[發明專利]一種回旋加速器所用的旋轉式換靶機構

有效

• 申請號: 201810726365.0
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108811295B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 汪洋;安世忠;溫立鵬;盧曉通;邢建升
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H6/00
• 分類號: H05H6/00;H05H13/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 羅煥清

本發明涉及回旋加速器所用的旋轉式換靶機構，包括一大體呈圓盤形的剝離靶靶盤，可以繞一垂直穿過圓盤形的中心軸線轉動，包括一正圓面積和一外臨的環形段面積；多個有一定軸向深度且穿過軸向正端面的徑向槽，在環形段面積中等弧度間隔分布且軸向深度小于剝離靶靶盤的軸向厚度；和多個軸向穿透剝離靶靶盤的軸向通孔，等弧度間隔地分布在一接近剝離靶靶盤外圓周面并與之同心的圓周上，軸向通孔與徑向槽的等弧度間隔相等且前者不少于后者；一光發射器和一個光接收器，分別固定在剝離靶靶盤的軸向兩側，使光發射器發出的細柱狀光束可以逐個直射穿過多個軸向通孔而由光接收器接收到。本發明與傳統的定位方式相比，旋轉式換靶機構定位準確性大大提高。

技術領域

本發明涉及一種回旋加速器，具體涉及一種用于回旋加速器的旋轉式換靶機構。

背景技術

用于回旋加速器的旋轉式換靶機構，其運動過程在一個相對隱蔽的空間內，不便于觀察其運動過程，有時對于設備運動定位的要求很高，不允許存在較大的偏差，設備的后續工作需要在一個高度準確的位置下進行。比如100MeV質子回旋加速器的剝離靶換靶過程，傳統的做法是通過比較電子尺反饋回的電壓與給定電壓的差值是否落在控制卡的工作區域內來確定換靶位置的精準性，但由于靶盤轉動存在的機械誤差，很難做到精準定位，無法滿足要求。鑒于上述方法存在的諸多缺點，需要一種精確的旋轉式換靶機構。

更具體地說，剝離靶靶盤位于真空室內，是一種高精度旋轉運動裝置，作為換靶運動過程中的主要運動設備之一。剝離靶靶桿為一根徑向運動的直桿，也是換靶運動過程中的主要運動設備之一。剝離膜為換靶過程中的主要更換對象，加速引出的負氫粒子通過剝離膜剝離掉兩個電子而變成質子。

電子尺用來作為一種位置的反饋信號，靶盤與靶桿所處位置的不同，反饋回來的反饋電壓也不同，從而判斷靶桿與靶盤所處位置是否滿足換靶工作的安全要求。電動機為靶桿與靶盤的驅動裝置，通過電流驅動使靶桿與靶盤按照一個特定的運動速度運動，從而完成后續換靶工作。抱軸用來鎖死轉速機，當靶桿與靶盤運動到合適的換靶位置時，通過鎖定轉速計機來固定此精確的換靶位置。控制系統為剝離靶換靶過程提供了驅動、監測的作用。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于回旋加速器中更精確的旋轉式換靶機構。

為此，本發明提供下列技術方案：一種用于回旋加速器的旋轉式換靶機構，包括一個大體呈圓盤形的剝離靶靶盤，可以繞一個垂直穿過所述圓盤形中心的中心軸線轉動，所述大體呈圓盤形包括一個正圓面積和一個外臨的環形段面積，所述環形段面積環繞所述中心軸線的弧度角小于360度；所述剝離靶靶盤具有一個軸向厚度、一個平面狀的軸向正端面和一個平面狀并與所述軸向正端面平行相背的軸向背端面以及一個外圓周面，所述剝離靶靶盤包括：多個有一定軸向深度且穿過所述軸向正端面的徑向槽，所述多個徑向槽在環形段面積中等弧度間隔分布，所述徑向槽的軸向深度小于剝離靶靶盤的軸向厚度；和多個軸向穿透所述剝離靶靶盤的軸向通孔，所述軸向通孔等弧度間隔地分布在一個接近剝離靶靶盤外圓周面并與之同心的圓周上，所述軸向通孔的等弧度間隔與所述徑向槽的等弧度間隔相等，所述軸向通孔的數目不少于所述徑向槽的數目；所述旋轉式換靶機構還包括：一個光發射器和一個光接收器，分別固定在所述剝離靶靶盤的軸向兩側，使所述光發射器發出的細柱狀光束可以逐個直射穿過所述剝離靶靶盤的多個軸向通孔而由所述光接收器接收到。

所述旋轉式換靶機構是安裝在一個真空室之內的，光發射器和光接收器（通常稱之為光電開關）可以安裝到真空室內；也可以安裝到真空室外，只要真空室壁面局部透光就行。利用基準平板及水平尺將光電開關的光發射器及光接收器調節至同一水平面，同時在剝離靶靶盤上相應位置開好與光線孔徑大小一致的圓孔即軸向通孔，保證光電開關的光接收器能夠準確接收到光發射器發射的直射光線，為換靶過程提供一個安全、穩定、準確以及可靠的工作環境。