CN207908405U - 中子散射用低温恒温器的样品支架 - Google Patents
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Abstract
本申请所公开的一种中子散射用低温恒温器的样品支架，包括：走线管，走线管端部插入到低温恒温器的样品管内，根部伸出样品管管口；样品座，样品座设置于走线管的端部，用于固定样品；密封盖，密封盖设置于样品管管口，与样品管密封连接，走线管根部穿过密封盖中心向管口外部延伸；驱动装置，密封盖上方设有用于驱动走线管旋转的驱动装置。本实用新型所给出的中子散射用低温恒温器的样品支架，在走线管根部设置驱动装置，将样品固定于走线管的端部，通过控制走线管旋转，从而控制样品转动，便于中子束从不同角度射入样品；在样品座内设置温度调节装置，调节样品周围的温度，实现对样品环境温度的调节。
Description
技术领域
本申请涉及加速器领域，尤其涉及一种中子散射用低温恒温器的样品支架。
背景技术
中子散射和X射线技术都是人类探索物质微观结构的有力手段，在宽广的研究领域如材料、物理、生物、化学、工程学等研究中都是很有效的研究工具。当一束中子入射到研究对象时，与材料中的原子核或磁矩发生相互作用，并向各个方向散射开来，通过测量散射出来的中子能量和动量变化，可以在微观尺度上研究其结构和运动规律。中子散射具有宽广的波长范围、合适的能量覆盖、直接与核作用、具有磁矩、样品扰动小、高穿透性等优点。
中子散射往往需要在低温、磁场、高压等环境下进行，其中低温环境是最常用的，提供低温设备的是低温恒温器。为了换样方便，中子散射用低温恒温器常采用非直冷式，即样品和冷头不直接接触，而是利用氦气将样品管上的低温通过热对流的方式传递到样品，样品管与冷头之间通过导热带连接。但现有的低温恒温器在当需要实现中子在不同角度入射样品时，不得不重新组装设备，调整用于固定样品的支架角度后在进行对应的实验，工作效率极为低下。
发明内容
本实用新型提供一种中子散射用低温恒温器的样品支架，旨在解决现有低温恒温器的支架变换样品角度困难的问题。
本申请所公开的一种中子散射用低温恒温器的样品支架，包括：
走线管，所述走线管端部插入到所述低温恒温器的样品管内，根部伸出所述样品管管口；
样品座，所述样品座设置于所述走线管的端部，用于固定样品；
密封盖，所述密封盖设置于所述样品管管口，与所述样品管密封连接，所述走线管根部穿过所述密封盖中心向所述管口外部延伸；
驱动装置，所述密封盖上方设有用于驱动所述走线管旋转的驱动装置。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述走线管上还套接有定位轮，所述定位轮外缘与所述样品管的管壁滑动接触。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述走线管上套接有隔热板，所述隔热板外缘与所述样品管内壁相贴合，所述隔热板上设有用于气流通过的缺口。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述定位轮沿所述走线管轴向设置多个。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述密封盖上设有用于固定所述驱动装置的固定座，所述驱动装置包括输出轴，所述走线管的根部与所述输出轴通过联轴器对接。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述走线管上固定设有指示其旋转角度的指针，所述密封盖上固定有与所述指针相适配的刻度盘。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述走线管与所述密封盖之间设有密封件。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述密封件包括固定于所述密封盖内的套管，所述套管上方设有依次嵌套于所述走线管上的密封圈、压紧盖以及压紧螺母，所述套管外表面与所述压紧螺母螺纹链接，用于通过旋拧压紧螺母从而使所述压紧盖将所述密封圈压紧在所述套管与所述走线管的连接处。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述走线管根部位于所述密封盖上方处还设有用于固定其深入所述样品管内部深度的轴紧固件。
所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其中，所述样品座上设有温度调节装置，所述密封盖上设有与所述温度调节装置电连接的电学接头；
所述密封盖上设有用于固定所述电学接头的固定孔，所述电学接头与所述固定孔密封连接。
本实用新型所给出的中子散射用低温恒温器的样品支架，在走线管根部设置驱动装置，将样品固定于走线管的端部，通过控制走线管旋转，从而控制样品转动，便于中子束从不同角度射入样品；在样品座内设置温度调节装置，调节样品周围的温度，实现对样品环境温度的调节。
附图说明
图1为本实用新型实施例中，样品支架的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例中，样品支架的爆炸图；
图3为本实用新型实施例中，刻度盘的结构示意视图；
图4为本实用新型实施例中，密封组件的结构示意视图；
图5为本实用新型实施例中，定位轮与走线管的装配示意图；
图6为本实用新型实施例中，定位轮结构的内部结构示意图；
图7为本实用新型实施例中，样品座的结构示意图；
图8为本实用新型实施例中，样品盒的结构示意图。
本实施例附图部分的标号：
走线管1；指针10；刻度盘11；定位轮12，滚珠120、通道121、缩口122、弹簧123；隔热板13；轴紧固件14。
样品座2；
密封盖3；固定架30；固定孔31；
样品盒4；
伺服电机5；
联轴器6；
套管70；密封圈71；压紧盖72；压紧螺母73；
温度调节装置8；电学接头80；密封圈81。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
本实施例所提供的一种中子散射用低温恒温器的样品支架，如图1及图2所示，包括端部固定有样品座2的走线管1，设置在样品管(图中未示出)管口的密封盖3，与走线管1根部固定连接的驱动装置。走线管1带有样品座2的端部用来深入到样品管内，样品座2可固定用于容纳待测样品的样品盒4。密封盖3上固定有固定架30，固定架30的顶端固定设置驱动装置。其中，驱动装置为伺服电机5，密封盖3与样品管管口密封连接，走线管1根部穿过密封盖3由样品管内向外传延伸，并通过联轴器6与伺服电机5的输出轴对接。
如图3所示，走线管1穿过密封盖3，并与密封盖3之间通过密封组件密封连接。走线管1根部位于联轴器6的下方还通过螺栓固定设置了一指针10，密封盖3上固定有表示旋转角度的刻度盘11，当伺服电机5驱动走线管1转动时，指针10在刻度盘11表面移动，便于精确控制走线管1的旋转角度。如图4所示，密封组件包括由可嵌套在走线管1上，由下到上依次分部的套管70、密封圈71、压紧盖72、压紧螺母73。其中，套管70可旋拧固定在密封盖3上，并通过涂布低温胶实现与密封盖3间的密封连接。压紧螺母73与套管70外表面通过螺纹连接，压紧螺母73内形成有用于套接在套管70上的内腔，压紧盖72及密封圈71容纳于该内腔中。压紧盖72与密封圈71相接触的下表面沿着靠近走线管1的方向逐渐向上倾斜，形成一个如倒扣的漏斗形结构，当拧紧压紧螺帽73时，压紧盖72下表面施加在橡胶圈71上一个径向及轴向的分力，使得橡胶圈71产生径向及轴向的变形，从而压紧走线管1和套管70的对接处，达到密封的目的，同时，走线管1仍可以相对套管旋转。走线管1根部位于所述密封盖上方处还设有用于固定其深入样品管内部深度的轴紧固件14。
走线管1伸入到样品管内的部分还固定有定位轮12，如图5及图6所示，定位轮12呈三角形，其三个顶角处分别设有滚珠120。具体地，定位轮12三个顶角处向其旋转中心方向分别设有一段内径与滚珠120相匹配的通道121，通道121位于顶角处设有缩口122，缩口122的尺寸略小于滚珠120的直径，使得滚珠120只能一部分露出缩口122外部，无法由缩口122处脱离通道121。通道121内还设置了用来朝向缩口122方向推动滚珠120的弹簧123。采用这样的机构，当定位轮12嵌套在走线管1上伸入到样品管内时，由于弹簧123的作用，滚珠120可与样品管侧壁始终保持弹性接触，既不会损伤样品管，又保持了与样品管的紧密接触。当样品旋转时，定位轮12既能够起到定位作用，防止样品管摇晃，又能通过滚动摩擦减小样品管旋转时的摩擦阻力。当然，在本申请其他实施例中，定位轮12还可以设置为其他形状，例如四边形，六边形等，并在定位轮12与样品管的接触点处设置成滚动连接，此类改进与本实施例原理相同，结构类似，再次不做穷举。
如图5所示，走线管1的表面还分部有多处片状隔热板13，隔热板13呈圆形，其外缘与所述样品管内壁相贴合，隔热板13可以减少样品管内冷热流体对流，并减少样品管1上端高温区对低温区的热辐射。为了使作为冷媒的氦气有充足的空间流通，以形成更高效的换热气流，隔热板13外缘处开设了缺口130，氦气可以通过该缺口130出入隔热板13之间，为氦气形成循环气流提供了更大的空间。
如图7及图8所示，样品座2固定设置于走线管1的端部，且二者连接处采用密封对接。样品座2下表面可固定设置样品盒4，待测样品容纳在样品盒4内，样品盒4设有用来与样品座2对接的法兰40，法兰40表面涂布导热硅脂。样品座2上设置了温度调节装置8，该温度调节装置包括加热器及温度传感器。温度调节装置8的引线通过走线管1内部延伸至密封盖3。密封盖3的侧表面固定有用于连接引线的电学接头80，电学接头80一端与密封盖3内部的引线连接，另一端伸入到密封盖3外表面，用来与外接设备对接。这样，通过外接设备即可精确的测量及控制样品所处的环境温度，并根据需要控制加热器及低温恒温器冷头来调节该温度。
具体地，如图2及图3所示，密封盖3侧表面开设有固定孔31，电学接头80一端旋拧在固定孔31内，并通过密封圈81密封。电学接头80的数量可根据具体需要而定。
伺服电机5还有配套的控制器、PLC及相关触摸屏，通过软件实现对走线管1的旋转控制，从而在无需重新拆装设备的情况下，实现中子从不同角度射入样品的连续实验。需要说明的是，通过控制器、PLC及相关触摸屏来控制伺服电机的技术为现有技术，不属于对方法本身的改进，其搭配的软件也是在又有技术上根据不同的功能需要进行简单的调整。
本实用新型所给出的中子散射用低温恒温器的样品支架，在走线管根部设置驱动装置，将样品固定于走线管的端部，通过控制走线管旋转，从而控制样品转动，便于中子束从不同角度射入样品；在样品座内设置温度调节装置，调节样品周围的温度，实现对样品环境温度的调节。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，包括：
走线管，所述走线管端部插入到所述低温恒温器的样品管内，根部伸出所述样品管管口；
样品座，所述样品座设置于所述走线管的端部，用于固定样品；
密封盖，所述密封盖设置于所述样品管管口，与所述样品管密封连接，所述走线管根部穿过所述密封盖中心向所述管口外部延伸；
驱动装置，所述密封盖上方设有用于驱动所述走线管旋转的驱动装置。
2.如权利要求1所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述走线管上还套接有定位轮，所述定位轮外缘与所述样品管的管壁滑动接触。
3.如权利要求2所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述走线管上套接有隔热板，所述隔热板外缘与所述样品管内壁相贴合，所述隔热板上设有用于气流通过的缺口。
4.如权利要求3所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述定位轮沿所述走线管轴向设置多个。
5.如权利要求1所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述密封盖上设有用于固定所述驱动装置的固定座，所述驱动装置包括输出轴，所述走线管的根部与所述输出轴通过联轴器对接。
6.如权利要求5所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述走线管上固定设有指示其旋转角度的指针，所述密封盖上固定有与所述指针相适配的刻度盘。
7.如权利要求1所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述走线管与所述密封盖之间设有密封件。
8.如权利要求7所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述密封件包括固定于所述密封盖内的套管，所述套管上方设有依次嵌套于所述走线管上的密封圈、压紧盖以及压紧螺母，所述套管外表面与所述压紧螺母螺纹链接，用于通过旋拧压紧螺母从而使所述压紧盖将所述密封圈压紧在所述套管与所述走线管的连接处。
9.如权利要求1所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述走线管根部位于所述密封盖上方处还设有用于固定其深入所述样品管内部深度的轴紧固件。
10.如权利要求1所述的中子散射用低温恒温器的样品支架，其特征在于，所述样品座上设有温度调节装置，所述密封盖上设有与所述温度调节装置电连接的电学接头；
所述密封盖上设有用于固定所述电学接头的固定孔，所述电学接头与所述固定孔密封连接。
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