)通过设置在真空室(8)侧壁上的驱动螺杆(6)驱动靶片(11)。
6.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：真空室(8)还包括抽气口(9)和激光入射窗口(10)，其中激光入射窗口(10)的位置与工作位靶片夹(1.2)的位置对应。
7.如权利要求1或2所述的一种真空换靶机构，其特征在于：所述的靶片(11)有若干个，动密封及其驱动手柄(2)每次只驱动一个靶片(11)。
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