CN219328902U - 一种粒子束流在束实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粒子束流在束实验装置，其特征在于：包括真空实验机构、靶材上下料机构和靶材输送机构，所述靶材上下料机构和靶材输送机构均设置在真空实验机构附近，靶材通过靶材上下料机构在靶材输送机构与真空实验机构之间上下料；所述真空实验机构包括固定腔室、活动腔室和滑动开合驱动组件，所述滑动开合驱动组件驱动活动腔室相对固定腔室滑动，所述活动腔室滑动与固定腔室扣合或分开；所述活动腔室内设置有靶材固定托架，所述靶材固定托架包括冷却腔室和多个固定侧挡块，所述冷却腔室设置在靶材固定托架的背面，各所述固定侧挡块分开设置在靶材固定托架的正面。本实用新型用于粒子束流在束实验。

Description

一种粒子束流在束实验装置

技术领域

本实用新型涉及核物理实验装置技术领域，具体涉及一种粒子束流在束实验装置。

背景技术

在核物理实验中，由加速器提供的束流轰击不同的靶材料发生不同的核反应，根据研究目标的不同需要更换不同的靶材料。粒子束流轰击靶材发生核反应的过程需要在真空环境中，因而靶材需要置于密闭的容器中，从而实现抽真空；并且放置靶材的容器需要方便开合，从而方便靶材上下料。现在的粒子束流在束实验装置的靶材容器一般通过翻盖式结构来开合，翻盖式结构虽然操作方便，但是密封性不好，特别是多次使用以后密封性更不好，由于翻盖旋转盖合时各个部位不是同步扣合到容器本体之上，因而翻盖各个部位与容器本体接触撞击的力度大小和接触时间不同，从而翻盖各个位置的磨损程度不同，多次使用之后翻盖不同位置磨损程度的差别较大，磨损大的地方与容器本体接触不紧密，密封性能差，由此影响粒子束流在束实验装置的靶材容器的密封性，进而影响粒子束流在束实验的实验效果。例如专利文件“201821901705.0一种真空进样装置”的工作腔室便通过翻盖式结构来开关，存在密封性能差，影响粒子束流在束实验的准确性的技术问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是针对背景技术中粒子束流在束实验装置的靶材容器都通过翻盖式结构来开合，存在密封性能差，影响粒子束流在束实验的实验效果的技术问题，提供一种可以解决的粒子束流在束实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种粒子束流在束实验装置，包括真空实验机构、靶材上下料机构和靶材输送机构，所述靶材上下料机构和靶材输送机构均设置在真空实验机构附近，靶材通过靶材上下料机构在靶材输送机构与真空实验机构之间上下料；所述真空实验机构包括固定腔室、活动腔室和滑动开合驱动组件，所述滑动开合驱动组件驱动活动腔室相对固定腔室滑动，所述活动腔室滑动与固定腔室扣合或分开；所述活动腔室内设置有靶材固定托架，所述靶材固定托架包括冷却腔室和多个固定侧挡块，所述冷却腔室设置在靶材固定托架的背面，各所述固定侧挡块分开设置在靶材固定托架的正面。

进一步的，所述滑动开合驱动组件包括安装座和伸缩驱动件，所述活动腔室滑动设置在安装座上，所述伸缩驱动件驱动活动腔室在安装座上滑动。

进一步的，所述滑动开合驱动组件还包括滑动支架，所述滑动支架通过滑轨结构设置在安装座上，所述伸缩驱动件驱动滑动支架在安装座上滑动，所述活动腔室固定在滑动支架上。

进一步的，所述伸缩驱动件设置在滑动支架上，所述伸缩驱动件的伸缩活动端转动设置在安装座上。

进一步的，还包括冷却水循环输送机构，所述活动腔室外侧设置有冷却水套，所述冷却水循环输送机构与冷却水套连通，所述冷却水循环输送机构将冷却水输送至冷却水套内，所述冷却水循环输送机构将冷却水套内的冷却水抽出并冷却。

进一步的，还包括抽真空机构，所述抽真空机构与活动腔室连通。

进一步的，所述靶材上下料机构包括转动驱动件、摆臂和取料件，所述摆臂设置在转动驱动件的活动端，所述取料件设置在摆臂上，所述转动驱动件驱动摆臂摆动。

进一步的，所述靶材上下料机构还包括靶材存放托架，所述靶材存放托架设置在摆臂上方，所述转动驱动件驱动摆臂摆动从靶材存放托架上抓取靶材。

进一步的，还包括靶材回收机构，所述靶材回收机构设置在摆臂下方，所述靶材回收机构通过靶材输送机构驱动移动。

进一步的，所述靶材输送机构包括驱动辊轮和输送带，所述驱动辊轮驱动输送带转动，所述靶材回收机构设置在输送带上。

本实用新型实现的有益效果主要有以下几点：粒子束流在束实验装置固定腔室与活动腔室的扣合或分开通过滑动开合驱动组件驱动滑动扣合或滑动分开，活动腔室与固定腔室扣合时活动腔室靠近固定腔室一端的各个部位同步与固定腔室接触，活动腔室靠近固定腔室一端的各个部位同步撞击和磨损，可以避免长期使用后活动腔室靠近固定腔室一端的各个部位不同程度磨损影响活动腔室与固定腔室扣合的密封性，由此可以提高粒子束流在束实验装置的密封性和长期使用的可靠性，从而提高粒子束流在束实验的准确性。通过靶材上下料机构和靶材输送机构使得实验操作人员远离具有辐射的真空实验机构进行实验操作，从而保证操作人员实验时的安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例中粒子束流在束实验装置一个角度的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中粒子束流在束实验装置又一个角度的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中粒子束流在束实验装置真空实验机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中粒子束流在束实验装置的靶材上下料机构与靶材固定托架安装的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中粒子束流在束实验装置的靶材固定托架的结构示意图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。

实施例一

参阅图1～5，一种粒子束流在束实验装置，用于粒子束流在束实验。粒子束流在束实验装置包括真空实验机构1、靶材上下料机构2和靶材输送机构3，所述真空实验机构1用于放置粒子束流在束实验的靶材，并且提供真空的实验环境。所述靶材上下料机构2和靶材输送机构3均设置在真空实验机构1附近，靶材通过靶材上下料机构2在靶材输送机构3与真空实验机构1之间上下料。靶材输送机构3用来输送靶材，将靶材在远离真空实验机构1的地方与真空实验机构1附近的位置之间输送，从而方便靶材上下料，避免操作人员近距离接触辐射性比较大的真空实验机构1，从而保护操作人员实验时的安全。靶材上下料机构2用于靶材在靶材输送机构3与真空实验机构1之间上下料，从而避免操作人员实验时人工将靶材从靶材输送机构3上料至真空实验机构1内，由此进一步保证操作人员实验时的安全。由此，通过靶材上下料机构2和靶材输送机构3使得实验操作人员远离具有辐射的真空实验机构1进行实验操作，从而保证操作人员实验时的安全。

参阅图3，所述真空实验机构1包括固定腔室11、活动腔室12和滑动开合驱动组件13，所述滑动开合驱动组件13驱动活动腔室12相对固定腔室11滑动，所述活动腔室12滑动与固定腔室11扣合或分开，需要通过靶材上下料机构2将靶材上料至活动腔室12或从活动腔室12下料靶材时活动腔室12滑动与固定腔室11分开，从而方便靶材上下料。靶材上料完成后活动腔室12滑动与固定腔室11扣合，从而使得活动腔室12滑动与固定腔室11扣合成密封的腔体结构，可以进一步将密封的腔体结构抽真空方便粒子束流在束实验。固定腔室11和活动腔室12均设置为一端开口的圆筒状结构，通过固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端扣合或分开。固定腔室11与活动腔室12的扣合或分开通过滑动开合驱动组件13驱动滑动扣合或滑动分开，活动腔室12与固定腔室11扣合时活动腔室12靠近固定腔室11一端的各个部位同步与固定腔室11接触，活动腔室12靠近固定腔室11一端的各个部位同步撞击和磨损，可以避免长期使用后活动腔室12靠近固定腔室11一端的各个部位不同程度磨损影响活动腔室12与固定腔室11扣合的密封性，由此可以提高粒子束流在束实验装置的密封性和长期使用的可靠性，从而提高粒子束流在束实验的准确性。

参阅图5，所述活动腔室12内设置有靶材固定托架121，所述靶材固定托架121包括冷却腔室122和多个固定侧挡块123，所述冷却腔室122设置在靶材固定托架的背面，冷却腔室122连接有冷却水进水管124和冷却水出水管125，从而粒子束流在束实验时可以向冷却腔室122通入流动的冷却水，避免实验室的高温损坏靶材固定托架121。各所述固定侧挡块123分开设置在靶材固定托架121的正面，避免粒子束流在束实验时靶材固定托架121整体受热形变挤压损坏靶材。

参阅图1和3，所述滑动开合驱动组件13包括安装座131和伸缩驱动件132，所述活动腔室12滑动设置在安装座131上，所述伸缩驱动件132驱动活动腔室12在安装座131上滑动，由此可以实现固定腔室11与活动腔室12的扣合或分开。伸缩驱动件132可以采用伸缩气缸、丝杆机构等常用的伸缩驱动部件。为了保证活动腔室12滑动的稳定性，所述滑动开合驱动组件13还包括滑动支架133，所述滑动支架133通过滑轨结构设置在安装座131上，安装座131上设置滑轨，滑动支架133上设置滑槽，滑轨的位置、外形大小和数量与滑槽的位置、外形大小和数量匹配，从而滑动支架133可以通过滑轨结构稳定的安装在安装座131并在安装座131上滑动。所述伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动，所述活动腔室12固定在滑动支架133上，固定腔室11可以固定在安装座131上。滑动支架133可以设置为L形或梯形结构。

参阅图3，所述伸缩驱动件132设置在滑动支架133上，所述伸缩驱动件132的伸缩活动端转动设置在安装座131上。安装座131设置为L形结构，滑动支架133和伸缩驱动件132安装在L形结构的安装座131一侧，伸缩驱动件132的伸缩活动端转动设置在L形结构的安装座131的另一侧，由此可以将滑动支架133滑动安装在安装座131上，并且通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动。伸缩驱动件132的伸缩活动端转动设置在安装座131上，使得滑动支架133和伸缩驱动件132在安装座131上安装更加容易，粒子束流在束实验装置生产组装更加方便。

参阅图1和2，为了避免活动腔室12内温度过高影响粒子束流在束实验，还设置冷却水循环输送机构4，所述活动腔室12外侧设置有冷却水套，所述冷却水循环输送机构4通过输水管和回水管与冷却水套连通，所述冷却水循环输送机构4将冷却水通过输水管输送至冷却水套内，所述冷却水循环输送机构4将冷却水套内的冷却水通过回水管抽出并冷却。由此，通过冷却水循环输送机构4循环将冷却水输入冷却水套，通过冷却水套内的冷却水为活动腔室12降温，从而保证粒子束流在束实验装置的准确性。冷却水循环输送机构4可以设置制冷水箱和循环抽水泵来进行冷却水的冷却和循环输送。

参阅图1和2，还包括抽真空机构5，所述抽真空机构5与活动腔室12连通，从而在活动腔室12内放入靶材并且活动腔室12与固定腔室11扣合密封后，可以通过抽真空机构5将活动腔室12与固定腔室11内的空腔抽真空，进而方便粒子束流在束实验。抽真空机构5可以采用真空泵。

参阅图1～5，本实施例的粒子束流在束实验装置工作时，先通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端分开，通过靶材输送机构3将靶材输送至真空实验机构1附近，通过靶材上下料机构2将靶材从靶材输送机构3上料至活动腔室12内的靶材固定托架121上；再通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端扣合，接着通过抽真空机构5将活动腔室12与固定腔室11内的空腔抽真空，然后可以进行粒子束流在束实验；粒子束流在束实验时通过冷却水循环输送机构4循环将冷却水输入冷却水套，通过冷却水套内的冷却水为活动腔室12降温；实验完成后通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端分开，通过靶材上下料机构2将试验后的靶材从活动腔室12内的靶材固定托架121下料至靶材输送机构3，最后通过靶材输送机构3将试验后的靶材从粒子束流在束实验装置下料。

实施例二

参阅图1～5，本实施例的粒子束流在束实验装置整体与实施例一中相同，并在实施例一的基础上改进靶材上下料机构2的结构，从而方便靶材上下料。本实施例与实施例一相同之处参阅实施一，下面就改进之处进一步说明。

参阅图4，所述靶材上下料机构2包括转动驱动件21、摆臂22和取料件23，所述摆臂22设置在转动驱动件21的活动端，所述取料件23设置在摆臂22上，所述转动驱动件21驱动摆臂22摆动，从而靶材上下料机构2摆动将靶材上料至活动腔室12内的靶材固定托架121上。转动驱动件21可以采用电机，取料件23可以采用真空吸盘。

参阅图4，所述靶材上下料机构2还包括靶材存放托架24，所述靶材存放托架24设置在摆臂22上方，所述转动驱动件21驱动摆臂22摆动从靶材存放托架24上抓取靶材，再摆动将靶材上料至活动腔室12内的靶材固定托架121上。靶材存放托架24可以设置为竖向的槽状结构，靶材放置在靶材存放托架24的竖槽内。

参阅图1～5，本实施例的粒子束流在束实验装置工作时，先通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端分开，通过靶材输送机构3将靶材输送至真空实验机构1附近，通过转动驱动件21驱动摆臂22摆动从靶材存放托架24上抓取靶材，并摆动将靶材上料至活动腔室12内的靶材固定托架121上；再通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端扣合，接着通过抽真空机构5将活动腔室12与固定腔室11内的空腔抽真空，然后可以进行粒子束流在束实验；粒子束流在束实验时通过冷却水循环输送机构4循环将冷却水输入冷却水套，通过冷却水套内的冷却水为活动腔室12降温；实验完成后通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端分开，试验后的靶材通过转动驱动件21驱动摆臂22摆动从活动腔室12内的靶材固定托架121下料至靶材输送机构3，最后通过靶材输送机构3将试验后的靶材从粒子束流在束实验装置下料。

实施例三

参阅图1～5，本实施例的粒子束流在束实验装置整体与实施例二中相同，并在实施例二的基础上改进靶材输送机构3。本实施例与实施例二相同之处参阅实施二，下面就改进之处进一步说明。

参阅图1，本实施例还设置靶材回收机构6，靶材回收机构6用来暂存粒子束流在束实验后的靶材。靶材回收机构6最好采用铅罐等具有屏蔽作用的容器。所述靶材回收机构6设置在摆臂22下方，所述靶材回收机构6通过靶材输送机构3驱动移动，从而可以通过靶材输送机构3驱动移动从摆臂22下方移走下料实验后的靶材。

参阅图1，所述靶材输送机构3包括驱动辊轮31和输送带32，所述驱动辊轮31驱动输送带32转动，所述靶材回收机构6设置在输送带32上。由此可以实现通过靶材输送机构3驱动移动从摆臂22下方移走下料实验后的靶材。

参阅图1～5，本实施例的粒子束流在束实验装置工作时，先通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端分开，通过靶材输送机构3将靶材输送至真空实验机构1附近，通过转动驱动件21驱动摆臂22摆动从靶材存放托架24上抓取靶材，并摆动将靶材上料至活动腔室12内的靶材固定托架121上；再通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端扣合，接着通过抽真空机构5将活动腔室12与固定腔室11内的空腔抽真空，然后可以进行粒子束流在束实验；粒子束流在束实验时通过冷却水循环输送机构4循环将冷却水输入冷却水套，通过冷却水套内的冷却水为活动腔室12降温；实验完成后通过伸缩驱动件132驱动滑动支架133在安装座131上滑动使得固定腔室11的开口端和活动腔室12的开口端分开，试验后的靶材通过转动驱动件21驱动摆臂22摆动从活动腔室12内的靶材固定托架121下料至靶材输送机构3上的靶材回收机构6内，最后通过靶材输送机构3将靶材回收机构6内存放的试验后的靶材从粒子束流在束实验装置下料。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粒子束流在束实验装置，其特征在于：包括真空实验机构(1)、靶材上下料机构(2)和靶材输送机构(3)，所述靶材上下料机构(2)和靶材输送机构(3)均设置在真空实验机构(1)附近，靶材通过靶材上下料机构(2)在靶材输送机构(3)与真空实验机构(1)之间上下料；所述真空实验机构(1)包括固定腔室(11)、活动腔室(12)和滑动开合驱动组件(13)，所述滑动开合驱动组件(13)驱动活动腔室(12)相对固定腔室(11)滑动，所述活动腔室(12)滑动与固定腔室(11)扣合或分开；所述活动腔室(12)内设置有靶材固定托架(121)，所述靶材固定托架(121)包括冷却腔室(122)和多个固定侧挡块(123)，所述冷却腔室(122)设置在靶材固定托架的背面，各所述固定侧挡块(123)分开设置在靶材固定托架(121)的正面。

2.根据权利要求1所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：所述滑动开合驱动组件(13)包括安装座(131)和伸缩驱动件(132)，所述活动腔室(12)滑动设置在安装座(131)上，所述伸缩驱动件(132)驱动活动腔室(12)在安装座(131)上滑动。

3.根据权利要求2所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：所述滑动开合驱动组件(13)还包括滑动支架(133)，所述滑动支架(133)通过滑轨结构设置在安装座(131)上，所述伸缩驱动件(132)驱动滑动支架(133)在安装座(131)上滑动，所述活动腔室(12)固定在滑动支架(133)上。

4.根据权利要求3所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：所述伸缩驱动件(132)设置在滑动支架(133)上，所述伸缩驱动件(132)的伸缩活动端转动设置在安装座(131)上。

5.根据权利要求1所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：还包括冷却水循环输送机构(4)，所述活动腔室(12)外侧设置有冷却水套，所述冷却水循环输送机构(4)与冷却水套连通，所述冷却水循环输送机构(4)将冷却水输送至冷却水套内，所述冷却水循环输送机构(4)将冷却水套内的冷却水抽出并冷却。

6.根据权利要求1所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：还包括抽真空机构(5)，所述抽真空机构(5)与活动腔室(12)连通。

7.根据权利要求1～6任一项所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：所述靶材上下料机构(2)包括转动驱动件(21)、摆臂(22)和取料件(23)，所述摆臂(22)设置在转动驱动件(21)的活动端，所述取料件(23)设置在摆臂(22)上，所述转动驱动件(21)驱动摆臂(22)摆动。

8.根据权利要求7所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：所述靶材上下料机构(2)还包括靶材存放托架(24)，所述靶材存放托架(24)设置在摆臂(22)上方，所述转动驱动件(21)驱动摆臂(22)摆动从靶材存放托架(24)上抓取靶材。

9.根据权利要求8所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：还包括靶材回收机构(6)，所述靶材回收机构(6)设置在摆臂(22)下方，所述靶材回收机构(6)通过靶材输送机构(3)驱动移动。

10.根据权利要求9所述的粒子束流在束实验装置，其特征在于：所述靶材输送机构(3)包括驱动辊轮(31)和输送带(32)，所述驱动辊轮(31)驱动输送带(32)转动，所述靶材回收机构(6)设置在输送带(32)上。

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