一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，包括固定屏蔽體、提拉式活動屏蔽塊部件、轉動式外屏蔽部件和位置檢測部件；固定屏蔽體上設置有白光中子束入射通道和出射中子通道；活動屏蔽塊部件包括多個依次繞著圓弧搭接在固定屏蔽體上活動屏蔽塊，固定在固定屏蔽體上表面的半圓型支架，以及多個固定在半圓型支架的氣缸，每一氣缸對應提拉一活動屏蔽塊；轉動式外屏蔽部件包括多個固定在T型支撐上端的外屏蔽塊，固定在外屏蔽塊內側的束流限制器，固定在固定屏蔽體下方的轉臺，固定在T型支撐下方的氣墊組，以及一端固定在T型支撐的下部內側、另一端固定在轉臺上的薄矩形鋼板；位置檢測部件包括多個沿著同一半徑依次固定在固定屏蔽體外表面的光電開關，以及固定在轉動式外屏蔽部件的T型支撐上的扇形光電開關觸發板。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種冷中子譜儀，具體涉及一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，屬于中子散射

技術介紹
中子散射實驗是通過不同類型的中子散射譜儀來充分實現的。大多數基于反應堆的中子散射實驗都需要用到某種特定能量或波長的單色中子入射到樣品上，對于一些中子散射譜儀，比如中子三軸譜儀，還要求入射到樣品上的中子能量或波長連續可變。因此需將從反應堆水平孔道引出的白光中子經單色器進行單色化。當白光中子束入射到單色器，根據布拉格衍射定律，通過轉動單色器以改變入射束與出射束之間的起飛角2θM，則出射中子束的能量和方向會改變。為了對中子束的周圍進行很好的屏蔽并有效降低實驗本底，必須將單色器放置于單色器屏蔽裝置內。目前，在公開文件中“一種起飛角連續可變的中子單色器屏蔽裝置，高建波等，中國機械工程，2010，第21卷第3期”，以及專利技術專利“中子單色器屏蔽裝置(授權公告號CN?101599307B)”均公開了一種分層鼓狀結構的具有起飛角連續可變的單色器屏蔽裝置，“中子三軸譜儀，勾成等，原子能科學技術，1988，第22卷第2期”公開了一種小屏蔽鼓狀的中子單色器屏蔽裝置。但是，這種分層鼓狀結構的單色器屏蔽裝置多以重混凝土為主，更適用于熱中子譜儀和安裝在反應堆大廳的冷中子譜儀。而分層鼓狀結構和小屏蔽鼓狀的單色器屏蔽裝置若用于導管大廳的冷中子三軸譜儀，尺寸和重量大，導致造價高和過于笨拙。此外，針對坐落于導管大廳的冷中子譜儀，國外有報道屏蔽采用鉛和摻硼高密度聚乙烯復合材料，但沒有文獻公開報道冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置。而國內對于冷中子譜儀的中子能量連續可變的單色器屏蔽裝置的研究尚屬空白。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種能夠同時滿足屏蔽和降低實驗本底要求的冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案：一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，其特征在于，它包括固定屏蔽體、提拉式活動屏蔽塊部件、轉動式外屏蔽部件和位置檢測部件；所述固定屏蔽體為固定于地面上的中空殼體結構，其上設置有白光中子束入射通道和出射中子通道；所述活動屏蔽塊部件包括N個活動屏蔽塊、半圓型支架、N個氣缸和N個調節套，其中N為不小于2的自然數；N個所述活動屏蔽塊依次繞著圓弧以臺階錯縫方式搭接在所述固定屏蔽體上，所述半圓型支架固定在所述固定屏蔽體的上表面；N個所述氣缸的缸筒依次固定在所述半圓型支架上，每一所述氣缸對應一個所述活動屏蔽塊，每一所述氣缸的推桿通過一所述調節套與對應的所述活動屏蔽塊的上端面連接；所述轉動式外屏蔽部件包括束流限制器、外屏蔽塊、轉臺、薄矩形鋼板、T型支撐和氣墊組；所述束流限制器固定在所述外屏蔽塊內側，所述外屏蔽塊固定在所述T型支撐上端，并且所述外屏蔽塊以軸線重合并間隙配合的方式包裹著所述固定屏蔽體和提拉式活動屏蔽塊部件；所述轉臺固定在所述固定屏蔽體下方的地面上，所述轉臺的回轉中心與所述固定屏蔽體的軸線重合；所述氣墊組固定在所述T型支撐的下方，在水平方向，所述薄矩形鋼板的一端固定在所述T型支撐的下部內側，所述薄矩形鋼板的另一端固定在所述轉臺的轉動盤上；所述位置檢測部件包括N-1個光電開關和一個扇形光電開關觸發板，N-1個所述光電開關沿著同一半徑依次固定在所述固定屏蔽體的外表面，并且依次位于所述提拉式活動屏蔽塊部件的N個活動屏蔽塊的接縫的下方；所述扇形光電開關觸發板固定在所述轉動式外屏蔽部件的T型支撐上。在一個優選的實施例中，所述固定屏蔽體的橫截面呈半圓形拼接矩形，且在豎直方向半圓形部分低于矩形部分以形成帶有臺階的所述出射中子通道，在半圓形部分和矩形部分拼接處設置所述白光中子束入射通道。在一個優選的實施例中，所述活動屏蔽塊部件還包括N個導向機構對，每一所述導向機構對由兩個相同的導向機構組成，并且沿著所述固定屏蔽體的半徑方向，每一所述導向機構對的兩個導向機構對稱分布在所述氣缸的兩側；所述導向機構由導向柱和滑套以過渡配合方式連接，每一所述導向機構對的兩個導向柱下端分別固定在相應的所述活動屏蔽塊上表面，每一所述導向機構對的兩個滑套分別固定在所述半圓型支架上。在一個優選的實施例中，所述活動屏蔽塊的橫截面呈扇形，其內徑、外徑分別與所述固定屏蔽體半圓部分的內徑、外徑相同；所述活動屏蔽塊的圓心角為A，圓心角A的最小值根據所述活動屏蔽塊上表面安裝的所述氣缸的尺寸而定；所述活動屏蔽塊上沿著圓周方向一側有凹槽，另一側有凸臺，所述凹槽在徑向方向長度為所述活動屏蔽塊的徑向長度的一半，所述凸臺在徑向方向長度比所述凹槽小2mm，所述凹槽和凸臺的圓心角均為B；所述活動屏蔽塊的下方呈臺階形狀，相鄰兩個所述活動屏蔽塊以凹槽凸臺鑲嵌地方式搭接在一起。在一個優選的實施例中，所述調節套由連接軸和固定套組成，所述連接軸是上面有內螺紋孔的圓柱且下面帶兩側平面的圓臺，所述固定套是上段帶有倒T型槽的圓柱且下段是帶有安裝孔的方板，所述連接軸以過渡配合方式插到所述固定套的倒T型槽中，所述固定套依次固定在所述活動屏蔽塊的上端面。在一個優選的實施例中，所述束流限制器是橫向為扇形截面、縱向為上下都有臺階的矩形截面、中間具有矩形空腔的機械結構，其矩形空腔的寬度和高度尺寸由中子束流決定。在一個優選的實施例中，所述束流限制器的圓心角為C，圓心角C根據所述束流限制器的矩形空腔的尺寸再結合機械加工工藝的可行性確定；所述外屏蔽塊的橫截面為扇形，所述外屏蔽塊的圓心角為D，圓心角D不小于一次提拉起的所述活動屏蔽塊的最大數量+3倍的圓心角A。在一個優選的實施例中，所述轉臺由步進電機驅動的蝸輪蝸桿機構組成的具有旋轉功能的機械結構，用于帶動所述轉動式外屏蔽部件以所述轉臺為中心進行轉動；所述T型支撐是在一個方形管的上方水平固定一個條形板，在所述方形管的兩側邊分別伸出一個筋板，兩個可調螺栓分別旋在兩個所述筋板的螺紋孔中；所述氣墊組包括兩個相同的氣墊、T型連接板、方形安裝板和銷軸，兩個所述氣墊分別固定在所述T型連接板兩端，所述氣墊是一種能夠實現支撐的平面氣浮軸承結構；所述方形安裝板固定在所述T型支撐的下方，所述銷軸一端與所述T型連接板以過渡配合方式連接，另一端固定在所述方形安裝板上，兩個所述氣墊連同所述T型連接板相對于所述方形安裝板允許有轉動，以起到自動調節兩個所述氣墊受力平衡的作用；同時所述T型支撐上的兩個可調螺栓用于調整其與所述氣墊組的T型連接板上表面間的距離，當其中一個所述氣墊浮起過高，所述T型支撐上的相應的可調螺栓觸碰到所述T型連接板的上臺面，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，其特征在于，它包括固定屏蔽體、提拉式活動屏蔽塊部件、轉動式外屏蔽部件和位置檢測部件；所述固定屏蔽體為固定于地面上的中空殼體結構，其上設置有白光中子束入射通道和出射中子通道；所述活動屏蔽塊部件包括N個活動屏蔽塊、半圓型支架、N個氣缸和N個調節套，其中N為不小于2的自然數；N個所述活動屏蔽塊依次繞著圓弧以臺階錯縫方式搭接在所述固定屏蔽體上，所述半圓型支架固定在所述固定屏蔽體的上表面；N個所述氣缸的缸筒依次固定在所述半圓型支架上，每一所述氣缸對應一個所述活動屏蔽塊，每一所述氣缸的推桿通過一所述調節套與對應的所述活動屏蔽塊的上端面連接；所述轉動式外屏蔽部件包括束流限制器、外屏蔽塊、轉臺、薄矩形鋼板、T型支撐和氣墊組；所述束流限制器固定在所述外屏蔽塊內側，所述外屏蔽塊固定在所述T型支撐上端，并且所述外屏蔽塊以軸線重合并間隙配合的方式包裹著所述固定屏蔽體和提拉式活動屏蔽塊部件；所述轉臺固定在所述固定屏蔽體下方的地面上，所述轉臺的回轉中心與所述固定屏蔽體的軸線重合；所述氣墊組固定在所述T型支撐的下方，在水平方向，所述薄矩形鋼板的一端固定在所述T型支撐的下部內側，所述薄矩形鋼板的另一端固定在所述轉臺的轉動盤上；所述位置檢測部件包括N?1個光電開關和一個扇形光電開關觸發板，N?1個所述光電開關沿著同一半徑依次固定在所述固定屏蔽體的外表面，并且依次位于所述提拉式活動屏蔽塊部件的N個活動屏蔽塊的接縫的下方；所述扇形光電開關觸發板固定在所述轉動式外屏蔽部件的T型支撐上。...

【技術特征摘要】
1.一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，其特征在于，它包括固定屏蔽體、提拉式
活動屏蔽塊部件、轉動式外屏蔽部件和位置檢測部件；
所述固定屏蔽體為固定于地面上的中空殼體結構，其上設置有白光中子束入射通
道和出射中子通道；
所述活動屏蔽塊部件包括N個活動屏蔽塊、半圓型支架、N個氣缸和N個調節套，
其中N為不小于2的自然數；N個所述活動屏蔽塊依次繞著圓弧以臺階錯縫方式搭接
在所述固定屏蔽體上，所述半圓型支架固定在所述固定屏蔽體的上表面；N個所述氣
缸的缸筒依次固定在所述半圓型支架上，每一所述氣缸對應一個所述活動屏蔽塊，每
一所述氣缸的推桿通過一所述調節套與對應的所述活動屏蔽塊的上端面連接；
所述轉動式外屏蔽部件包括束流限制器、外屏蔽塊、轉臺、薄矩形鋼板、T型支
撐和氣墊組；所述束流限制器固定在所述外屏蔽塊內側，所述外屏蔽塊固定在所述T
型支撐上端，并且所述外屏蔽塊以軸線重合并間隙配合的方式包裹著所述固定屏蔽體
和提拉式活動屏蔽塊部件；所述轉臺固定在所述固定屏蔽體下方的地面上，所述轉臺
的回轉中心與所述固定屏蔽體的軸線重合；所述氣墊組固定在所述T型支撐的下方，
在水平方向，所述薄矩形鋼板的一端固定在所述T型支撐的下部內側，所述薄矩形鋼
板的另一端固定在所述轉臺的轉動盤上；
所述位置檢測部件包括N-1個光電開關和一個扇形光電開關觸發板，N-1個所述
光電開關沿著同一半徑依次固定在所述固定屏蔽體的外表面，并且依次位于所述提拉
式活動屏蔽塊部件的N個活動屏蔽塊的接縫的下方；所述扇形光電開關觸發板固定在
所述轉動式外屏蔽部件的T型支撐上。
2.如權利要求1所述的一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，其特征在于，所述固
定屏蔽體的橫截面呈半圓形拼接矩形，且在豎直方向半圓形部分低于矩形部分以形成
帶有臺階的所述出射中子通道，在半圓形部分和矩形部分拼接處設置所述白光中子束
入射通道。
3.如權利要求1所述的一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，其特征在于，所述活
動屏蔽塊部件還包括N個導向機構對，每一所述導向機構對由兩個相同的導向機構組
成，并且沿著所述固定屏蔽體的半徑方向，每一所述導向機構對的兩個導向機構對稱
分布在所述氣缸的兩側；所述導向機構由導向柱和滑套以過渡配合方式連接，每一所
述導向機構對的兩個導向柱下端分別固定在相應的所述活動屏蔽塊上表面，每一所述
導向機構對的兩個滑套分別固定在所述半圓型支架上。
4.如權利要求2所述的一種冷中子譜儀的單色器屏蔽裝置，其特征在于，所述活
動屏蔽塊的橫截面呈扇形，其內徑、外徑分別與所述固定屏蔽體半圓部分的內徑、外

\t徑相同；所述活動屏蔽塊的圓心角為A，圓心角A的最小值根據所述活動屏蔽塊上表
面安裝的所述氣缸的尺寸而定；所述活動屏蔽塊上沿著圓周方向一側有凹槽，另一側
有凸臺，所述凹槽在徑向方向長度為所述活動屏蔽塊的徑向長度的一半，所述凸臺在
徑向方向長度比所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張紅霞，程鵬，鮑威，
申請(專利權)人：中國人民大學，
類型：發明
國別省市：北京;11