[发明专利]应用于多工位切换第二中子束线开关中的开关运动系统

说明书

本发明涉及中子束线开关技术领域，特别涉及一种应用于多工位切换第二中子束线开关中的开关运动系统；所述的开关运动系统包括动力传递系统、控制系统、底座及支撑系统、导管及调节系统和准直管及调节系统；所述的导管及调节系统包括导管、调节系统和导管连接板，导管可移动地设置于束流中心位置，调节系统设置于导管两端底部并调整导管空间位置，调节系统通过导管连接板与所述工作台相连；本发明提出一种由开关运动系统与屏蔽支撑系统和束流屏蔽系统共同构成一种可实现多工位切换的高精度第二中子束线开关，旨在谱仪束线上实现操作方便，运动时间短，重复定位精度高且具有多工位切换功能和束流通关功能的第二中子束线开关方案。

技术领域

本发明涉及中子束线开关技术领域，特别涉及一种应用于多工位切换第二中子束线开关中的开关运动系统。

背景技术

中子谱仪主要用于研究各类物质的结构和性质，目前在世界各地建造的中子谱仪主要包括两类，第一类称为中子散裂源谱仪，中子散裂源是基于加速器加速质子轰击靶产生中子；第二类称为中子反应堆谱仪，中子反应堆是基于铀裂变产生中子。

而中子束线开关在中子谱仪中用于打开和切断中子束流，在导通状态时，中子束流通过中子导管等中子光学部件传输至样品上。对于中子散裂源谱仪，每个谱仪都需要在散裂靶站中设有束线开关，也被称为主束线开关，由于靶站中的主开关在体积上较为庞大，开启和关闭的时间相对较长，因此部分中子散裂源谱仪会在谱仪大厅中的中子束线上建造第二个中子束线开关，例如美国的中子散裂源(SNS)的磁反射谱仪BL4A，液态反射谱仪BL4B，而第二中子束线开关一般设置得较为轻便且方便控制，从而使操作时间短，另外由于第二中子束线开关位于中子束流传输线上，因此设计精度需要较高。

有些谱仪基于实验需求，需要在束线的传输路径上建设可以实现三个或者三个以上部件进行切换的装置，例如两个不同规格的导管和一个准直管进行位置切换或者三种不同规格和尺寸的导管进行位置切换等功能，当第二中子束线开关的束流通断功能和不同规格的束流传输部件集成在一起时，则需要建设具有多工位切换功能的第二中子束线开关，该设备正常工作时，不仅需要通过部件切换以保障不同规格的中子传输部件传输中子束流，从而保证样品位置的中子通量，还需要在人员进入至散热室内时，可靠地截断中子束流以保证人员安全。此外，第二中子束线开关中的中子导管或者准直管在导通状态时的重复定位精度需要和中子导管相同，而中子导管或者准直管的准直安装精度要求较高，需要达到0.05mm。而现有技术中的中子束线开关主要采用液压或者气压驱动，并通过上下运动方式进行开或关的切换，例如中国专利(公开号CN104134471A)公开了一种中子通道闸门装置，该专利通过气缸驱动而使中子通道上下运动，利用限位开关进行信号反馈实现中子通道的开启或者关闭，但由于采用气压驱动，限位开关进行信号反馈，使得中子通道开启时的重复定位精度较低；而中国专利(公开号CN103454293A)公开了中子束线开关及准直安装方法，通过凹台和凸台的阶梯式配合以实现束线开关的准直安装，该技术方案还公开了用密封圈加法兰密封真空方式，能够实现中子导通作用真空壳体系统，但其仅限于实现真空壳体系统以及准直安装方法，难以保证中子束线开关内的中子导管重复定位精度，还难以保证中子束流高精度的要求。

发明内容

本发明的主要目是针对现有技术中，中子束线开关定位及重复定位精度低以及无法实现多工位切换的技术问题，提出一种开关运动系统，该开关运动系统与屏蔽支撑系统和束流屏蔽系统共同构成一种可实现多工位切换的高精度第二中子束线开关，旨在谱仪束线上实现操作方便，运动时间短，重复定位精度高且具有多工位切换功能和束流通关功能的第二中子束线开关方案。