[發(fā)明專利]小型流體循環(huán)系統(tǒng)及產(chǎn)生循環(huán)流體的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310462821.6
• 申請(qǐng)日: 2023-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN116321643A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫海軼;彭凱倫;鄒家杰;王關(guān)德;彭宇杰;冷雨欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): H05G1/02
• 分類號(hào): H05G1/02;H05G1/08;H05G1/30;H05H1/24
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種小型流體循環(huán)系統(tǒng)及產(chǎn)生循環(huán)流體的方法，系統(tǒng)包括泵體、背壓閥、壓力傳感器、壓力表、過濾器、質(zhì)量流量計(jì)、緩沖罐、截止閥、噴嘴、截止閥、具有開關(guān)的儲(chǔ)液罐、具有開關(guān)的氮?dú)馄亢途哂虚_關(guān)的氬氣瓶。流體在泵體的作用下做循環(huán)往復(fù)流動(dòng)，液柱直徑通過所述的噴嘴的直徑調(diào)節(jié)，流量和速度通過所述的背壓閥調(diào)節(jié)，質(zhì)量流量計(jì)可實(shí)時(shí)顯示管道中流體的實(shí)際流量。本發(fā)明具有安裝方便、集成化程度高、射流的直徑、速度和流量調(diào)節(jié)方便、操作簡單的特點(diǎn)，適用于不同波段等離子體光的發(fā)射，及相關(guān)的科學(xué)研究或平臺(tái)開發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子束或激光與流體相互作用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種小型流體循環(huán)系統(tǒng)及產(chǎn)生循環(huán)流體的方法，可循環(huán)產(chǎn)生一定直徑的射流，通過電子束或激光轟擊射流，可用于一定波段光源的產(chǎn)生或者等離子體光發(fā)射的科學(xué)研究。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的X射線管采用電子束與固體金屬相互作用產(chǎn)生，這種產(chǎn)生方式帶來的熱負(fù)載較大，從而限制了X射線的輸出功率。如果用液體替代固體金屬，液態(tài)金屬因?yàn)楸旧硖幱谌廴跔顟B(tài)，所以無需考慮由于溫度升高而產(chǎn)生的熔化現(xiàn)象。另一方面，液態(tài)金屬可以快速循環(huán)更新，熱積聚效應(yīng)不明顯，從而有助于產(chǎn)生更高功率的X射線流。

此外，在現(xiàn)有的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，大多采用激光與固體靶相互作用產(chǎn)生等離子體，但為了確保每一發(fā)激光擊中的都是新的物質(zhì)表面，需要將固體靶安裝在一個(gè)位移臺(tái)上，并要求位移臺(tái)按照一定的頻率快速移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中，往往經(jīng)過很短的時(shí)間，就需要更換新的靶材，更換靶材后，還需要重新調(diào)節(jié)激光聚焦條件，十分麻煩。射流靶就不存在這樣的問題，因?yàn)榱黧w一直處于循環(huán)狀態(tài)，而且速度也可以達(dá)到很高的值，同時(shí)也省去了頻繁換靶和調(diào)靶的麻煩。

因此，研制一套滿足電子束或激光與流體相互作用的射流循環(huán)系統(tǒng)具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決電子束或激光與物質(zhì)相互作用過程中的熱積累效應(yīng)以及固體靶頻繁換靶、調(diào)靶的問題，提出一種小型流體循環(huán)系統(tǒng)及產(chǎn)生循環(huán)流體的方法，本系統(tǒng)安裝方便，易于操作，適用于X射線光的產(chǎn)生、激光與物質(zhì)相互作用實(shí)驗(yàn)，及等離子體發(fā)光的相關(guān)研究。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種小型流體循環(huán)系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，包括泵體、壓力傳感器、緩沖罐、機(jī)械壓力表、背壓閥、過濾器、質(zhì)量流量計(jì)、機(jī)械壓力表、噴嘴、截止閥、具有開關(guān)的儲(chǔ)液罐、具有開關(guān)的氮?dú)馄亢途哂虚_關(guān)的氬氣瓶，自所述的泵體的出口端經(jīng)所述的壓力傳感器、緩沖罐、機(jī)械壓力表、背壓閥、過濾器、質(zhì)量流量計(jì)、機(jī)械壓力表、噴嘴和泵體的輸入端口通過管道依次相連，所述的噴嘴下方的管道較高處還與所述的開關(guān)的儲(chǔ)液罐相連接，該管道的最底端連接所述的截止閥，所述的緩沖罐的第三端口通過管道與具有開關(guān)的氮?dú)馄亢途哂虚_關(guān)的氬氣瓶相連。

所述的泵體為流體隔膜泵，流量可調(diào)節(jié)，所述的泵體的兩端分別設(shè)有泵出口和吸入口，通過改變泵內(nèi)柱塞的沖程可吸入或泵出流體。

所述的壓力傳感器為數(shù)顯壓力表，可以實(shí)時(shí)測量并顯示泵體出口端的壓力，壓力表量程可根據(jù)需要選配。

所述的背壓閥用于調(diào)節(jié)所述的泵體的出口端的壓力，壓力具體數(shù)值通過所述的機(jī)械壓力表實(shí)時(shí)顯示。

所述的過濾器由金屬或PP、PVC、陶瓷等材質(zhì)制作，根據(jù)循環(huán)流體的性質(zhì)選擇，孔隙幾微米到百微米量級(jí)。

所述的質(zhì)量流量計(jì)連接在所述的過濾器之后，實(shí)時(shí)測量通過管道的流量，兼具數(shù)顯功能。

所述的機(jī)械壓力表連接在所述的質(zhì)量流量計(jì)之后，用于實(shí)時(shí)顯示經(jīng)所述的背壓閥調(diào)節(jié)后，并經(jīng)過所述的過濾器之后管道內(nèi)流體的實(shí)際壓力。

所述的噴嘴呈圓錐形，由不銹鋼、鈦、鎢金屬材料、石英玻璃或藍(lán)寶石、白寶石、碳化硅等陶瓷材料加工而成；孔徑微米量級(jí)，根據(jù)所需流體的直徑自行選擇。

所述的噴嘴與連接管道采用密封圈端面密封或者VCR方式密封。