[发明专利]一种粒子束能够通过的非金属真空隔离窗有效
申请号: | 201110024487.3 | 申请日: | 2011-01-19 |
公开(公告)号: | CN102103968A | 公开(公告)日: | 2011-06-22 |
发明(设计)人: | 蒙峻;张军辉;杨伟顺;罗成;万玉琴 | 申请(专利权)人: | 中国科学院近代物理研究所 |
主分类号: | H01J37/301 | 分类号: | H01J37/301 |
代理公司: | 兰州振华专利代理有限责任公司 62102 | 代理人: | 张晋 |
地址: | 730000 *** | 国省代码: | 甘肃;62 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 粒子束 能够 通过 非金属 真空 隔离 | ||
技术领域
本发明涉及一种设置于离子束流处理装置中束流的终端,能使束流处理装置的真空环境与大气环境相隔离,同时能使束流穿过的隔离窗。
背景技术
在一些离子束流处理装置中束流的终端设置有隔离窗,其作用是隔离大气与系统内的真空环境,同时还需要使离子束流能通过隔离窗。现有技术中均采用金属膜窗。如中国发明专利85108631公开的用于真空电子束发生器或类似装置的高功率窗口,它包括一个或许多排列的导热性肋片,这些肋片平行且相互靠近地布置,弯曲地横跨过电子束薄膜窗口,真空压力使它们与薄膜内表面接触,肋片横断面在厚度上朝里逐渐变小。金属膜窗易于真空密封及强度较好,但这类金属膜窗却不适于一较特殊的离子束流处理装置使用。例如重离子治癌用加速器如采用这类的膜窗,由于材料中含质量数大的元素较多,当束流通过时会打出一些中子,妨碍治疗效果,而且产生的同位素衰减也很慢,污染治疗环境。
为解决现有技术的不足,可考虑采用非金属物质的膜窗,但这种结构的膜窗至今尚无具体结构的介绍,而且即使有这种膜窗其承受系统与环境间的压力差有相当的困难,如果在系统运行时发生膜破裂现象,除了对真空系统造成破坏外,大气产生的冲击波将发出巨大的爆裂声,会对在场人员的耳膜构成威胁。
发明内容
本发明提供一种可解决现有技术难题的、粒子束能够通过的非金属真空隔离窗。
本发明的粒子束能够通过的非金属真空隔离窗是在粒子束的大气出口处用支承装置设置有真空隔离窗,其支承装置中固定设置有两个用高分子材料制成的薄膜,在两个薄膜间形成一个可抽真空的区域,其中第一薄膜外表面与主真空系统接触,第二薄膜的外表面与非真空环境接触,第一薄膜的内表面外和第二薄膜的外表面外还分别设置有用高分子材料制成的网状支承物,两个薄膜间的可抽真空区域与真空泵连接,在作业时两膜窗间的真空度为0.5Pa~1.5Pa。
本发明的粒子束能够通过的非金属真空隔离窗的一种具体结构是:支承装置由支承件、左压板、右压板、中间压板、支承件与左、右压板间的连接件,中间压板与支承件间的连接件、右压板与中间压板间的连接件、设于左、右压板和支承件间的密封件构成,其中:支承件为由一个横结构和两个纵结构构成的呈П形截面的部件,支承件的横结构中间设有与膜窗对应的开口,在开口附近有与中间压板相连接的螺孔,横结构边缘开设有和纵结构贯通的用于与左、右压板固定连接用的通孔,П形支承件上开设有与真空泵连通的通道;左、右压板及中间压板均为中间带有与膜窗对应开口的近似平板的结构,其中的中间压板的中间开口旁设有与支承件或右压板相连接用的用于穿过固定螺钉的通孔;右压板的中间开有与膜窗对应的开口,该开口旁设有固定中间压板的螺孔,在使用状态下分别用左、右压板与支承件固定的两个由高分子材料膜制成的膜窗;在两个膜窗的右侧分别用中间压板与支承件横结构内侧和右压板外侧固定用高分子材料织成的网状膜窗支承物,左、右压板与支承件间设置有密封圈。
本发明的一个粒子束能够通过的非金属真空隔离窗的实施例采用的膜窗材料为75μm±5μm双向拉伸聚酯薄膜,所用的网状膜窗支承物材料为0.6mm±0.1mm的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维,网格横竖均匀分布,网线间隙为0.08mm±0.01mm。
本发明有如下优点:
1、本发明的这种粒子束能够通过的非金属真空隔离窗可克服现有技术所存在的问题,在使用中膜窗中子产额少。
2.由于采用了非金属薄膜,粒子束通过后的能损相对于金属薄膜小。
3、由于采用了双层膜的结构,可以使装置的真空状态得以保证,可以避免了膜破裂造成的真空破坏和对现场人员的伤害。
4、本发明通过设置其中间为次真空的二层膜的结构,使真空系统、膜间真空与大气环境间的压力梯度变小,大大降低了非金属膜在工作状态中所承载的拉力值。
5、本发明在非金属膜的承压侧还设置有用高分子材料制成的网状支承物,这一结构进一步提高了非金属膜的承压能力。
附图说明
附图1为本发明的一个实施例的使用面示意图,该面为真空环境一侧。
附图2为图1中F-F剖面示意图,图中:1为左压板,2为支承件,3为右压板,4为左侧中间压板,5为位于左侧(即位于大气环境侧)的非金属膜,6为位于左侧的网状膜窗支承物,7为抽真空的通道,8为位于右侧(即位于真空系统侧)的非金属膜,9为位于右侧的网状膜窗支承物,10为右侧中间压板,11为设于左或右压板与支承件间的密封圈。
具体实施方式
附图给出本发明的一个最佳实施例,以下结合本附图做详细解说:
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