一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于大功率長脈沖離子源放電室與加速器之間的絕緣屏蔽技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型應(yīng)用于托卡馬克裝置的大功率長脈沖離子源放電室與加速器之間；包括以下方面的設(shè)計(jì)：根據(jù)中性束離子源放電室與加速器的空間幾何尺寸，確定布置陶瓷絕緣屏蔽結(jié)構(gòu)的分布區(qū)域；采用多塊陶瓷片相壓接，并用陶瓷螺釘、陶瓷螺帽將各個(gè)陶瓷片固定于放電室上的方式，組成陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)；一個(gè)完整的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)共包括3種尺寸的陶瓷片，每種尺寸的陶瓷片各4片；每片陶瓷片的厚度為3mm。采用上述方案可以實(shí)現(xiàn)離子源放電室與加速器之間的絕緣屏蔽的同時(shí)，降低加工難度，減小加工成本。
【專利說明】
一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于大功率長脈沖離子源放電室與加速器之間的絕緣屏蔽技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在中國環(huán)流器HL-2M裝置第一條中性束束線離子源實(shí)驗(yàn)運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，在離子源放電室和加速器之間需要增加絕緣屏蔽，避免等離子體產(chǎn)生后在放電室和加速器之間產(chǎn)生局部拉弧而最終導(dǎo)致弧放電不正常，且嚴(yán)重時(shí)可能損壞放電室和加速器電極。由于該離子源是大功率長脈沖放電，因此，一般的絕緣材料，如麥拉或四氟材料，在離子源長脈沖高功率放電過程中由于受等離子體的轟擊而熔化或燒灼，使用壽命很短，無法滿足實(shí)驗(yàn)需求。因此，適合選用耐高溫的陶瓷材料。
[0003]HL-2M裝置第一條中性束束線離子源放電室和加速器之間的這種絕緣屏蔽外圍尺寸約為650mm*360mm。如果選用陶瓷材料做絕緣屏蔽，尺寸如此大的陶瓷板加工難度很大，由于大尺寸的陶瓷板在燒結(jié)過程中的變形量比較大大，滿足形變要求的成品率很低，對(duì)應(yīng)的加工成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)離子源放電室與加速器之間的絕緣屏蔽的同時(shí)，降低加工難度，減小加工成本。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0006]—種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于托卡馬克裝置的大功率長脈沖離子源放電室與加速器之間；包括以下方面的設(shè)計(jì):
[0007]根據(jù)中性束離子源放電室與加速器的空間幾何尺寸，確定布置陶瓷絕緣屏蔽結(jié)構(gòu)的分布區(qū)域:外邊框是長度為650mm、寬度為360mm、四個(gè)角的倒角為R20mm的矩形區(qū)域；
[0008]采用多塊陶瓷片相壓接，并用陶瓷螺釘、陶瓷螺帽將各個(gè)陶瓷片固定于放電室上的方式，組成陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)；
[0009]—個(gè)完整的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)共包括3種尺寸的陶瓷片，每種尺寸的陶瓷片各4片;每片陶瓷片的厚度為3mm;
[0010]第一種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為七邊形，七邊形的七條邊的長度依次為121_、121_、48_、15.17_、58.83丨2111111、15.17_、48_，七個(gè)內(nèi)角依次為90°、90。、90。、135°、135°、90°、90° ;在其中兩條長度為121mm的邊的夾角位置處設(shè)置R20mm的倒角，在兩個(gè)135°內(nèi)角的頂角處開設(shè)R20mm的倒角；
[0011]第二種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為長方形，長度為118mm，寬度為48mm;
[0012]第三種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為長方形，長度為149mm，寬度為48mm;
[0013]分別用1、2、3表示3種尺寸的陶瓷片，在相鄰的兩片陶瓷片之間銜接的部分為3種尺寸的陶瓷片結(jié)構(gòu)中在厚度方向上的截面上長度為48mm的邊;在相鄰的兩片陶瓷片之間銜接的部分設(shè)置臺(tái)階結(jié)構(gòu)；
[0014]3種尺寸的陶瓷片按以下順序依次連接:m-3-1-2-1-3-2-3-1-2，連接后形成外邊框是長度為650mm、寬度為360mm、四個(gè)角的倒角為R20mm的矩形區(qū)域；
[0015]在每片陶瓷片上設(shè)不少于2個(gè)小孔，小孔是圓臺(tái)狀開孔結(jié)構(gòu)，分為上部和下部兩部分，上部的直徑為LI，深度為1.6mm;下部的直徑為L2，深度為1.4mm;陶瓷螺釘、陶瓷螺帽分別與小孔的下部和上部相配合，將各陶瓷片固定于放電室上;陶瓷螺帽的高度為2mm。
[0016]進(jìn)一步的，如上所述的一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，陶瓷材料為以下兩種氧化鋁陶瓷的一種:氧化鋁含量為95%的95瓷、氧化鋁含量為99%的99瓷。
[0017]進(jìn)一步的，如上所述的一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，陶瓷片邊緣相對(duì)放電室邊緣向真空內(nèi)突出2_，以控制離子源放電室與加速器之間絕緣屏蔽。
[0018]本實(shí)用新型技術(shù)方案為HL-2M裝置第一條中性束束線離子源弧放電室和加速器之間設(shè)計(jì)了一種陶瓷絕緣屏蔽結(jié)構(gòu)。具有如下有益效果:
[0019](I)這種采用多塊陶瓷片相壓接的方式，并用陶瓷螺釘將各個(gè)陶瓷片固定于放電室上，組成了大面積的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了離子源放電室與加速器之間的絕緣屏蔽。
[0020](2)陶瓷材料的絕緣片耐高溫，在真空室內(nèi)的放氣率低，對(duì)真空帶來的污染較小，能夠滿足實(shí)驗(yàn)真空需求。
[0021](3)將面積較大的陶瓷板劃分為多片的方式，減小了單個(gè)陶瓷片的尺寸，降低了加工難度，大大減小了加工成本。
[0022](4)—個(gè)完整的絕緣屏蔽結(jié)構(gòu)共需要3種尺寸的陶瓷片，每種尺寸的絕緣片各需要四片，共12片。不同尺寸的陶瓷片數(shù)量較少，且每種尺寸的陶瓷片利用率高。加工組裝容易，價(jià)格便宜;單個(gè)陶瓷片更換也較為方便。
[0023](5)小孔采用了臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，陶瓷螺釘?shù)穆菝笨梢圆糠殖寥胄】着_(tái)階內(nèi)，為放電室下面接的加速器部分節(jié)省了空間。
【附圖說明】
[0024]圖1為陶瓷屏蔽層劃分示意圖。
[0025]圖中:I陶瓷片I，2陶瓷片2，3陶瓷片3。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]本實(shí)用新型一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于托卡馬克裝置的大功率長脈沖離子源放電室與加速器之間;根據(jù)HL-2M裝置的第一條5MW的中性束離子源放電室與加速器的空間幾何尺寸，包括以下方面的設(shè)計(jì):
[0028]根據(jù)中性束離子源放電室與加速器的空間幾何尺寸，確定布置陶瓷絕緣屏蔽結(jié)構(gòu)的分布區(qū)域:外邊框是長度為650mm、寬度為360mm、四個(gè)角的倒角為R20mm的矩形區(qū)域；
[0029]采用多塊陶瓷片相壓接，并用陶瓷螺釘、陶瓷螺帽將各個(gè)陶瓷片固定于放電室上的方式，組成陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)；
[0030]—個(gè)完整的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)共包括3種尺寸的陶瓷片，每種尺寸的陶瓷片各4片;每片陶瓷片的厚度為3mm;在本實(shí)施例中，陶瓷材料為以下兩種氧化鋁陶瓷的一種:氧化鋁含量為95%的95瓷、氧化鋁含量為99%的99瓷；陶瓷片邊緣相對(duì)放電室邊緣向真空內(nèi)突出2mm，以控制離子源放電室與加速器之間絕緣屏蔽。
[0031]第一種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為七邊形，七邊形的七條邊的長度依次為121_、121_、48_、15.17_、58.83丨2111111、15.17_、48_，七個(gè)內(nèi)角依次為90°、90。、90。、135°、135°、90°、90° ;在其中兩條長度為121mm的邊的夾角位置處設(shè)置R20mm的倒角，在兩個(gè)135°內(nèi)角的頂角處開設(shè)R20mm的倒角；
[0032]第二種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為長方形，長度為118mm，寬度為48mm;
[0033]第三種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為長方形，長度為149mm，寬度為48mm;
[0034]分別用1、2、3表示3種尺寸的陶瓷片，在相鄰的兩片陶瓷片之間銜接的部分為3種尺寸的陶瓷片結(jié)構(gòu)中在厚度方向上的截面上長度為48mm的邊;在相鄰的兩片陶瓷片之間銜接的部分設(shè)置臺(tái)階結(jié)構(gòu)；
[0035]3種尺寸的陶瓷片按以下順序依次連接:1-3-2-3-1-2-1-3-2-3-1-2，連接后形成外邊框是長度為650mm、寬度為360mm、四個(gè)角的倒角為R20mm的矩形區(qū)域；
[0036]在每片陶瓷片上設(shè)置不少于2個(gè)小孔，小孔是圓臺(tái)狀開孔結(jié)構(gòu)，分為上部和下部兩部分，上部的直徑為LI，深度為1.6_;下部的直徑為L2，深度為1.4mm;陶瓷螺釘、陶瓷螺帽分別與小孔的下部和上部相配合，將各陶瓷片固定于放電室上;陶瓷螺帽的高度為2mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于托卡馬克裝置的大功率長脈沖離子源放電室與加速器之間；其特征在于，包括以下方面的設(shè)計(jì): 根據(jù)中性束離子源放電室與加速器的空間幾何尺寸，確定布置陶瓷絕緣屏蔽結(jié)構(gòu)的分布區(qū)域:外邊框是長度為650mm、寬度為360mm、四個(gè)角的倒角為R20mm的矩形區(qū)域； 采用多塊陶瓷片相壓接，并用陶瓷螺釘、陶瓷螺帽將各個(gè)陶瓷片固定于放電室上的方式，組成陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)； 一個(gè)完整的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)共包括3種尺寸的陶瓷片，每種尺寸的陶瓷片各4片;每片陶瓷片的厚度為3mm; 第一種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為七邊形，七邊形的七條邊的長度依次為121mm、121mm、48mm、15.17mm、58.83^T2mm、15.17mm、48mm，七個(gè)內(nèi)角依次為90°、90。、90。、135°、135°、90°、90° ;在其中兩條長度為121mm的邊的夾角位置處設(shè)置R20mm的倒角，在兩個(gè)135°內(nèi)角的頂角處開設(shè)R20mm的倒角； 第二種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為長方形，長度為118mm，寬度為48mm; 第三種尺寸的陶瓷片在厚度方向上的截面為長方形，長度為149mm，寬度為48mm; 分別用1、2、3表示3種尺寸的陶瓷片，在相鄰的兩片陶瓷片之間銜接的部分為3種尺寸的陶瓷片結(jié)構(gòu)中在厚度方向上的截面上長度為48mm的邊;在相鄰的兩片陶瓷片之間銜接的部分設(shè)置臺(tái)階結(jié)構(gòu)； 3種尺寸的陶瓷片按以下順序依次連接:1-3-2-3-1-2-1-3-2-3-1-2，連接后形成外邊框是長度為650mm、寬度為360mm、四個(gè)角的倒角為R20mm的矩形區(qū)域； 在每片陶瓷片上設(shè)置不少于2個(gè)小孔，小孔是圓臺(tái)狀開孔結(jié)構(gòu)，分為上部和下部兩部分，上部的直徑為LI，深度為1.6mm;下部的直徑為L2，深度為1.4mm;陶瓷螺釘、陶瓷螺帽分別與小孔的下部和上部相配合，將各陶瓷片固定于放電室上;陶瓷螺帽的高度為2mm。2.如權(quán)利要求1所述的一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:陶瓷材料為以下兩種氧化鋁陶瓷的一種:氧化鋁含量為95%的95瓷、氧化鋁含量為99%的99瓷。3.如權(quán)利要求1所述的一種離子源放電室與加速器之間的陶瓷屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:陶瓷片邊緣相對(duì)放電室邊緣向真空內(nèi)突出2mm，以控制離子源放電室與加速器之間絕緣屏蔽。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK205452232SQ201521129867
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】魏會(huì)領(lǐng), 曹建勇
【申請(qǐng)人】核工業(yè)西南物理研究院