[实用新型]液态金属冷却的旋转靶装置

说明书

本实用新型涉及一种液态金属冷却的旋转靶装置，用于各类加速器上的高热负荷靶装置，特别是用于高通量的中子发生器或用于密封中子管中，属核物理技术领域。

加速器上使用的旋转靶都有一个动态旋转机构使处于真空状态下的靶体受在真空以外的马达等骓动而旋转并利用传热介质将靶体受高能粒子轰击产生的热量导出而达到冷却靶体的目的。具体结构如图1所示，其中1是软管，2是旋转密封，3是靶体，4是集水器，5是冷却水，6是靶，7是循环水，8是传动键，9是限流孔。已有技术不足之处为：1）旋转运动的传递必须有一个贯通真空系统的动态密封装置，只能运用于经常有真空泵排气的动态系统，而不能用于类似真空管的静态真空系统，因此限制了旋转装置的应用范围。2）传热依靠液体循环，其传热效率较低，且装置结构复杂。

本实用新型的目的是设计一种新型的旋转靶装置。靶体采用常温下的液态金属作支持、润滑和导热介质，取消已有技术中的动态旋转密封装置，以简化装置机构，提高热量传递效率。

本实用新型的内容是：液态金属冷却的旋转靶装置由靶室、液态金属薄片、冷却水导管、耦合用永磁体和旋转驱动器组成。靶片浮托于液态金属薄层之上，金属薄层与靶室璧接触。由于液态金属与靶片及靶室璧接触面处形成很强的分子作用力，因此靶片无论处于垂直、水平以至倒置悬挂状态均能正常工作。靶片的另一侧为永磁体，该永磁体与靶室外旋转驱动轴上的永磁体相耦合，带动靶片旋转。冷却水导管置于靶室外，靶与靶室间的液态金属薄层将靶上产生的热量传递出去，通过靶室外的循环冷却水将热量带走。

附图说明：

图1是已有技术结构示意图。

图2是本实用新型结构示意图。

下面结合附图，详细介绍本实用新型的内容。图2中，10是靶片，11是液态金属薄层，12是永磁体，13是旋转驱动轴，14是冷却水导管，15是法兰盘，16是光栏片，17是靶室。图2中法兰盘15是用于联接加速器本体。高能离子束沿图示箭头方向轰击旋转靶10产生大量热能。靶10在液态金属11的支持下通过位于真空室17以外的旋转动力矩的驱动而均速旋转。这样不断地更换靶面受到离子束轰击的位置可以大大改善热量的传递效果，受热的靶面旋转离开束流的轰击，同时通过接触的液态金属将热量传导至靶室17最后被循环冷却水14带走。这样就达到冷却靶的目的。靶10旋转力矩的产生和空间耦合可有多种方案，其中最简单的一种就是如图2所示的永磁体之间的磁耦合方式：旋转驱动轴13可用电机带动产生旋转力矩，在轴的端部固定有耦合用的永磁体12。当永磁体12旋转时其磁力线通过真空室17的器壁与固定于靶10上的永磁体12相作用而带动其旋转从而驱动靶10产生旋转运动。光栏片16是用于限制离子束轰击靶面的位置，孔径可以调节。