CN112975807B - 一种加速器主开关专用检修工具及其在受限空间中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及专用机械装置技术领域，公开了一种加速器主开关专用检修工具，包括盘状座体，座体底面中心设有插接头，插接头可与主开关中电极的紧固件拆卸连接；座体顶面中心转动连接间歇运动机构，间歇运动机构的顶面固接盖板，盖板上设有驱动盖板转动的驱动组件，座体和盖板之间设有可配合间歇运动机构将盖板单向的转动传递给座体的辅助机构，驱动组件包括摇杆且摇杆包含外扩段，外扩段可以避开盖板正上方的障碍物，保证了检修工具可以在受限空间中正常工作，外扩段围绕竖直段转动，增大旋转时的力臂，主开关的检修拆卸操作十分方便，因为避开了电极也不会造成电极划伤，填补了业内的技术空白，具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

Description

一种加速器主开关专用检修工具及其在受限空间中的应用

技术领域

直线感应加速器是一种积木式结构的强流脉冲加速器，在科研、国防及国民经济领域都有广泛而重要的应用。在直线感应加速器中，为了实现复杂的功率调制，同时保证产生的束流脉冲和多次局部加速的电压脉冲可靠精确的同步，需要使用大量的性能优良的高功率、低抖动主开关。对每个主开关的要求是：功率高达10¹⁰W量级，工作电压为200～400kV,时间抖动为1～2ns，转换速度优于10kV/ns，同时要求稳定可靠动作上万次。开关系统的同步性是直线感应加速器研究的关键技术之一，也是难点之一，它对加速器的主要性能指标如束流强度、能散度、发射度以及束流有效输运等都有极其敏感的影响。

在直线感应加速器的研制和运行过程中，开关及其系统的同步性和稳定性，始终是一个值得高度重视的关键技术，它关系到实验的成败。同轴Blumlein脉冲发生装置按照功能划分，可分为输入段、主开关、传输线、输出段等部分,主开关放在Blumlein脉冲形成装置的中筒-外筒之间，是装置的关键精密部件，其结构紧凑，电极加工精度、安装精度及洁净度要求高。高压开关工作时要求足够小的误触发概率、足够大可控触发概率及最小的抖动时间。

为了装置的可靠运行，在试验的间隙需要不定期地对大量的主开关进行检修，可是由于主开关结构紧凑，可用于观察和操作的空间十分狭小，拆装主开关电极时，若使用传统直柄扳手，即使卡入螺钉时操作很小心，由于回转角度小、松紧力不够，也容易造成电极拆装困难，如果扳手使力不当，还会发生滑脱，极易划伤电极，而电极一旦被划伤，就会在实验中发生异常放电，不能满足精密实验的要求。

目前在实际操作过程中，就经常因为划伤而不得不拆下电极，经打磨后再重新安装，倘若划伤严重，还必须更换新的电极进行安装，不仅造成电极的极大浪费，更会因此拖慢效率、延误工期。

另外，直线加速器和主开关的工作过程对环境洁净度要求也极其严苛，因为一旦带入杂质颗粒，可能导致高压击穿，造成实验失败，甚至造成设备损毁，而常规棘轮扳手的换向机构设置在外侧壁，在调整时可能因摩擦、刮擦等导致微小颗粒进入主开关电极内。

因此，专用机械装置技术领域亟需一种可在受限空间中正常工作、且操作方便、也不会造成电极划伤或影响主开关内洁净度的加速器主开关检修工具。

发明内容

本发明填补了现有技术的空白，提供一种可在受限空间中正常工作、且操作方便、也不会造成电极划伤或影响主开关内洁净度的加速器主开关检修工具。

本发明通过下述技术方案实现：

一种加速器主开关专用检修工具，包括盘状座体，所述座体的底面中心设有插接头，所述插接头可与主开关中电极的紧固件拆卸连接；所述座体的顶面中心转动连接间歇运动机构，所述间歇运动机构的顶面固接盖板，所述盖板上设有驱动盖板转动的驱动组件，所述座体和盖板之间设有可配合间歇运动机构将盖板单向的转动传递给座体的辅助机构；所述驱动组件包括摇杆，所述摇杆包括与盖板固接的外扩段，所述外扩段呈弯折状或弯弧状，且沿盖板径向先离心延伸再向心延伸，所述外扩段远离盖板的一端设有与间歇运动机构同轴的竖直段。

进一步的，所述间歇运动机构包括与座体中心转动连接的棘轮，所述棘轮的外缘圆周均布多个棘齿，所述棘轮外侧设有与座体转动连接的卡爪，所述卡爪两端分别设置勾形的第一卡齿和第二卡齿，所述第一卡齿与第二卡齿的卡勾朝向相对。

进一步的，所述辅助机构包括位于座体边缘位置的拨轮，所述拨轮与座体和/或盖板形成转动连接，所述拨轮内侧壁对应第一卡齿的位置设有第一簧片，所述拨轮内侧壁对应第二卡齿的位置设有第二簧片，所述第一簧片可将第一卡齿压向棘轮卡入棘齿同时使第二卡齿远离棘轮，所述第二簧片可将第二卡齿压向棘轮卡入棘齿同时使第一卡齿远离棘轮。

进一步的，所述辅助机构还包括换向组件，所述换向组件包括与卡爪相对设置的伸缩销，所述伸缩销的销坐与座体固接，所述伸缩销的销头可被销坐中的弹性元件推向拨轮内侧壁，所述拨轮内侧壁设有容纳销头的第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔位于第一簧片抵压第一卡齿时拨轮对应伸缩销的位置，所述第二定位孔位于第二簧片抵压第二卡齿时拨轮对应伸缩销的位置。

进一步的，所述摇杆竖直段的外围套设手柄，所述手柄呈管状且与摇杆竖直段构成转动连接。

进一步的，所述手柄内侧壁与摇杆外侧壁之间设有两组第三轴承。

进一步的，所述插接头为一字头或十字头或棱柱头或具有棱柱空腔的套筒；或，所述插接头为可替换式。

进一步的，所述棘轮与座体转动连接的位置设有第一轴承；和/或，所述卡爪与座体转动连接的位置设有第二轴承。

进一步的，所述棘齿离心一端的两侧分别设有周向延伸的凸起，所述凸起与棘齿侧壁和棘轮侧面构成限制第一卡齿或第二卡齿的容纳腔。

本发明还提供一种前述加速器主开关专用检修工具在受限空间中的应用

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明包括盘状座体，座体的底面中心设有插接头，插接头可与主开关中电极的紧固件拆卸连接；座体的顶面中心转动连接间歇运动机构，间歇运动机构的顶面固接盖板，盖板上设有驱动盖板转动的驱动组件，座体和盖板之间设有可配合间歇运动机构将盖板单向的转动传递给座体的辅助机构，驱动组件包括摇杆且摇杆包含外扩段，外扩段可以避开盖板正上方的障碍物，从而保证了检修工具可以在受限空间中正常工作，外扩段围绕竖直段转动，增大旋转时的力臂，主开关的检修拆卸操作十分方便并降低了，因为避开了电极自然也就不会造成电极划伤，填补了业内的技术空白，具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明整体结构立体示意图；

图2为本发明整体结构的正视图；

图3为本发明图2的A-A剖视图；

图4为本发明图3的B-B剖视图；

图5为本发明第一卡齿、第一簧片和第一定位孔启用时的工作状态图；

图6为本发明第二卡齿、第二簧片和第二定位孔启用时的工作状态图；

图7为本发明应用环境整体示意图；

图8为本发明应用环境局部示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-座体，2-棘轮，21-棘齿，3-卡爪，31-第一卡齿，32-第二卡齿，41-第一簧片，42-第二簧片，5-换向组件，51-拨轮，52-伸缩销，53-第一定位孔，54-第二定位孔，6-盖板，7-驱动组件，71-摇杆，72-手柄，73-保护套，8-插接头，91-第一轴承，92-第二轴承，93-第三轴承。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如说明书附图1～8所示，一种加速器主开关专用检修工具，包括盘状座体1，座体1的底面中心设有插接头8，插接头8可与主开关中电极的紧固件拆卸连接；座体1的顶面中心转动连接间歇运动机构，间歇运动机构的顶面固接盖板6，盖板6上设有驱动盖板6转动的驱动组件7，座体1和盖板6之间设有可配合间歇运动机构将盖板6单向的转动传递给座体1的辅助机构；驱动组件7包括摇杆71，摇杆71包括与盖板6固接的外扩段，外扩段呈弯折状或弯弧状，且沿盖板6径向先离心延伸再向心延伸，外扩段远离盖板6的一端设有与间歇运动机构同轴的竖直段。

结合说明书附图7和8所示，驱动组件包括摇杆且摇杆包含外扩段，外扩段可以避开盖板正上方的障碍物，从而保证了检修工具可以在受限空间中正常工作，外扩段围绕竖直段转动，增大旋转时的力臂，主开关的检修拆卸操作十分方便，因为避开了电极自然也就不会造成电极划伤。

进一步的，间歇运动机构包括与座体1中心转动连接的棘轮2，棘轮2的外缘圆周均布多个棘齿21，棘轮2外侧设有与座体1转动连接的卡爪3，卡爪3两端分别设置勾形的第一卡齿31和第二卡齿32，第一卡齿31与第二卡齿32的卡勾朝向相对。可以理解的是，卡爪3呈弯月形且两端又相向内凹，形成朝向相对的第一卡齿31和第二卡齿32，当第一卡齿31与棘轮2卡接时，若棘轮2和盖板6在驱动组件7的作用下逆时针转动，则棘轮2拨动第一卡齿31带动底座1逆时针转动，若棘轮2和盖板6在驱动组件7的作用下顺时针转动，则棘轮2贴着第一卡齿31滑动，但第一卡齿31并不随着棘轮转动；当第二卡齿32与棘轮2卡接时，则驱动规律相反。

进一步的，辅助机构包括位于座体1边缘位置的拨轮51，拨轮51与座体1和/或盖板6形成转动连接，拨轮51内侧壁对应第一卡齿31的位置设有第一簧片41，拨轮51内侧壁对应第二卡齿32的位置设有第二簧片42，第一簧片41可将第一卡齿31压向棘轮2卡入棘齿21同时使第二卡齿32远离棘轮2，第二簧片42可将第二卡齿32压向棘轮2卡入棘齿21同时使第一卡齿31远离棘轮2。进一步的，辅助机构还包括换向组件5，换向组件5包括与卡爪3相对设置的伸缩销52，伸缩销52的销坐与座体1固接，伸缩销52的销头可被销坐中的弹性元件推向拨轮51内侧壁，拨轮51内侧壁设有容纳销头的第一定位孔53和第二定位孔54，第一定位孔53位于第一簧片41抵压第一卡齿31时拨轮51对应伸缩销52的位置，第二定位孔54位于第二簧片42抵压第二卡齿32时拨轮51对应伸缩销52的位置。

可以理解的是，拨轮51与座体1和/或盖板6转动连接，比如座体1顶面设有凸圈而拨轮51底面设有适配凹槽，又如拨轮51顶面设有容纳盖板6的沉台而盖板6在与棘轮固接时陷入沉台中，还如盖板6外沿超出拨轮51并设有挡圈而拨轮51卡接在挡圈内部；伸缩销52的端头插入定位孔中，由于端头是圆弧过渡，所以当拨轮51转动时，由于伸缩销52内部的弹性元件收缩，伸缩销52得以从定位孔中滑出，待拨轮51旋转一定角度之后再插入另一个定位孔；实现单向运动方向切换的换向组件5，基本上都被包裹在底座1、拨轮51和盖板6形成的封闭空间中，不会在主开关的电极中带去微粒污染物。保证了加速器环境清洁度，避免了高压击穿，造成实验失败，甚至设备损毁等意外情况的发生。

进一步的，摇杆71竖直段的外围套设手柄72，手柄72呈管状且与摇杆71竖直段构成转动连接。可以理解的是，设置手柄72转动更加顺畅，操作做更加便捷。

进一步的，手柄72内侧壁与摇杆71外侧壁之间设有两组第三轴承93。进一步的，棘轮2与座体1转动连接的位置设有第一轴承91；和/或，卡爪3与座体1转动连接的位置设有第二轴承92。可以理解的是，设置轴承可以降低摩擦，保护运动构件，延长使用寿命。

进一步的，插接头8为一字头或十字头或棱柱头或具有棱柱空腔的套筒；或，插接头8为可替换式。可以理解的是，插接头8具有不同的形式以适配不同类型的紧固件。

进一步的，棘齿21离心一端的两侧分别设有周向延伸的凸起，凸起与棘齿21侧壁和棘轮2侧面构成限制第一卡齿31或第二卡齿32的容纳腔。可以理解的是，每个棘齿21两端外凸进而形成容纳腔，可以保证卡齿与棘轮2结合稳固，避免滑脱。

结合说明书附图5和图6，简述本检修工具的工作原理和步骤：

A.顺时钟转动拨轮51，伸缩销52卡入第一定位孔53，第一簧片41把第一卡齿31推入棘轮2旋转半径内；

B.通过驱动组件7逆时针转动棘轮2，棘齿21和第一卡齿31咬合，带动座体1逆时针转动，插接头8随着座体1逆时针转动，从而驱动紧固件逆时针转动；(若紧固件为右旋紧固件此过程为拆卸紧固件，若紧固件为左旋紧固件则此过程为安装紧固件)

C.通过驱动组件7顺时针转动棘轮2，棘齿21和第一卡齿31没有咬合关系，第一卡齿31外侧在和棘齿21接触时卡爪3被推出棘轮2旋转半径，在第一卡齿31外侧没和棘齿21接触时，卡爪3又在第一簧片41的推理作用下回到棘轮2旋转半径，整个过程座体1处于静止状态；

D.再次通过驱动组件7逆时针转动棘轮2，棘齿21和第一卡齿31再次咬合，带动座体1逆时针转动，插接头8随着座体1逆时针转动，从而驱动紧固件逆时针转动；

待对主开关的养护操作完毕，重复操作步骤A～D，但顺指针换为逆时针，逆时针换为顺时针，就可以实现安装优选紧固件或者拆卸左旋紧固件。

本发明还申请保护一种前述加速器主开关专用检修工具在受限空间中的应用，可以理解的是，该结构精巧的检修工具，除了用于加速器主开关的电极拆卸以便于主开关的检修，也能用于其他操作空间狭小拆装不便的地方。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

可以理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的组件或机构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明较佳的实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种加速器主开关专用检修工具，其特征在于，用于直线感应加速器Blumlein脉冲发生装置主开关的安装检修，包括盘状座体(1)，所述座体(1)的底面中心设有插接头(8)，所述插接头(8)可与主开关中电极的紧固件拆卸连接；

所述座体(1)的顶面中心转动连接间歇运动机构，所述间歇运动机构的顶面固接盖板(6)，所述盖板(6)上设有驱动盖板(6)转动的驱动组件(7)，所述座体(1)和盖板(6)之间设有可配合间歇运动机构将盖板(6)单向的转动传递给座体(1)的辅助机构；

所述驱动组件(7)包括摇杆(71)，所述摇杆(71)包括与盖板(6)固接的外扩段，所述外扩段呈弯折状或弯弧状，且沿盖板(6)径向先离心延伸再向心延伸，所述外扩段远离盖板(6)的一端设有与间歇运动机构同轴的竖直段；

所述间歇运动机构包括与座体(1)中心转动连接的棘轮(2)，所述棘轮(2)的外缘圆周均布多个棘齿(21)，所述棘轮(2)外侧设有与座体(1)转动连接的卡爪(3)，所述卡爪(3)两端分别设置勾形的第一卡齿(31)和第二卡齿(32)，所述第一卡齿(31)与第二卡齿(32)的卡勾朝向相对；

所述辅助机构包括位于座体(1)边缘位置拨轮(51)，所述拨轮(51)与座体(1)和/或盖板(6)形成转动连接，所述拨轮(51)内侧壁对应第一卡齿(31)的位置设有第一簧片(41)，所述拨轮(51)内侧壁对应第二卡齿(32)的位置设有第二簧片(42)，所述第一簧片(41)可将第一卡齿(31)压向棘轮(2)卡入棘齿(21)同时使第二卡齿(32)远离棘轮(2)，所述第二簧片(42)可将第二卡齿(32)压向棘轮(2)卡入棘齿(21)同时使第一卡齿(31)远离棘轮(2)；

所述辅助机构还包括换向组件(5)，所述换向组件(5)包括与卡爪(3)相对设置的伸缩销(52)，所述伸缩销(52)的销坐与座体(1)固接，所述伸缩销(52)的销头可被销坐中的弹性元件推向拨轮(51)内侧壁，所述拨轮(51)内侧壁设有容纳销头的第一定位孔(53)和第二定位孔(54)，所述第一定位孔(53)位于第一簧片(41)抵压第一卡齿(31)时拨轮(51)对应伸缩销(52)的位置，所述第二定位孔(54)位于第二簧片(42)抵压第二卡齿(32)时拨轮(51)对应伸缩销(52)的位置。

2.根据权利要求1所述的一种加速器主开关专用检修工具，其特征在于，所述摇杆(71)竖直段的外围套设手柄(72)，所述手柄(72)呈管状且与摇杆(71)竖直段构成转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种加速器主开关专用检修工具，其特征在于，所述手柄(72)内侧壁与摇杆(71)外侧壁之间设有两组第三轴承(93)。

4.根据权利要求1所述的一种加速器主开关专用检修工具，其特征在于，所述插接头(8)为一字头或十字头或棱柱头或具有棱柱空腔的套筒；或，所述插接头(8)为可替换式。

5.根据权利要求1所述的一种加速器主开关专用检修工具，其特征在于，所述棘轮(2)与座体(1)转动连接的位置设有第一轴承(91)；和/或，所述卡爪(3)与座体(1)转动连接的位置设有第二轴承(92)。

6.根据权利要求1所述的一种加速器主开关专用检修工具，其特征在于，所述棘齿(21)离心一端的两侧分别设有周向延伸的凸起，所述凸起与棘齿(21)侧壁和棘轮(2)侧面构成限制第一卡齿(31)或第二卡齿(32)的容纳腔。

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