專利名稱:托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種托卡馬克真空室內(nèi)器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，具體是托卡馬克真空室內(nèi)的診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
可控磁約束熱核聚變研究是目前自然科學(xué)研究中一項(xiàng)具有十分重大意義的研究領(lǐng)域，商用聚變堆的建立將對(duì)維持和發(fā)展人類文明起著不可估量的作用。托卡馬克裝置被認(rèn)為是最有聚變能利用前景的可控磁約束熱核聚變研究裝置，其基本原理是運(yùn)用強(qiáng)大的磁場(chǎng)將等離子體約束在清潔超高真空室內(nèi)，通過(guò)外圍加熱設(shè)備將等離子體加熱到上億度的高溫，達(dá)到聚變反應(yīng)的條件，從而開展托卡馬克等離子體物理實(shí)驗(yàn)研究。等離子體診斷，即對(duì)等離子體的性質(zhì)、狀態(tài)及各種參量的監(jiān)測(cè)是等離子體物理實(shí)驗(yàn)首要解決的問(wèn)題，所以托卡馬克裝置都配備有數(shù)十種等離子體診斷設(shè)備，其中有些診斷器件需安裝在真空室內(nèi)。如H α 診斷就是其中一種，它是通過(guò)對(duì)中性氫輻射的監(jiān)控，研究托卡馬克中的再循環(huán)、粒子約束與輸運(yùn)，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體輻射行為和不穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)，它在真空室水平窗口內(nèi)安有光學(xué)平面反射鏡以助于監(jiān)測(cè)上下偏濾器等離子體。而真空室作為熱核聚變反應(yīng)的清潔超高真空運(yùn)行場(chǎng)所，在等離子體運(yùn)行前為了提高本體真空度，獲得高質(zhì)量的等離子體運(yùn)行環(huán)境，需要進(jìn)行250°C壁烘烤、硼化處理、輝光放電清洗及離子回旋放電清洗等真空壁處理，后三種處理手段會(huì)污染光學(xué)反射鏡甚至破壞光學(xué)反射膜，以至于尚失光學(xué)反射特性，從而使相應(yīng)的等離子體診斷無(wú)法進(jìn)行，會(huì)直接影響到托卡馬克等離子體物理實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行。所以為了保護(hù)像Ha診斷使用的光學(xué)平面反射鏡這樣的診斷器件在真空壁處理期間不受損害，需要設(shè)計(jì)專門的保護(hù)機(jī)構(gòu)。根據(jù)反射鏡的尺寸及光路要求，一般該保護(hù)機(jī)構(gòu)的行程較大(> 500mm)， 且因其超高真空高溫環(huán)境的工作條件及真空室窗口內(nèi)空間相對(duì)狹小的因素，使得該類機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)困難較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出了一種托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，能夠在超高真空高溫的運(yùn)行環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)大行程范圍內(nèi)的對(duì)診斷器件的保護(hù)作用，解決了高溫烘烤導(dǎo)致的構(gòu)件變形可能造成機(jī)構(gòu)卡死的技術(shù)難題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，包括有托卡馬克真空室窗口及法蘭組件，所述的托卡馬克真空室內(nèi)安裝有由光學(xué)反射鏡構(gòu)成的診斷器件，診斷器件的前、后端固定有前、后擋板，其特征在于所述的法蘭端面安裝有真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸，所述的托卡馬克真空室內(nèi)通過(guò)支撐架安裝有傳動(dòng)軸，所述的傳動(dòng)軸與真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)接；所述的診斷器件上方安裝有支撐軌道，所述的支撐軌道上滾動(dòng)配合有滑擋板；所述的傳動(dòng)軸上固定安裝有第一圓盤、第二圓盤，第一圓盤、第二圓盤輪緣上有凹槽，所述的第一、第二圓盤上連接有第一、第二鋼絲繩，第一、第二鋼絲繩分別繞過(guò)安裝于固定于托卡馬克真空室內(nèi)壁內(nèi)的定滑輪組件后連接于滑擋板上。[0007]所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的支撐軌道后端安裝有限位塊。
所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滑擋板上有6個(gè)小滾輪在軌道上滾滑動(dòng)，滑擋板左右兩側(cè)各有2個(gè)共4個(gè)側(cè)輪。
所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于第一、第二鋼絲繩分別穿過(guò)滑擋板上的小孔由不同的小壓片壓住，所述的小壓片點(diǎn)焊在滑擋板上。
所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的第一鋼絲繩在第一圓盤上與第二鋼絲繩在第二圓盤上的纏繞方向相反。
所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸由螺釘聯(lián)結(jié)在真空室窗口法蘭上，與窗口法蘭通過(guò)無(wú)氧銅刀口密封來(lái)滿足超高真空密封要求。
所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的滑擋板、支撐軌道、前后固定擋板、鋼絲繩、定滑輪組件、第一圓盤、第二圓盤、傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器的材質(zhì)均為316L不銹鋼，所述的鋼絲繩直徑為1. 5mm。
本發(fā)明保護(hù)診斷器件的滑擋板由第一、第二鋼絲繩控制，所述第一、第二鋼絲繩經(jīng)定滑輪引導(dǎo)后分別纏繞在傳動(dòng)軸上的第一、第二圓盤上，并分別與第一、第二圓盤固定聯(lián)結(jié)，所述傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器由真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸提供。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)第一、第二鋼絲繩在第一、第二圓盤上的收放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑擋板前后移動(dòng)對(duì)診斷器件的開合保護(hù)作用。
所述滑擋板放置在固定的支撐軌道上，滑擋板上有6個(gè)小滾輪在軌道上滾滑動(dòng)， 滑擋板左右兩側(cè)各有2個(gè)共4個(gè)側(cè)輪，以改善滑擋板滑動(dòng)時(shí)與軌道內(nèi)側(cè)壁的接觸情況；所述的滑擋板與左右支撐軌道，前、后固定擋板共同作用形成封閉空間來(lái)保護(hù)診斷器件。
第一鋼絲繩在第一圓盤上與第二鋼絲繩在第二圓盤上的纏繞方向相反，即第一、 第二圓盤跟隨傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終是一個(gè)圓盤在放繩，而另一圓盤在收繩；所述的鋼絲繩末端與圓盤的連接方式和鋼絲繩與滑擋板的聯(lián)結(jié)方法相同。
所述的真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸由螺釘聯(lián)結(jié)在真空室窗口法蘭上，與窗口法蘭通過(guò)無(wú)氧銅刀口密封來(lái)滿足超高真空密封要求。
本發(fā)明在EAST全超導(dǎo)托卡馬克裝置的Ha診斷器件(光學(xué)反射鏡)保護(hù)上得到成功運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離的穩(wěn)定可靠的對(duì)光學(xué)反射鏡的開合，確保反射鏡在真空壁處理期間不受損壞。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為滑擋板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為鋼絲繩與滑擋板的聯(lián)結(jié)示意圖。
圖4為傳動(dòng)軸處第一、第二圓盤與第一、第二鋼絲繩及定滑輪的聯(lián)結(jié)示意圖。
圖5為傳動(dòng)軸與真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸的聯(lián)結(jié)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0023]參見附圖。圖中標(biāo)號(hào)1-后擋板，2-診斷器件(光學(xué)反射鏡及其支撐)，3-支撐軌道，4-滑擋板，5-真空室窗口及其法蘭組件，6-小壓片(用于鋼絲繩與滑擋板的聯(lián)結(jié))， 7-第一定滑輪，8-第一鋼絲繩，9-第二鋼絲繩，10-限位塊，11-第二定滑輪，12-第三定滑輪，13-第四定滑輪，14-傳動(dòng)軸后端支撐，15-傳動(dòng)軸，16-第一圓盤，17-第二圓盤，18-聯(lián)軸器，19-真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸。
托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，包括有托卡馬克真空室窗口及法蘭組件5，所述的托卡馬克真空室內(nèi)安裝有包含光學(xué)反射鏡的診斷器件2，診斷器件2的前、 后端固定有前擋板及后擋板1，所述的法蘭端面安裝有真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸19，托卡馬克真空室內(nèi)通過(guò)支撐架11安裝有傳動(dòng)軸15，傳動(dòng)軸15與真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸19之間通過(guò)聯(lián)軸器18聯(lián)接； 所述的診斷器件2上方安裝有支撐軌道3，所述的支撐軌道3上滾動(dòng)配合有滑擋板4 ；所述的傳動(dòng)軸15上固定安裝有第一圓盤16、第二圓盤17，第一圓盤16、第二圓盤17輪緣上有凹槽，第一、第二圓盤16、17上連接有第一、第二鋼絲繩8、9，第一圓盤16上纏繞第一鋼絲繩8 經(jīng)第三、第一定滑輪后與滑擋板4固定聯(lián)結(jié)；第二圓盤17上纏繞第二鋼絲繩9經(jīng)第四、第二定滑輪后與滑擋板4固定聯(lián)結(jié)；滑擋板4放置在支撐軌道3上，可在軌道內(nèi)前后滑動(dòng)，軌道上靠近傳動(dòng)軸4的地方焊接有限位塊10，前固定擋板與后固定擋板1也起著對(duì)滑擋板的限位作用。第一定滑輪7位于診斷器件2的端部。
托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，工作時(shí)，在真空室窗口外部手動(dòng)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸19，真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸19帶動(dòng)傳動(dòng)軸15上的第一、第二圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，因第一、第二圓盤上鋼絲繩的纏繞方向相反，所以第一、第二鋼絲繩一根繃緊，一根松弛，從而帶動(dòng)滑擋板4在支撐軌道組件3內(nèi)滑動(dòng)。改變真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸19的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即可實(shí)現(xiàn)滑擋板4前后移動(dòng)對(duì)診斷器件2 (圖1示例中為光學(xué)平面反射鏡)的開合，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)診斷器件在真空壁處理期間不受損壞的目的。
5
權(quán)利要求
1.托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，包括有托卡馬克真空室窗口及法蘭組件，所述的托卡馬克真空室內(nèi)安裝有由光學(xué)反射鏡構(gòu)成的診斷器件，診斷器件的前、后端固定有前、后擋板，其特征在于所述的法蘭端面安裝有真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸，所述的托卡馬克真空室內(nèi)通過(guò)支撐架安裝有傳動(dòng)軸，所述的傳動(dòng)軸與真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)接；所述的診斷器件上方安裝有支撐軌道，所述的支撐軌道上滾動(dòng)配合有滑擋板；所述的傳動(dòng)軸上固定安裝有第一圓盤、第二圓盤，第一圓盤、第二圓盤輪緣上有凹槽，所述的第一、第二圓盤上連接有第一、第二鋼絲繩，第一、第二鋼絲繩分別繞過(guò)安裝于托卡馬克真空室內(nèi)壁內(nèi)的定滑輪組件后連接于滑擋板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的支撐軌道后端安裝有限位塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滑擋板上有6個(gè)小滾輪在軌道上滾動(dòng)，滑擋板左右兩側(cè)各有2個(gè)共4個(gè)側(cè)輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于第一、第二鋼絲繩分別穿過(guò)滑擋板上的小孔由不同的小壓片壓住，所述的小壓片點(diǎn)焊在滑擋板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的第一鋼絲繩在第一圓盤上與第二鋼絲繩在第二圓盤上的纏繞方向相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸由螺釘聯(lián)結(jié)在真空室窗口法蘭上，與窗口法蘭通過(guò)無(wú)氧銅刀口密封來(lái)滿足超高真空密封要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的滑擋板、支撐軌道、前后固定擋板、鋼絲繩、定滑輪組件、第一圓盤、第二圓盤、傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器的材質(zhì)均為316L不銹鋼，所述的鋼絲繩直徑為1. 5mm。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種托卡馬克真空室內(nèi)診斷器件的可移動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，包括有保護(hù)診斷器件的滑擋板，滑擋板的運(yùn)動(dòng)由固定聯(lián)結(jié)在滑擋板上的第一、第二鋼絲繩控制，所述第一、第二鋼絲繩經(jīng)定滑輪引導(dǎo)后分別纏繞在傳動(dòng)軸上的第一、第二圓盤上，并分別與第一、第二圓盤固定聯(lián)結(jié)，所述傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器由真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸提供。轉(zhuǎn)動(dòng)真空機(jī)械轉(zhuǎn)軸，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)第一、第二鋼絲繩在第一、第二圓盤上的收放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑擋板在支撐軌道內(nèi)前后移動(dòng)對(duì)診斷器件的開合保護(hù)作用。本發(fā)明避免了高溫烘烤可能對(duì)長(zhǎng)距離行程機(jī)構(gòu)造成卡死的現(xiàn)象。本發(fā)明已在EAST超導(dǎo)托卡馬克的Hα診斷器件(光學(xué)反射鏡)保護(hù)上得到成功運(yùn)用，確保反射鏡在真空壁處理期間不受損壞。
文檔編號(hào)G21B1/25GKCN101510451 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200910116451
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2009年3月30日
發(fā)明者姚達(dá)毛, 宋云濤, 彭學(xué)兵, 謝韓, 陳永華, 鮑立曼 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),