本發(fā)明涉及束流準(zhǔn)直器領(lǐng)域，具體涉及一種束流準(zhǔn)直器的刮束器結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

按照強流加速器的一般設(shè)計原則，隧道內(nèi)的束流損失要控制在1w/m才能進(jìn)行加速器部件的手工維護(hù)。束流準(zhǔn)直器作為散裂中子源的重要組成組件，其主要用于消除不在預(yù)定軌道或動量有偏差的質(zhì)子，同時吸收質(zhì)子捕獲激發(fā)的二次粒子和放射性同位素。國外類似裝置有：

美國散裂中子源sns的主準(zhǔn)直器由四個非對稱分布刮束器組成，每個刮束器有獨立的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其次準(zhǔn)直器由一個雙層同軸的真空室組成，真空室周圍環(huán)繞著不銹鋼管球的水冷層。該種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，但刮束器排列方式受束暈粒子相空間的影響和限制。

日本散裂中子源j-parc的主準(zhǔn)直器由四個對稱分布的刮束器組成，每個刮束器有獨立的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置采用絲杠結(jié)構(gòu)。次級準(zhǔn)直器與主準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)類似。該類準(zhǔn)直器的刮束器排列靈活，占用空間大，可以為輻射屏蔽鐵留出足夠的空間，且滾珠絲杠傳動相對鏈傳動能夠提供更高的傳動精度。但同樣，其刮束器結(jié)構(gòu)設(shè)計也存在不足之處，主要變現(xiàn)在當(dāng)控制系統(tǒng)故障時，缺乏刮束器機械限位機構(gòu)，在實際使用中，會出現(xiàn)次級準(zhǔn)直器中處于相對位置的兩個水平刮束器相撞的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本申請需要提供一種束流準(zhǔn)直器的刮束器結(jié)構(gòu)，該刮束器結(jié)構(gòu)能夠保證在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時對波紋管及刮頭起到保護(hù)作用，避免處于相對位置的兩個刮束器可能發(fā)生碰撞的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該刮束器結(jié)構(gòu)包括刮束器及驅(qū)動所述刮束器作往復(fù)移動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括：

抱緊機構(gòu)，所述抱緊機構(gòu)套設(shè)于所述刮束器的外周，所述抱緊機構(gòu)具有向外延伸的限位柱；

移動平臺，其至少能夠沿一個方向往復(fù)移動，所述抱緊機構(gòu)固定安裝于移動平臺之上，所述移動平臺上設(shè)有至少兩個限位開關(guān)；

底座，所述移動平臺安裝于底座之上，所述底座具有沿所述移動平臺移動方向設(shè)置的限位槽，所述限位柱卡入所述限位槽。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述抱緊機構(gòu)包括抱緊部及底板，所述抱緊部套設(shè)于所述刮束器的外周，所述底板固定設(shè)置于所述移動平臺之上，所述限位柱由底板的邊緣向外延伸形成。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述抱緊部包括主半圓抱緊部及副半圓抱緊部，所述副半圓抱緊部蓋設(shè)于主半圓抱緊部之上。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述移動平臺包括移動板及移動板支座，所述移動板支座上具有供所述移動板移動的導(dǎo)軌。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述限位開關(guān)沿所述移動板的移動方向設(shè)置并位于所述移動板支座之上。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述底座包括基板及設(shè)置于所述基板之上的限位板，所述限位板沿所述移動板的移動方向設(shè)置，所述限位槽設(shè)置于限位板之上。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述刮束器包括刮頭、導(dǎo)向管、法蘭、波紋管及密封端蓋，所述刮頭處于導(dǎo)向管的端部，所述波紋管通過密封端蓋連接于導(dǎo)向管的外周，所述導(dǎo)向管的外周具有沿周向設(shè)置的一對卡條，所述抱緊機構(gòu)處于一對卡條之間。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述刮束器還包括導(dǎo)向管套筒，所述導(dǎo)向管套筒套設(shè)于所述導(dǎo)向管的外周并處于所述法蘭與波紋管之間，所述波紋管的一部分套設(shè)于導(dǎo)向管套筒的外周。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述刮束器還包括溫度探頭、中部散熱桿及散熱部，所述矩形法蘭上裝有穿墻子，其真空內(nèi)部的接頭與溫度探頭連接，真空外的接頭與控制線連接，用于對真空內(nèi)刮頭的溫度進(jìn)行監(jiān)測，所述散熱部具有散熱片。

根據(jù)本發(fā)明所述的刮束器結(jié)構(gòu)，可選的，所述散熱部還具有散熱水管，所述散熱部的內(nèi)部設(shè)有散熱流道，所述散熱流道連通于散熱水管。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過移動平臺帶動抱緊機構(gòu)，繼而帶動刮束器作往復(fù)移動，在移動過程中，由于限位開關(guān)和限位柱及限位槽的存在，使得刮束器的位置能夠得到很好的限定，能夠保證在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時對刮束器的波紋管及刮頭起到保護(hù)作用，避免處于相對位置的兩個刮束器可能發(fā)生碰撞的缺陷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的另一視圖；

圖3為圖1沿a-a方向的剖視圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。其中不同實施方式中類似元件采用了相關(guān)聯(lián)的類似的元件標(biāo)號。在以下的實施方式中，很多細(xì)節(jié)描述是為了使得本申請能被更好的理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以毫不費力的認(rèn)識到，其中部分特征在不同情況下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情況下，本申請相關(guān)的一些操作并沒有在說明書中顯示或者描述，這是為了避免本申請的核心部分被過多的描述所淹沒，而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，詳細(xì)描述這些相關(guān)操作并不是必要的，他們根據(jù)說明書中的描述以及本領(lǐng)域的一般技術(shù)知識即可完整了解相關(guān)操作。

另外，說明書中所描述的特點、操作或者特征可以以任意適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合形成各種實施方式。同時，方法描述中的各步驟或者動作也可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所能顯而易見的方式進(jìn)行順序調(diào)換或調(diào)整。因此，說明書和附圖中的各種順序只是為了清楚描述某一個實施例，并不意味著是必須的順序，除非另有說明其中某個順序是必須遵循的。

本文中為部件所編序號本身，例如“第一”、“第二”等，僅用于區(qū)分所描述的對象，不具有任何順序或技術(shù)含義。而本申請所說“連接”、“聯(lián)接”，如無特別說明，均包括直接和間接連接(聯(lián)接)。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

請參閱圖1-3，本發(fā)明實施方式中的刮束器結(jié)構(gòu)包括刮束器100及驅(qū)動刮束器100作往復(fù)移動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)200。

在本實施方式中，刮束器100包括刮頭110、導(dǎo)向管120、法蘭130、波紋管140及密封端蓋150，刮頭110處于導(dǎo)向管120的端部，波紋管140通過密封端蓋150連接于導(dǎo)向管120的外周。在本申請的實施方式中，刮頭110的具體形狀及類型可根據(jù)實際需求而定。同樣，法蘭130也可根據(jù)使用場合的不同而具有不同的選擇，例如，法蘭130可以選擇圓形或者矩形法蘭，以便與真空盒上的法蘭進(jìn)行完美對接。

在一般情況下，一套束流準(zhǔn)直器包括4個刮束器100，每個刮束器100具有各自獨立的驅(qū)動裝置，如背景技術(shù)中所介紹的美國散裂中子源sns與日本散裂中子源j-parc。但上述兩種類型的驅(qū)動裝置沒有對刮束器100進(jìn)行限位以及對行程進(jìn)行保護(hù)的限位結(jié)構(gòu)或限位效果不好，為此，本發(fā)明需要作出改進(jìn)。

請進(jìn)一步參閱圖1-3，驅(qū)動結(jié)構(gòu)200包括抱緊機構(gòu)210、移動平臺220及底座230。抱緊機構(gòu)210套設(shè)于刮束器100的外周，抱緊機構(gòu)210具有向外延伸的限位柱2101；移動平臺220至少能夠沿一個方向往復(fù)移動，抱緊機構(gòu)210固定安裝于移動平臺220之上，抱緊機構(gòu)210能夠隨著移動平臺220的移動而移動，移動平臺220上設(shè)有至少兩個限位開關(guān)；移動平臺220安裝于底座230之上，底座230具有沿移動平臺移動方向設(shè)置的限位槽2301，限位柱2101卡入限位槽2301。

具體的，抱緊機構(gòu)210套設(shè)于導(dǎo)向管120的外周。移動平臺220帶動抱緊機構(gòu)210跟隨著移動平臺220作往復(fù)移動，抱緊機構(gòu)210再帶動導(dǎo)向管120的移動，繼而帶動處于導(dǎo)向管120端部的刮頭110的移動，從而實現(xiàn)刮束器100的工作目的。

在上述過程中，本發(fā)明由于設(shè)定了兩套限位結(jié)構(gòu)，即由限位開關(guān)組成的電子限位結(jié)構(gòu)及由限位柱2101與限位槽2301組成的機械限位結(jié)構(gòu)，通過該兩套限位機構(gòu)的作用，使得當(dāng)移動平臺220帶動抱緊機構(gòu)210，繼而帶動刮束器100作往復(fù)移動時，在移動過程中，由于限位開關(guān)和限位柱2101及限位槽2301的存在，使得刮束器100的位置能夠得到很好的限定，能夠保證在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時對刮束器100的波紋管140及刮頭110起到保護(hù)作用，避免處于相對位置的兩個刮束器100可能發(fā)生碰撞的缺陷。

在上述過程中，波紋管140隨著導(dǎo)向管120的移動而進(jìn)行伸長或者收縮動作，能夠保證刮頭110一直處于真空狀態(tài)下。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中的刮束器結(jié)構(gòu)主要適用于束流準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)類型類似于日本散裂中子源j-parc中，其由四個刮束器設(shè)置而成，相鄰的兩個刮束器相互垂直布置，法蘭與真空盒的法蘭對接而使得刮束器的刮頭能夠處于真空盒內(nèi)部的真空環(huán)境之下，并且處于真空盒內(nèi)部的四個刮束頭中的相鄰的為垂直關(guān)系，相間隔的兩個刮束頭相對布置。顯然，該種結(jié)構(gòu)在兩套限位結(jié)構(gòu)的作用下，不僅能夠?qū)问鞯奈恢眠M(jìn)行很好的限位，還能能夠杜絕相對的刮束頭產(chǎn)生相互碰撞的不良后果。

當(dāng)然，在其他實施方式中，刮束器結(jié)構(gòu)還可用于其他類型的束流準(zhǔn)直器，如美國散裂中子源sns。此時，在在兩套限位結(jié)構(gòu)的作用下，能夠?qū)问鞯奈恢眠M(jìn)行更加精確的把控，防止由于控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障而可能產(chǎn)生的風(fēng)險。

在一些實施方式中，抱緊機構(gòu)210包括抱緊部211及底板212，抱緊部211套設(shè)于刮束器100的外周，底板212固定設(shè)置于移動平臺220之上，限位柱2101由底板212的邊緣向外延伸形成。

如此，通過將底板212固定設(shè)置在移動平臺220之上，使得整個抱緊機構(gòu)210能跟隨者移動平臺220的移動而移動，再通過抱緊部211包裹著刮束器100的外周即可帶動刮束器100也隨著移動平臺220而移動。

在某些實施方式中，抱緊部211包括主半圓抱緊部2111及副半圓抱緊部2112，主半圓抱緊部2111通過連接柱213而連接在底板212之上，連接柱213大體垂直于底板212而設(shè)置，主半圓抱緊部2111的開口方向朝向主半圓抱緊部2111背離底板212的一側(cè)。副半圓抱緊部2112蓋設(shè)于主半圓抱緊部2111之上，副半圓抱緊部2112的開口方向朝向副半圓抱緊部2112朝向底板212的一側(cè)。如此，將主半圓抱緊部2111及副半圓抱緊部2112相對設(shè)置在一起就可以形成一可容納刮束器100的容納空間，該容納空間為圓形空間，其剛好與刮束器100的外周相匹配，使得刮束器100能夠被很好的約束在抱緊部211之內(nèi)。

在安裝時，可先將刮束器100放置于主半圓抱緊部2111的開口處，具體將導(dǎo)向管120放置于主半圓抱緊部2111的開口處，此時主半圓抱緊部2111對刮束器100起到支撐及預(yù)定位的作用，再將副半圓抱緊部2112通過螺釘、螺栓等對應(yīng)安裝在主半圓抱緊部2111之上即可將刮束器100安裝于抱緊機構(gòu)210之上。

在某些實施方式中，為了防止導(dǎo)向管120與抱緊部211之間的打滑，進(jìn)一步提高導(dǎo)向管120在抱緊部211內(nèi)部的穩(wěn)定性，請參考圖3，在導(dǎo)向管120的外周具有沿周向設(shè)置的一對卡條1201，抱緊部211處于一對卡條1201之間。如此，將導(dǎo)向管120安裝于抱緊部211內(nèi)之后，能夠使得抱緊部211被卡在一對卡條1201之間，很好的防止導(dǎo)向管120在抱緊部211內(nèi)部打滑而產(chǎn)生的移動。

請繼續(xù)參閱圖1-3，移動平臺220包括移動板221及移動板支座222，移動板支座222上具有供移動板221移動的導(dǎo)軌。抱緊機構(gòu)210及刮束器100固定在移動板221之上，并跟隨者移動板221在移動板支座222上的導(dǎo)軌往復(fù)移動。

在某些實施方式中，為了實現(xiàn)移動平臺220的往復(fù)移動，移動平臺220外連接有驅(qū)動機構(gòu)，該驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機300、聯(lián)軸器400、減速機500及傳動軸600，驅(qū)動電機300通過聯(lián)軸器400而連接于減速機500，傳動軸600連接于減速機500。移動平臺220內(nèi)部設(shè)有與傳動軸600相連接的絲桿，如此，傳動軸600就可將其旋轉(zhuǎn)運動通過絲桿的作用轉(zhuǎn)化為移動平臺220的直線運動。在另一些實施方式中，驅(qū)動機構(gòu)還可以不使用傳動軸600，通過將減速機500直接與絲桿相連而實現(xiàn)。在其它一些實施方式中，甚至還可以不使用減速機500，而將驅(qū)動電機300直接設(shè)置在移動平臺220之上。

上述驅(qū)動電機300應(yīng)選用帶剎車的電機，如此可使移動平臺220具有自鎖功能。當(dāng)然，驅(qū)動電機300也可選用不帶剎車的電機，此時移動平臺220可以變更為自帶自鎖功能的平臺。

電子限位結(jié)構(gòu)中的限位開關(guān)就是沿移動板221的移動方向而設(shè)置于移動板支座222之上，此時通過控制限位開關(guān)就可以對刮束器100的位置進(jìn)行限位，防止不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。

另外，底座230包括基板231及設(shè)置于基板231之上的限位板232，限位板232沿移動板221的移動方向設(shè)置，限位槽2301設(shè)置于限位板232之上，并處于基板231的一側(cè)。如此，當(dāng)抱緊機構(gòu)210在移動過程中，位于抱緊機構(gòu)210底板212之上的限位柱2101能夠在限位槽2301中移動，由于限位槽2301具有極限位置，這樣就能夠通過限位柱2101與限位槽2301的配合作用使得抱緊機構(gòu)210的位置被限定，繼而實現(xiàn)對刮束器100位置的限定。

可以理解，限位槽2301的長度可以根據(jù)實際需求而定，例如，當(dāng)定好刮束器100的移動行程時，限位槽2301的長度就可以根據(jù)該行程而定。

如此，在電子限位結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還增加了一套機械限位機構(gòu)，通過兩套限位結(jié)構(gòu)的雙重作用能夠?qū)问?00起到很好的限位作用，能夠避免諸多不良后果的產(chǎn)生。

需要說明的是，本申請對限位結(jié)構(gòu)的個數(shù)并不作具體限定，例如為了更加提高限位效果，在基板231之上還可以多設(shè)置一套機械限位結(jié)構(gòu)，該限位結(jié)構(gòu)也可以通過限位板232來實現(xiàn)，該限位板232可設(shè)置在基板231的另一側(cè)并與另一個限位板232相對應(yīng)，這樣通過兩套機械限位結(jié)構(gòu)的作用，更能保證纖維效果，從而避免不良后果的產(chǎn)生。

在某些實施方式中，請參閱圖3，刮束器100還包括導(dǎo)向管套筒160，導(dǎo)向管套筒套160設(shè)于導(dǎo)向管120的外周并處于法蘭130與波紋管140之間，波紋管140的一部分套設(shè)于導(dǎo)向管套筒160的外周。

如此，當(dāng)導(dǎo)向管120跟隨著抱緊機構(gòu)210移動時，波紋管140的伸縮具備了一個緩沖的效果，能夠在一定程度上降低波紋管140的損壞，延長波紋管140的使用時間。具體而言，由于波紋管140的一部分套設(shè)在導(dǎo)向管套筒160的外周，套設(shè)在導(dǎo)向管套筒160外周的波紋管140與導(dǎo)向管套筒160之間具有較小的阻力，當(dāng)波紋管140需要壓縮時(此時刮頭相當(dāng)于伸長)，由于該阻力的存在能夠防止波紋管140急速被壓縮，防止波紋管140被損壞的可能，特別是波紋管140在抽真空時快速壓縮而引起的故障。

進(jìn)一步的，在某些實施方式中，刮束器100還包括溫度探頭170、中部散熱桿180及散熱部190，溫度探頭170靠近刮頭110而設(shè)置，法蘭130上裝有穿墻子，其真空內(nèi)部的接頭與溫度探頭170連接，真空外的接頭與控制線連接，用于對真空內(nèi)刮頭110的溫度進(jìn)行監(jiān)測，散熱部190具有散熱片，散熱部190具有散熱片191。

中部散熱桿180貫穿整個刮束器100的中部，中部散熱桿180能夠?qū)⒐问?00在工作過程中產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱部190而散發(fā)出去。散熱片191分布于散熱部190的外表面，其較好的垂直于外表面而設(shè)置，且各個散熱片191之間的距離不宜過短，如此，散熱片191能夠很好的將熱量散熱出去。

在一些實施方式中，為了提高散熱部的散熱效果，在散熱部190的內(nèi)部還設(shè)有散熱流道192，散熱部190上還設(shè)有與散熱流道192相連通的散熱水管193。通過往散熱流道192內(nèi)部注入水等一些其它冷卻液可明顯提高散熱部190的散熱效果。

至此，本發(fā)明的刮束器結(jié)構(gòu)通過溫度探頭170感應(yīng)工作溫度，再通過合理搭配風(fēng)冷以及水冷的散熱方式，能夠保證刮束器100一直處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)之下，保證刮束器100工作的順利進(jìn)行。

除以上所述外，在某些實施方式中，法蘭與法蘭的對接通過螺桿或者螺栓來實現(xiàn)。

以上應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。