[发明专利]一种基于磁流体真空密封的量热靶水路及靶板张合结构

说明书

本发明公开了一种基于磁流体真空密封的量热靶水路及靶板张合结构，它包括量热靶结构、支撑结构、量热靶靶板及张合结构、真空密封法兰、磁流体密封腔、被驱动齿轮、多层水管兼转轴、出水接头、进水接头、驱动步进电机、驱动齿轮、量出水汇合腔、水冷无氧铜板、出水铜管、进水管、靶板分水腔、转轴，转动滑轮、限位器和转动轴承。其有益效果在于：该测量靶相对碟片伸缩结构的升降量热靶，驱动动力小，驱动机构体积和高度大大减小，重心低，安装安全方便。

技术领域

本发明属于磁约束聚变堆点火加热用的基于负离子源的高功率中性束注入(NNBI)加热技术领域，具体涉及XX。本发明涉及离子束或者中性束高热负荷量热测量靶张开和闭合两种状态的结构。

背景技术

基于负离子源的中性束注入(NNBI)加热和电流驱动是未来聚变实验堆、工程堆以及示范堆必不可少的点火加热手段。主动水冷量热测量靶是NNBI加热束线必不可少的设备之一，主要用于截获束线调试过程中的高功率中性束束功率，并利用量热测量原理测量截获的束功率，并利用布置在量热靶上热电偶阵列诊断束功率密度分布。NNBI加热束线两个运行状态，一个是束线调试状态，另一是中性束注入等离子体加热状态，这就导致量热靶只能用于调试状态。在中性束注入加热状态下，量热靶不能截获中性束束功率，需要移开靶板或者张开靶板，让高功率中性束直接注入等离子体。

在HL-2M装置的5MW-NBI加热束线中，采用量热靶升降来满足NBI加热束线的调试和注入状态，升降机构采用了高伸缩比的碟片式波纹管，量热靶升降伴随着波纹管的伸缩，保证了量热靶升降过程中的高真空性能。采用波纹管伸缩的量热靶升降结构，体积大，安装和维护不方便，造价高。为此我们选择V字形靶板，通过靶板的张开和闭合来满足NNBI加热束线的两种运行状态。传统的张合结构可以采用气缸驱动，但是气缸驱动也同样涉及到张合过程中真空密封问题，气缸驱动的结构复杂。

为研制HL-2M装置基于负离子源的NNBI加热束线，高功率准稳态负离子源测试平台，本发明一种采用转轴磁流体真空密封的量热靶张合结构，满足中性束加热束线调试和注入两种状态，并保证高真空性能不变，满足NNBI系统稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于磁流体真空密封的量热靶水路及靶板张合结构，它能够为HL-2M装置以及高功率准稳态负离子源测试平台提供一种具备主动水冷靶板张合功能的量热靶，用于量热测量中性束功率及诊断束功率密度分布。

本发明的技术方案如下：一种基于磁流体真空密封的量热靶水路及靶板张合结构，它包括量热靶结构、支撑结构、量热靶靶板及张合结构、真空密封法兰、磁流体密封腔、被驱动齿轮、多层水管兼转轴、出水接头、进水接头、驱动步进电机、驱动齿轮、量出水汇合腔、水冷无氧铜板、出水铜管、进水管、靶板分水腔、转轴，转动滑轮、限位器和转动轴承。

所述的量热靶结构为上下两层的结构。

所述的量热靶结构的顶层为真空密封法兰。

所述的真空密封法兰上设置磁流体密封腔。

所述的磁流体密封腔上设置被驱动齿轮。

所述的被驱动齿轮上设置多层水管兼转轴。

所述的多层水管兼转轴上设置出水接头和进水接头，被驱动齿轮与驱动齿轮相啮合。

所述的驱动齿轮上设置驱动步进电机。

所述的量热靶靶板及张合结构包括磁流体密封腔，被驱动齿轮，驱动步进电机，量出水汇合腔，水冷无氧铜板，出水铜管，进水管和靶板分水腔。

所述的量出水汇合腔的上端固定出水铜管，量出水汇合腔的下端固定进水管，量热靶靶板及张合结构的上部设置磁流体密封腔，磁流体密封腔上设置被驱动齿轮；进水管连接靶板分水腔，靶板分水腔连接转轴，转轴与转动轴承连接，靶板分水腔的下部连接转动滑轮和限位器和转动轴承。