CN205038968U - 一种用于准球形丝阵负载制备的微调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于准球形丝阵负载制备的微调装置，所述的微调装置包括准球形丝阵负载和微调机构两部分，微调机构设置有对中和联动两个过程，通过细长轴、空心轴、条形板联轴器、U形钳状联轴器、精密位移平台、旋转手柄等完成这两个过程，通过波纹管联轴器消除两轴轴线相对偏差的位移能力，保证零回转间隙。本实用新型的结构简单、连接可靠、使用维护方便，易于实现准球形丝阵负载制备的微调控制。

Description

一种用于准球形丝阵负载制备的微调装置

技术领域

本实用新型属于Z箍缩驱动惯性约束聚变实验负载制备领域，具体涉及一种用于准球形丝阵负载制备的微调装置。

背景技术

目前，Z箍缩驱动惯性约束聚变实验负载有柱状丝阵负载和准球形丝阵负载等，其中，准球形丝阵负载是Z箍缩驱动惯性约束聚变实验负载的一种，在以准球形丝阵电磁内爆物理研究中，为了实现纵横比可测可控的新型准球形丝阵负载制备，在实验过程中对球形丝阵必须进行真空外的微调，以保证研究从灯笼向橄榄状负载改变后的丝阵内爆特性和差异，目前这种微调装置未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于准球形丝阵负载制备的微调装置。

本实用新型的一种用于准球形丝阵负载制备的微调装置，能够实现Z箍缩驱动惯性约束聚变实验中准球形丝阵负载制备的可控性，能够进行纵横比可控的准球形丝阵负载制备。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的准球形丝阵负载制备的微调装置，其特点是，所述的微调装置含有准球形丝阵负载和微调机构两部分。所述的准球形丝阵负载安装在加速器阴极板和加速器阳极板的中心位置，微调机构安装在加速器大盖板的中心孔位置。所述的加速器阳极板位于加速器阴极板前端，加速器阴极板、加速器阳极板、加速器大盖板相互平行且位于同一条中心轴线上。

所述的准球形丝阵负载包括阴极大盘、阴极菇头、回流罩、回流柱、阳极大板、阳极柱、金属丝、压块。其连接关系为，所述阴极大盘位于加速器阴极板的中心轴线上，通过螺钉联接在加速器阴极板上，阴极菇头位于阴极大盘的中心轴线上，通过螺钉联接在阴极大盘上，阴极菇头的头部高出加速器阳极板的平面。所述的回流罩位于加速器阳极板的中心轴线上，通过压块和螺钉联接在加速器阳极板上。所述阳极大板位于加速器阳极板的中心轴线上，通过回流柱联接在回流罩的前端。所述阳极柱位于阳极大板的中心轴线上，阳极柱在阳极大板的中心孔位置轴向前后移动。所述金属丝分别挂在阴极菇头和阳极柱之间，通过改变阳极柱相对于阳极大板的前后距离调整金属丝的物理成型。所述的阳极大板由前端板和支板构成，支板垂直于前端板，位于加速器阳极板中心轴线的正下方的圆周面上，支板上开有安装孔，支板的板面与地面平行。

所述的微调机构包括绝缘支板、精密位移平台、条形板联轴器、U形钳状联轴器、波纹管联轴器、细长轴、空心轴、法兰座体、止转螺母、旋转手柄Ⅰ、旋转手柄Ⅱ、绝缘板、绝缘套、深沟球轴承、轴承压盖、轴承挡肩、压帽Ⅰ、垫圈Ⅰ、密封圈Ⅰ、密封压套Ⅰ、密封圈Ⅲ、压帽Ⅱ、垫圈Ⅱ、密封圈Ⅱ、密封压套Ⅱ。其连接关系为，所述精密位移平台安装于阳极大板的支板上，并通过绝缘板和绝缘套与阳极大板绝缘，精密位移平台的上台面通过绝缘支板、阳极柱和螺钉联接并产生联动。精密位移平台的驱动轴端与条形板联轴器通过螺钉联接，条形板联轴器带动精密位移平台的上台面做前后位移。阳极柱通过绝缘支板、精密位移平台、条形板联轴器的相互联接产生前后位移。所述的法兰座体位于加速器大盖板的中心轴线上，通过螺栓和真空密封圈联接在加速器大盖板外端面上，法兰座体正下方焊接有安装空心轴的安装座，正上方设置有观察窗，正下方的安装座中心轴线与精密位移平台的驱动轴的中心轴线重合。所述的空心轴位于法兰座体的安装座的中心轴线上，通过止转螺母、旋转手柄Ⅱ和螺钉联接在法兰座体的安装座内。所述空心轴的一端有矩形螺纹，矩形螺纹面上开有导向槽，位于真空腔外，并与旋转手柄Ⅱ通过螺钉联接，另一端外表面光滑无螺纹，位于真空腔内，空心轴在法兰座体安装座的中心孔内做线性位移。所述细长轴位于空心轴的中心轴线上，通过深沟球轴承、轴承压盖、轴承挡肩联接在空心轴内。细长轴的一端伸出空心轴位于真空腔内，与波纹管联轴器和U形钳状联轴器依次通过螺钉联接，另一端伸出空心轴位于真空腔外，与旋转手柄Ⅰ通过螺钉联接。细长轴在空心轴内做旋转位移，通过联接在细长轴一端的U形钳状联轴器带动联接在精密位移平台的驱动轴上的条形板联轴器产生联动。

所述的阳极柱为L形，由圆柱与垂直于圆柱的支板构成，支板上设置有安装孔，通过螺钉与绝缘支板联接。

本实用新型中采用双轴调节(即细长轴和空心轴的双轴调节)，每根轴的运动都有独立的动密封结构保证真空不发生泄漏，旋转用的细长轴一端采用双轴承减小摩擦，增加运动的平稳性，采用波纹管联轴器补偿被联动两轴轴线相对偏差的位移能力，保证零回转间隙。

本实用新型中的条形板联轴器设置在U形钳状联轴器的U形空间中，保证真空外的对中和联接的稳定性。对中和联动采用条形板联轴器和U形钳状联轴器来完成，条形板联轴器固定在精密位移平台的驱动轴上，U形钳状联轴器固定在细长轴的一端，实验过程中条形板联轴器和U形钳状联轴器完成微调过程后可以脱开联动，保护精密位移平台和细长轴等零部件的反复使用，降低实验成本。

细长轴在空心轴内做旋转位移，是微调装置的主要传动零件，空心轴在法兰座体的安装座内做直线位移，是微调装置对中联动的主要零件，空心轴作直线位移时带动细长轴一起产生直线位移，细长轴相对空心轴位置不变，对中时可以操作细长轴产生旋转，方便产生联动。

本实用新型中的细长轴真空密封，采用双密封圈结构，通过压帽Ⅰ压缩密封圈Ⅰ和密封圈Ⅲ用于实现密封，压帽Ⅰ与密封圈Ⅰ之间设置有垫圈Ⅰ，垫圈Ⅰ能够保护密封圈Ⅰ不被压帽Ⅰ损害，密封圈Ⅰ与密封圈Ⅲ之间设置有密封压套，密封压套开有导流槽和导流孔，保证密封无真空死角。

所述的空心轴的真空密封结构与细长轴相同。

所述的法兰座体上的安装座一端伸入真空腔内，一端伸出真空腔外，与法兰采用氩弧焊联接。

所述的精密位移平台与阳极大板之间采用绝缘材料聚四氟乙烯绝缘。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、连接可靠、使用维护方便，易于实现球形丝阵负载制备过程的可控性。

附图说明

图1是本实用新型的准球形丝阵负载制备的微调装置结构的主视图；

图2是图１的Ａ-Ａ视图；

图３是图１的Ｂ-Ｂ视图；

图４是图１的Ｉ局部放大示意图；

图中，1.加速器阴极板2.阴极大盘3.阴极菇头4.加速器阳极板5.回流罩6.回流柱7.阳极大板8.阳极柱9.绝缘支板10.精密位移平台11.条形板联轴器12.U形钳状联轴器13.波纹管联轴器14.细长轴15.空心轴16.法兰座体17.止转螺母18.轴承挡肩19.旋转手柄Ⅰ20.轴承压盖21.深沟球轴承22.旋转手柄Ⅱ23.观察窗24.加速器大盖板25.金属丝26.绝缘板27.绝缘套28.压帽Ⅰ29.垫圈Ⅰ30.密封圈Ⅰ31.密封压套Ⅰ32.压帽Ⅱ33.垫圈Ⅱ34.密封圈Ⅱ35.密封压套Ⅱ36.压块37.密封圈Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例对本实用新型进一步说明。

实施例1

图1是本实用新型的准球形丝阵负载制备的微调装置结构的主视图，图2是图１的Ａ-Ａ视图，图３是图１的Ｂ-Ｂ视图，图４是图１的Ｉ局部放大示意图。在图1～图4中，本实用新型的准球形丝阵负载制备的微调装置，含有准球形丝阵负载和微调机构两部分；所述的准球形丝阵负载安装在加速器阴极板1和加速器阳极板4的中心位置，微调机构安装在加速器大盖板24的中心孔位置；所述的加速器阳极板4位于加速器阴极板1前端，加速器阴极板1、加速器阳极板4、加速器大盖板24相互平行且位于同一条中心轴线上。

所述的准球形丝阵负载包括阴极大盘2、阴极菇头3、回流罩5、回流柱6、阳极大板7、阳极柱8、金属丝25、压块36。其连接关系为，所述阴极大盘2位于加速器阴极板1的中心轴线上，通过螺钉联接在加速器阴极板1上，阴极菇头3位于阴极大盘2的中心轴线上，通过螺钉联接在阴极大盘2上，阴极菇头3的头部高出加速器阳极板4的平面。所述的回流罩5位于加速器阳极板4的中心轴线上，通过压块36和螺钉联接在加速器阳极板4上。所述阳极大板7位于加速器阳极板4的中心轴线上，通过回流柱6联接在回流罩5的前端。所述阳极柱8位于阳极大板7的中心轴线上，阳极柱8在阳极大板7的中心孔位置轴向前后移动；所述金属丝25分别挂在阴极菇头3和阳极柱8之间，通过改变阳极柱8相对于阳极大板7的前后距离调整金属丝25的物理成型；所述的阳极大板7由前端板和支板构成；支板垂直于前端板，位于加速器阳极板4中心轴线的正下方的圆周面上，支板上开有安装孔，支板的板面与地面平行；

所述的微调机构包括绝缘支板9、精密位移平台10、条形板联轴器11、U形钳状联轴器12、波纹管联轴器13、细长轴14、空心轴15、法兰座体16、止转螺母17、旋转手柄Ⅰ19、旋转手柄Ⅱ22、绝缘板26、绝缘套27、深沟球轴承21、轴承压盖20、轴承挡肩18、压帽Ⅰ28、垫圈Ⅰ29、密封圈Ⅰ30、密封压套Ⅰ31、密封压套Ⅲ37、压帽Ⅱ32、垫圈Ⅱ33、密封圈Ⅱ34、密封压套Ⅱ35。其连接关系为，所述精密位移平台10安装于阳极大板7的支板上，并通过绝缘板26和绝缘套27与阳极大板7绝缘，精密位移平台10的上台面通过绝缘支板9、阳极柱8和螺钉联接并产生联动；精密位移平台10的驱动轴端与条形板联轴器11通过螺钉联接，条形板联轴器11带动精密位移平台10的上台面做前后位移。阳极柱8通过绝缘支板9、精密位移平台10、条形板联轴器11的相互联接产生前后位移。所述的法兰座体16位于加速器大盖板24的中心轴线上，通过螺栓和真空密封圈联接在加速器大盖板24外端面上，法兰座体16正下方焊接有安装空心轴的安装座，正上方设置有观察窗23，正下方的安装座中心轴线与精密位移平台10的驱动轴的中心轴线重合。所述的空心轴15位于法兰座体16的安装座的中心轴线上，通过止转螺母17、旋转手柄Ⅱ22和螺钉联接在法兰座体16的安装座内。所述空心轴15的一端有矩形螺纹，矩形螺纹面上开有导向槽，位于真空腔外，并与旋转手柄Ⅱ22通过螺钉联接，另一端外表面光滑无螺纹，位于真空腔内，空心轴15在法兰座体16安装座的中心孔内做线性位移。所述细长轴14位于空心轴15的中心轴线上，通过深沟球轴承21、轴承压盖20、轴承挡肩18联接在空心轴15内；细长轴14的一端伸出空心轴15位于真空腔内，与波纹管联轴器13和U形钳状联轴器12依次通过螺钉联接，另一端伸出空心轴15位于真空腔外，与旋转手柄Ⅰ19通过螺钉联接。细长轴14在空心轴15内做旋转位移，通过联接在细长轴14一端的U形钳状联轴器12带动联接在精密位移平台10的驱动轴上的条形板联轴器11产生联动。

所述的阳极柱8为L形，由圆柱与垂直于圆柱的支板构成，支板上设置有安装孔，通过螺钉与绝缘支板9联接。

本实用新型中采用双轴调节(即细长轴14和空心轴15的双轴调节)，每根轴的运动都有独立的动密封结构保证真空不发生泄漏，旋转用的细长轴14一端采用双轴承减小摩擦，增加运动的平稳性，采用波纹管联轴器13补偿被联动两轴轴线相对偏差的位移能力，保证零回转间隙。

本实用新型中的条形板联轴器11设置在U形钳状联轴器12的U形空间中，保证真空外的对中和联接的稳定性。对中和联动采用条形板联轴器11和U形钳状联轴器12来完成，条形板联轴器11固定在精密位移平台的驱动轴上，U形钳状联轴器12固定在细长轴14的一端，如图2所示。实验过程中条形板联轴器11和U形钳状12联轴器完成微调过程后可以脱开联动，保护精密位移平台10和细长轴14等零部件的反复使用，降低实验成本。

细长轴14在空心轴15内做旋转位移，是微调装置的主要传动零件，空心轴15在法兰座体16的安装座内做直线位移，是微调装置对中联动的主要零件，空心轴15作直线位移时带动细长轴14一起产生直线位移，细长轴14相对空心轴15位置不变，对中时可以操作细长轴14产生旋转，方便产生联动。

本实用新型中的细长轴14真空密封，采用双密封圈结构，通过压帽Ⅰ28压缩密封圈Ⅰ30和密封圈Ⅲ37用于实现密封，压帽Ⅰ28与密封圈Ⅰ30之间设置有垫圈Ⅰ29，垫圈Ⅰ29能够保护密封圈Ⅰ30不被压帽Ⅰ28损害，密封圈Ⅰ30与密封圈Ⅲ37之间设置有密封压套Ⅰ31，密封压套Ⅰ31开有导流槽和导流孔，如图4所示，保证密封无真空死角。

所述的空心轴15的真空密封结构与细长轴14相同。

所述的法兰座体16上的安装座一端伸入真空腔内，一端伸出真空腔外，与法兰采用氩弧焊联接。

所述的精密位移平台10与阳极大板7之间采用绝缘材料聚四氟乙烯绝缘。

本实用新型中采用精密位移平台10传动，精密位移平台10主要采用线性滚珠导轨和细牙螺杆来调整平台的直线位移，从中心驱动，细牙螺杆每旋转一周，螺杆位移0.01mm，底面和台面的标准孔位便于现场安装和组合。精密平台的分辨率是0.002mm，精度是0.005mm，经处理后应用于真空环境中。

本实用新型中采用波纹管联轴器13补偿被联动两轴轴线相对偏差的位移能力，保证零回转间隙，波纹管联轴器13安装在U形钳状联轴器12和细长轴14之间，通过螺钉联接；细长轴14的一端采用双深沟轴承传动，减小摩擦，增加运动的平稳性。

本实施例中，设置有六个压块，压块36是其中一个；设置有六个回流柱，回流柱6是其中一个。

本实用新型的装置用于西北核技术研究所“强光一号”装置实验的球形丝阵负载制备。

准球形丝阵负载固定在加速器真空腔中并与加速器阴极和阳极相连接，盖上加速器的真空腔盖板后，需要在真空腔盖板的中心法兰上安装微调装置，真空腔盖板距离加速器阴阳极距离400mm。

准球形丝阵负载的金属丝一端固定在加速器阴极菇头上，另一端固定在加速器阳极回流罩的阳极大板上，要实现微调，只能改变金属丝与阳极大板这端的机械结构。

准球形丝阵负载的金属丝是通过阳极组件和阴极组件连接的丝阵负载，阴极组件通过螺钉固定在加速器阴极菇头的中心孔上，阳极组件在加速器阳极大板的中心孔上相对位置可以调节，进而改变负载阴极与阳极间距。

在实验过程中，微调装置要满足以下功能要求：

不能影响其他的物理诊断测试光路；

调节要求稳定灵活。

需要指出的是，上面所述只是用图解说明本实用新型的微调装置传动系统的一些原理。由于对相同技术领域的普通技术人员来说是很容易在此基础上进行若干修改和改动的，因此本说明书并非是要将本实用新型的微调装置传动系统局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (5)

1.一种用于准球形丝阵负载制备的微调装置，其特征在于，所述的微调装置含有准球形丝阵负载和微调机构两部分；所述的准球形丝阵负载安装在加速器阴极板（1）和加速器阳极板（4）的中心位置，微调机构安装在加速器大盖板（24）的中心孔位置；所述的加速器阳极板（4）位于加速器阴极板（1）前端，加速器阴极板（1）、加速器阳极板（4）、加速器大盖板（24）相互平行且位于同一条中心轴线上；

所述的准球形丝阵负载包括阴极大盘（2）、阴极菇头（3）、回流罩（5）、回流柱（6）、阳极大板（7）、阳极柱（8）、金属丝（25）、压块（36）；其连接关系为，所述阴极大盘（2）位于加速器阴极板（1）的中心轴线上，通过螺钉联接在加速器阴极板（1）上，阴极菇头（3）位于阴极大盘（2）的中心轴线上，通过螺钉联接在阴极大盘（2）上，阴极菇头（3）的头部高出加速器阳极板（4）的平面；所述的回流罩（5）位于加速器阳极板（4）的中心轴线上，通过压块（36）和螺钉联接在加速器阳极板（4）上；所述阳极大板（7）位于加速器阳极板（4）的中心轴线上，通过回流柱（6）联接在回流罩（5）的前端；所述阳极柱（8）位于阳极大板（7）的中心轴线上，阳极柱（8）在阳极大板（7）的中心孔位置轴向前后移动；所述金属丝（25）分别挂在阴极菇头（3）和阳极柱（8）之间，通过改变阳极柱（8）相对于阳极大板（7）的前后距离调整金属丝（25）的物理成型；所述的阳极大板（7）由前端板和支板构成，支板垂直于前端板，位于加速器阳极板（4）中心轴线的正下方的圆周面上，支板上开有安装孔，支板的板面与地面平行；

所述的微调机构包括绝缘支板（9）、精密位移平台（10）、条形板联轴器（11）、U形钳状联轴器（12）、波纹管联轴器（13）、细长轴（14）、空心轴（15）、法兰座体（16）、止转螺母（17）、旋转手柄Ⅰ（19）、旋转手柄Ⅱ（22）、绝缘板（26）、绝缘套（27）、深沟球轴承（21）、轴承压盖（20）、轴承挡肩（18）、压帽Ⅰ（28）、垫圈Ⅰ（29）、密封圈Ⅰ（30）、密封压套Ⅰ（31）、密封圈Ⅲ（37）、压帽Ⅱ（32）、垫圈Ⅱ（33）、密封圈Ⅱ（34）、密封压套Ⅱ（35）；其连接关系为，所述精密位移平台（10）安装于阳极大板（7）的支板上，并通过绝缘板（26）和绝缘套（27）与阳极大板（7）绝缘，精密位移平台（10）的上台面通过绝缘支板（9）、阳极柱（8）和螺钉联接并产生联动；精密位移平台（10）的驱动轴端与条形板联轴器（11）通过螺钉联接，条形板联轴器（11）带动精密位移平台（10）的上台面做前后位移；阳极柱（8）通过绝缘支板（9）、精密位移平台（10）、条形板联轴器（11）的相互联接产生前后位移；所述的法兰座体（16）位于加速器大盖板（24）的中心轴线上，通过螺栓和真空密封圈联接在加速器大盖板（24）外端面上，法兰座体（16）正下方焊接有安装空心轴的安装座，正上方设置有观察窗（23），正下方的安装座中心轴线与精密位移平台（10）的驱动轴的中心轴线重合；所述的空心轴（15）位于法兰座体（16）的安装座的中心轴线上，通过止转螺母（17）、旋转手柄Ⅱ（22）和螺钉联接在法兰座体（16）的安装座内；所述空心轴（15）的一端设置有矩形螺纹，矩形螺纹面上开有导向槽，位于真空腔外，并与旋转手柄Ⅱ（22）通过螺钉联接，另一端的外表面光滑无螺纹，位于真空腔内，空心轴（15）在法兰座体（16）安装座的中心孔内做线性位移；所述细长轴（14）位于空心轴（15）的中心轴线上，通过深沟球轴承（21）、轴承压盖（20）、轴承挡肩（18）联接在空心轴（15）内；细长轴（14）的一端伸出空心轴（15）位于真空腔内，与波纹管联轴器（13）、U形钳状联轴器（12）依次通过螺钉联接，另一端伸出空心轴（15）位于真空腔外，与旋转手柄Ⅰ（19）通过螺钉联接；细长轴（14）在空心轴（15）内做旋转位移，通过联接在细长轴（14）一端的U形钳状联轴器（12）带动联接在精密位移平台（10）的驱动轴上的条形板联轴器（11）联动。

2.根据权利要求1所述的用于准球形丝阵负载制备的微调装置，其特征在于，所述的阳极柱（8）为L形，由圆柱与垂直于圆柱的支板构成；支板上设置有安装孔，通过螺钉与绝缘支板（9）联接。

3.根据权利要求1所述的用于准球形丝阵负载制备的微调装置，其特征在于，所述的细长轴（14）真空密封，采用双密封圈结构，压帽Ⅰ（28）与密封圈Ⅰ（30）之间设置有垫圈Ⅰ（29），密封圈Ⅰ（30）与密封圈Ⅲ（37）之间设置有密封压套（31），密封压套（31）开有导流槽和导流孔。

4.根据权利要求1所述的用于准球形丝阵负载制备的微调装置，其特征在于，所述的空心轴（15）的真空密封结构与细长轴（14）相同。

5.根据权利要求1所述的用于准球形丝阵负载制备的微调装置，其特征在于，所述的法兰座体（16）上的安装座一端伸入真空腔内，一端伸出真空腔外，与法兰采用氩弧焊联接。