專利名稱:中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于核機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置。
背景技術(shù)：
散裂中子源(CSNS)是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目。2011年中國建設(shè)的散裂中子源(CSNS)作為發(fā)展中國家的第一臺散裂中子源，將進(jìn)入世界四大散裂中子源行列。CSNS是開展前沿學(xué)科及高新技術(shù)研究的先進(jìn)大型實驗平臺，能夠為我國的多學(xué)科創(chuàng)新在國際上占領(lǐng)一席之地提供良好的機(jī)遇。主準(zhǔn)直器是CSNS RCS關(guān)鍵設(shè)備之一。CSNS的束流準(zhǔn)直器分別放置在環(huán)(RCS)和輸運(yùn)線(LRBT、RTBT)的特定位置，以消除不在預(yù)定軌道或動量有偏差的質(zhì)子，同時希望質(zhì)子捕獲激發(fā)的二次粒子和放射性同位素在束流準(zhǔn)直器內(nèi)吸收，通過這種方法來補(bǔ)償環(huán)和輸運(yùn)線元件的偏差。在CSNS的RCS中，設(shè)置有一個主準(zhǔn)直器、4個次準(zhǔn)直器和I個動量準(zhǔn)直器，在LRBT設(shè)置有I個動量準(zhǔn)直器、RTBT設(shè)置有4個動量準(zhǔn)直器，它們是確保CSNS高質(zhì)量運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。
由于準(zhǔn)直器要吸收、捕獲粒子，這決定了在束流準(zhǔn)直器工作區(qū)域為高輻射區(qū)域，因此束流準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與研制需要重點考慮輻射防護(hù)問題。為了減少機(jī)器運(yùn)行過程中束流準(zhǔn)直器對周圍元件的活化，束流準(zhǔn)直器需要有高的冷卻傳熱性能、抗輻射能力，其定位精度要求高，為了保證維護(hù)人員安全操作，在設(shè)計中還要充分考慮準(zhǔn)直器的遠(yuǎn)程操作和維護(hù)，盡可能減少輻射照射。準(zhǔn)直器作為高通量粉末衍射譜儀的關(guān)鍵部件之一，對于譜儀的正常運(yùn)行以及譜儀分辨率等性能的提高具有不可忽視的作用。目前國際上主要存在兩種類型的準(zhǔn)直器，以日本為代表的高真空準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器內(nèi)部處于真空狀態(tài)，這就對準(zhǔn)直器的材料性能與強(qiáng)度提出了很高的要求。另一種就是以國內(nèi)正在研制的通氣準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器內(nèi)部通入惰性氣體，可以降低對準(zhǔn)直器材料的性能要求。充入氣體如果不能在準(zhǔn)直器內(nèi)部完成良好循環(huán)，將會造成氣體活化，這是在設(shè)計中應(yīng)該極力避免的。該準(zhǔn)直器裝置通過設(shè)計良好的出入口條件，可以使氣體在準(zhǔn)直器內(nèi)部完成良好的循環(huán)。既降低了對準(zhǔn)直器材料的性能要求，又避免了氣體在準(zhǔn)直器內(nèi)部的活化作用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有準(zhǔn)直器存在的不足提出一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置，其特征在于，在外殼I的一端為準(zhǔn)直器大端口 7，另一端為準(zhǔn)直器小端口 6 ;外殼I內(nèi)縱向固定N條準(zhǔn)直器的豎直插板2，將外殼I分隔成N+1個扁形通道;M條準(zhǔn)直器的水平插板3與豎直插板2正交固定，將準(zhǔn)直器內(nèi)部分成不同的小格通道，這些小格通道供中子水平穿過和氣體流通；N+1個循環(huán)氣體入口 4分別設(shè)置在準(zhǔn)直器大端口 7端的通道頂面上；N+1個循環(huán)氣體出口 5設(shè)置在準(zhǔn)直器小端口 6端的通道底面上；為了實現(xiàn)通入氣體的良好循環(huán)，水平插板與豎直插板數(shù)量作適當(dāng)更改，甚至部分去除，保證氣體在循環(huán)過程中通過所有的小格空間，并且需要避免循環(huán)死區(qū)的存在。
所述N為2-6片；M為0-6片。[0006]所述的外殼殼厚在2mm IOmm之間；該殼厚應(yīng)該滿足裝置抗壓以及抗福射的要求，其材料應(yīng)具有良好的抗輻射性。
所述的豎直插板同樣需要滿足抗輻射的要求，其材料應(yīng)具有良好的抗輻射性，板的厚度在Imm 3mm之間。
所述外殼為方錐體。
本實用新型的有益效果:本發(fā)明采用通入氣體的方法可以減低腔體承受壓力，減小壁厚，在一定程度上降低腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度。橫豎插板可以形成內(nèi)部的中子通道，適當(dāng)減少插板數(shù)不僅是設(shè)計更加方便，也可以使通入氣體更好的完成內(nèi)部的循環(huán)，避免活化作用。本發(fā)明的目的是提供結(jié)構(gòu)簡單，準(zhǔn)確度高的準(zhǔn)直器裝置。作用降低準(zhǔn)直器內(nèi)氣體的活化水平，降低制造難度。


圖1為本實用新型通氣準(zhǔn)直器裝置示意圖。
圖2為去掉水平插板的通氣準(zhǔn)直器裝置示意圖
圖中，1-外殼；2_準(zhǔn)直器的豎直插板；3_準(zhǔn)直器的水平插板(必要時可去除)；4 -循環(huán)氣體入口 ；5 -循環(huán)氣體出口 ；6 -準(zhǔn)直器小端口 ；7 -準(zhǔn)直器大端口。
具體實施方式
本實用新型提出一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置，下面通過附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
圖1-2所示為通氣準(zhǔn)直器裝置示意圖。
圖中，在方錐體外殼I的一端為準(zhǔn)直器大端口 7,另一端為準(zhǔn)直器小端口 6 ;外殼I內(nèi)縱向固定兩條準(zhǔn)直器的豎直插板2，將方錐形外殼I分隔成三個扁形通道；四條準(zhǔn)直器的水平插板3與豎直插板2垂直平行固定，三個循環(huán)氣體入口 4分別設(shè)置在準(zhǔn)直器大端口 7端的三個扁形通道頂面上；三個循環(huán)氣體出口 5設(shè)置在準(zhǔn)直器小端口 6端的三個扁形通道底面上。在孔徑給定的情況下，則只需要考慮在殼上開孔的位置。
所述的外殼殼厚在2mm IOmm之間；該殼厚應(yīng)該滿足裝置抗壓以及抗福射的要求，其材料應(yīng)具有良好的抗輻射性。
所述的豎直插板同樣需要滿足抗輻射的要求，其材料應(yīng)具有良好的抗輻射性，板的厚度在Imm 3_之間；豎直插板的布置及數(shù)量對于裝置的性能具有重要的影響:插板的存在勢必會造成氣體漩渦的產(chǎn)生，及其分布的不均勻，但是插板作為準(zhǔn)直器的加強(qiáng)筋，可以使準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，加上充入的微正壓的氣體，可以使準(zhǔn)直器造價降低。
實施例
中子探測器與準(zhǔn)直器大端口 7相連，小端口 6與樣品腔相連。中子從大端口 7進(jìn)入準(zhǔn)直器內(nèi)部，水平穿過準(zhǔn)直器的豎直插板2與準(zhǔn)直器的水平插板3構(gòu)成的水平通道，然后從小端口 6離開準(zhǔn)直器，進(jìn)入樣品腔。
為了降低準(zhǔn)直器裝置的設(shè)計難度，通過向準(zhǔn)直器內(nèi)部通入氣體的方式來平衡準(zhǔn)直器的內(nèi)外壓差。所通入的氣體可以為氦氣、氬氣等中子吸收率低的氣體。
所涉及的準(zhǔn)直器的豎直插板2，準(zhǔn)直器的水平插板3可以適當(dāng)減少，尤其的是橫插板，必要時可以完全去除(如圖2所示)。
所涉及的循環(huán)氣體入口 4，供循環(huán)氣體進(jìn)入準(zhǔn)直器，通過豎直插板2，準(zhǔn)直器的水平插板3改變流通，在整個空間內(nèi)流動。所涉及的循環(huán)氣體出口 5，供循環(huán)氣體離開準(zhǔn)直器。整個過程保證準(zhǔn)直器空間內(nèi)不存在不流動的死角(如圖1所示)。
權(quán)利要求
1..一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置，其特征在于，在外殼(I)的一端為準(zhǔn)直器大端口(7 )，另一端為準(zhǔn)直器小端口( 6 );外殼(I)內(nèi)縱向固定N條準(zhǔn)直器的豎直插板(2 )，將外殼(I)分隔成N+1個扁形通道；M條準(zhǔn)直器的水平插板(3)與豎直插板(2)正交固定，將準(zhǔn)直器內(nèi)部分成不同的小格通道；N+1個循環(huán)氣體入口(4)分別設(shè)置在準(zhǔn)直器大端口(7)端的通道頂面上；N+1個循環(huán)氣體出口(5)設(shè)置在準(zhǔn)直器小端口(6)端的通道底面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置，其特征在于，所述N為2-6片；M為0-6片。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置，其特征在于，所述的外殼殼厚在2mnTl0mm之間；
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置，其特征在于，所述的豎直插板的厚度在lmnT3mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置，其特征在于，所述外殼為方錐體。
專利摘要
本實用新型公開了屬于機(jī)械設(shè)備和核技術(shù)領(lǐng)域：
的一種中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置。在準(zhǔn)直器錐體外殼內(nèi)，N條準(zhǔn)直器的豎直插板與M條準(zhǔn)直器的水平插板正交固定，將準(zhǔn)直器內(nèi)部分成不同的小格通道，這些小格通道供中子水平穿過和氣體流通；循環(huán)氣體入口設(shè)置在準(zhǔn)直器大端口頂面上，循環(huán)氣體出口設(shè)置在準(zhǔn)直器小端口端的底面上。中子準(zhǔn)直器氣體流通裝置分別放置在環(huán)和輸運(yùn)線的特定位置，以消除不在預(yù)定軌道或動量有偏差的質(zhì)子，這種方法可以補(bǔ)償環(huán)和輸運(yùn)線元件的偏差。本實用新型基于氣體流動原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理，很好的滿足了其氣體循環(huán)的要求，使得內(nèi)部氣體的活化在可接受的范圍內(nèi)。該裝置具有流通效果好，循環(huán)效率強(qiáng)，氣體利用率高。
文檔編號G21K1/02GKCN203026186SQ201220636014
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月27日
發(fā)明者周濤, 李精精, 鄒文重, 李云博 申請人:華北電力大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan