一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，包括有離子源外部長桿、離子源頭部外殼和位于離子源外部長桿、離子源頭部外殼之間頭部連接座，以及位于離子源頭部外殼內(nèi)部的離子源燈絲、進(jìn)氣管，離子源外部長桿上套設(shè)有壓塊座，壓塊座通過壓緊螺栓向上固定在連接法蘭上，壓塊座與連接法蘭之間設(shè)有氟橡膠密封圈；離子源燈絲的兩極安裝在兩個(gè)燈絲支撐座上，燈絲支撐座上內(nèi)釬焊有燈絲冷卻水管，離子源頭部外殼固定在頭部連接座上，頭部連接座內(nèi)設(shè)有頭部外殼冷卻水管。本發(fā)明裝置可以滿足需要離子源自由伸縮長度、可旋轉(zhuǎn)、方便拆卸且具有自冷卻功能的要求，且結(jié)構(gòu)簡單安裝方便。
【專利說明】
一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明主要涉及離子源領(lǐng)域，尤其涉及一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源。
【背景技術(shù)】
[0002]離子源是使中性原子或分子電離，并從中引出離子束流的裝置。它是各種類型的離子加速器、質(zhì)譜儀、電磁同位素分離器、離子注入機(jī)、離子束刻蝕裝置、離子推進(jìn)器以及受控聚變裝置中的中性束注入器等設(shè)備的不可缺少的部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種長桿狀探針型可伸縮型離子源，離子源的頭部可以在裝置內(nèi)通過長桿的伸縮來變換位置且頭部可以任意角度旋轉(zhuǎn)，從而滿足一些特殊裝置(如粒子加速器)內(nèi)部不同位置產(chǎn)生等離子體的性能要求。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，包括有離子源外部長桿、離子源頭部外殼和位于離子源外部長桿、離子源頭部外殼之間頭部連接座，以及位于離子源頭部外殼內(nèi)部的離子源燈絲、進(jìn)氣管，其特征在于:所述離子源外部長桿上套設(shè)有壓塊座，壓塊座通過壓緊螺栓向上固定在連接法蘭上，壓塊座與連接法蘭之間設(shè)有氟橡膠密封圈；所述離子源燈絲的兩極安裝在兩個(gè)燈絲支撐座上，兩個(gè)燈絲支撐座之間采用陶瓷桿隔離電位，所述燈絲支撐座上內(nèi)釬焊有燈絲冷卻水管，冷卻水從中空的水管內(nèi)流入再通過燈絲冷卻水管流出形成冷卻水循環(huán);所述離子源頭部外殼固定在頭部連接座上，頭部連接座內(nèi)設(shè)有頭部外殼冷卻水管。
[0005]所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述燈絲冷卻水管還起到給離子源燈絲供電的作用。
[0006]所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述燈絲冷卻水管是由一根外徑8mm、內(nèi)徑7mm、長度1000mm的銅管和另外一根外徑4mm、內(nèi)徑3mm、長度I 10mm的銅管套裝在一起構(gòu)成，其中外徑8_、內(nèi)徑7_、長度100mm的水管不僅通入冷卻水還可以作為導(dǎo)線給離子源燈絲供電。
[0007]所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述離子源燈絲是由一塊Imm厚的退火鉭板制成，離子源燈絲上部用金屬鎢制成對陰極，構(gòu)成鉭陰極和鎢陰極。
[0008]所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述鎢陰極安裝在離子源頭部外殼的頂部，鎢陰極固定在兩個(gè)陶瓷卡環(huán)之間并通過卡簧固定在離子源頭部外殼內(nèi)。
[0009]所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述進(jìn)氣管通入氫氣或者氘氣在電子作用下?lián)舸怏w產(chǎn)生等離子體。
[0010]所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述離子源頭部外殼的側(cè)壁上上設(shè)有狹縫，供產(chǎn)生的等離子體引出。
[0011]本發(fā)明的原理是:
離子源的頭部燈絲采用高熔點(diǎn)的退火鉭板制成，燈絲上部用金屬鎢制成對陰極。起弧時(shí)在鉭陰極和陽極之間加高電壓，利用場致發(fā)射提供初始電子，在約10V的弧電壓下加速獲得能量。利用轟擊通入的氫氣或者氘氣產(chǎn)生等離子體。離子源頭部下方支撐長桿采用304L不銹鋼拋光管制成外部打磨成密封面，通過壓緊壓塊擠壓“O”型圈實(shí)現(xiàn)支撐管伸縮時(shí)地動密封。支撐長桿不僅起到支撐的作用，內(nèi)部還安裝有冷卻水管和進(jìn)氣裝置，桿子的長度可根據(jù)需要來確定長短。整個(gè)離子源裝置可以實(shí)現(xiàn)自由伸縮和旋轉(zhuǎn)滿足使用裝置內(nèi)部不同位置需要粒子的要求。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明離子源可自由伸縮長度及旋轉(zhuǎn)，采用氟橡膠密封圈和壓塊結(jié)構(gòu)可以方便拆卸更換;通過長桿內(nèi)的銅管不僅可以給燈絲供水冷卻還可以滿足給燈絲供電的需求，整個(gè)離子源結(jié)構(gòu)緊湊內(nèi)部部件功能多樣有效的實(shí)現(xiàn)了離子源可伸縮及旋轉(zhuǎn)使用的要求。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0015]圖2是圖1的I處放大圖。
[0016]圖3是圖1的II處放大圖。
[0017]圖4是長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源的頭部外殼冷卻水管和進(jìn)氣管的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1-4所示，一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，包括有離子源外部長桿3、離子源頭部外殼5和位于離子源外部長桿3、離子源頭部外殼5之間頭部連接座4，以及位于離子源頭部外殼5內(nèi)部的離子源燈絲6、進(jìn)氣管19，離子源外部長桿3上套設(shè)有壓塊座16，壓塊座16通過壓緊螺栓17向上固定在連接法蘭2上，壓塊座16與連接法蘭2之間設(shè)有氟橡膠密封圈I，實(shí)現(xiàn)離子源外部長桿3伸縮及旋轉(zhuǎn)時(shí)的動密封;離子源燈絲6的兩極安裝在兩個(gè)燈絲支撐座13上，兩個(gè)燈絲支撐座13之間采用陶瓷桿12隔離電位，燈絲支撐座13上內(nèi)釬焊有燈絲冷卻水管14，冷卻水從中空的水管15內(nèi)流入再通過燈絲冷卻水管14流出形成冷卻水循環(huán)，燈絲冷卻水管14還起到給離子源燈絲6供電的作用;離子源頭部外殼5固定在頭部連接座4上，頭部連接座4內(nèi)設(shè)有頭部外殼冷卻水管18，整個(gè)離子源頭部外殼5工作時(shí)溫度也較高，冷卻裝置是通過安裝在頭部連接座4內(nèi)的冷卻水管18通入冷卻水來實(shí)現(xiàn)對離子源頭部外殼5冷卻降溫的。
[0019]燈絲冷卻水管是由一根外徑8mm、內(nèi)徑7mm、長度100mm的銅管和另外一根外徑4mm、內(nèi)徑3mm、長度I 10mm的銅管套裝在一起構(gòu)成，其中外徑8mm、內(nèi)徑7mm、長度100mm的水管不僅通入冷卻水還可以作為導(dǎo)線給離子源燈絲供電。
[0020]離子源燈絲是由一塊Imm厚的退火鉭板制成，離子源燈絲上部用金屬鎢制成對陰極，構(gòu)成鉭陰極和鎢陰極，鎢陰極10安裝在離子源頭部外殼5的頂部，鎢陰極10固定在兩個(gè)陶瓷卡環(huán)7、8之間并通過卡簧9固定在離子源頭部外殼5內(nèi)，離子源工作時(shí)給離子源燈絲6和離子源頭部外殼5加約3kV的高壓，利用場致發(fā)射提供初始電子，鉭陰極和鎢陰極10和離子源頭部外殼5之間加載約100V弧電壓。
[0021]進(jìn)氣管19通入氫氣或者氘氣在電子作用下?lián)舸怏w產(chǎn)生等離子體，離子源頭部外殼5的側(cè)壁上上設(shè)有狹縫11，供產(chǎn)生的等離子體引出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，包括有離子源外部長桿、離子源頭部外殼和位于離子源外部長桿、離子源頭部外殼之間頭部連接座，以及位于離子源頭部外殼內(nèi)部的離子源燈絲、進(jìn)氣管，其特征在于:所述離子源外部長桿上套設(shè)有壓塊座，壓塊座通過壓緊螺栓向上固定在連接法蘭上，壓塊座與連接法蘭之間設(shè)有氟橡膠密封圈；所述離子源燈絲的兩極安裝在兩個(gè)燈絲支撐座上，兩個(gè)燈絲支撐座之間采用陶瓷桿隔離電位，所述燈絲支撐座上內(nèi)釬焊有燈絲冷卻水管，冷卻水從中空的水管內(nèi)流入再通過燈絲冷卻水管流出形成冷卻水循環(huán);所述離子源頭部外殼固定在頭部連接座上，頭部連接座內(nèi)設(shè)有頭部外殼冷卻水管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述燈絲冷卻水管還起到給離子源燈絲供電的作用。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述燈絲冷卻水管是由一根外徑8mm、內(nèi)徑7mm、長度100mm的銅管和另外一根外徑4mm、內(nèi)徑3mm、長度IlOOmm的銅管套裝在一起構(gòu)成，其中外徑8mm、內(nèi)徑7mm、長度1000mm的水管不僅通入冷卻水還可以作為導(dǎo)線給離子源燈絲供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述離子源燈絲是由一塊Imm厚的退火鉭板制成，離子源燈絲上部用金屬鎢制成對陰極，構(gòu)成鉭陰極和鎢陰極。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述鎢陰極安裝在離子源頭部外殼的頂部，鎢陰極固定在兩個(gè)陶瓷卡環(huán)之間并通過卡簧固定在離子源頭部外殼內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述進(jìn)氣管通入氫氣或者氘氣在電子作用下?lián)舸怏w產(chǎn)生等離子體。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種長桿狀可伸縮旋轉(zhuǎn)型離子源，其特征在于:所述離子源頭部外殼的側(cè)壁上上設(shè)有狹縫，供產(chǎn)生的等離子體引出。
【文檔編號】H01J3/04GK105977116SQ201610176800
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】謝亞紅, 顧玉明, 胡純棟, 謝遠(yuǎn)來, 宋云濤
【申請人】中國科學(xué)院等離子體物理研究所