一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置

摘要

本发明公开了一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，包括压膜上盖板、压膜下承板、布设在压膜上盖板和压膜下承板之间的靶架、布设在靶架阶梯上的靶架压板、布设在靶架下方且通过靶架末端固定靶架的靶架末端顶板、与压膜上盖板槽口相配合的具有一定高度的手动压膜柱；其特点是：所述简易换膜装置的压膜上盖板开设有用于稳定安装碳膜的垂向轨道；所述简易换膜装置的压模下盖板开设有用于稳定安装碳膜的横向轨道。本发明通过使用这种简易换膜装置，极大程度的减少了人为参与的过程，极大程度的规避了随机性误差，极大地提高了更换碳膜的速度，节省了大量的时间，同时保证了碳膜在更换的过程中不会损坏，保证了财产的完好性，节约了成本。

权利要求

1.一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，包括开槽用于挤压碳膜的压膜上盖板、布设在压膜上盖板下方与压膜上盖板相配合的压膜下承板、布设在压膜上盖板和压膜下承板之间的带有阶梯的靶架、以及布设在靶架阶梯上的靶架压板、布设在靶架下方且通过靶架末端固定靶架的靶架末端顶板、与压膜上盖板槽口相配合的具有一定高度的手动压膜柱；其特征在于：所述简易换膜装置的压膜上盖板开设有用于稳定安装碳膜的垂向轨道；

所述简易换膜装置的压膜下承板开设有用于稳定安装碳膜的横向轨道；

所述简易换膜装置的压膜上盖板开设有用于稳定安装碳膜的垂向轨道，具体为：压膜上盖板还开设有方形槽口，该方形槽口四周内壁均垂直于靶架和靶架压板；在方形槽口的旁边还开设有镊子进入方形槽口边缘修补靶架压板位置的两个圆弧小槽口，该两个圆弧小槽口与方形槽口贯通：从压膜上盖板上表面沿着斜角坡口向下伸至方形槽口的底部，与方形槽口连为一体；该两个圆弧小槽口的孔道为半圆形；在压膜上盖板下表面碳膜入口处的底边上倒斜角，更有利于人工放入碳膜；所述压膜上盖板开设有沉头螺纹孔用于与压膜下承板相连接；

所述简易换膜装置的压膜下承板开设有用于稳定安装碳膜的横向轨道，具体为：在压膜下承板上铣出一个下承板U形台阶用于放置靶架和碳膜，该下承板U形台阶的厚度大于放到下承板U形台阶上的靶架的厚度，并且该下承板U形台阶的厚度便于将碳膜放入靶架和下承板U形台阶顶部的预留缝隙中；该下承板U形台阶边线中心区域还铣出一个凸台，该凸台的外围尺寸与靶架压板的外围尺寸相配合，该凸台的高度与靶架下表面到靶架U形台阶底部的高度相等；所述压膜下承板上开螺纹孔用于与压膜上盖板相连接。

2.根据权利要求1所述一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，其特征在于：所述靶架末端顶板安装在压膜下承板的后端面，通过长螺钉卡接在压膜下承板后端面和后端面偏上方延伸出去的靶架末端之间，该靶架末端顶板用于固定靶架的位置，在压膜操作时，保证靶架不会移动。

3.根据权利要求1所述一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，其特征在于：所述带有阶梯的靶架是在靶架上开设一个靶架U形台阶，所述靶架U形台阶的外圈与所述方形槽口的内壁在竖直方向齐平；所述靶架压板嵌入到所述方形槽口内部，用于将方形槽口底部靶架上的碳膜卡入到靶架U形台阶中，从而完成碳膜的安装；所述靶架压板的厚度与该靶架U形台阶的厚度相吻合；该靶架U形台阶的厚度与靶架压板的厚度均为1.3毫米；所述方形槽口内壁的尺寸和形状与嵌入到方形槽口内壁的靶架压板的外围尺寸和形状相配合。

4.根据权利要求1所述一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，其特征在于：所述方形槽口旁边的两个圆弧小槽口在压膜上盖板上表面的形状为两个倒立的U形，该两个倒立U形下端内侧分别倒斜角与方形槽口的所对应一条边相连接；所述两个圆弧小槽口在压膜上盖板下表面的形状为两个半圆形，两个半圆形开口内侧分别倒斜角与方形槽口所对应的一条边相连接。

5.根据权利要求1所述一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，其特征在于：所述压膜上盖板和方形槽口的厚度均为9.5毫米、压膜下承板的厚度也为9.5毫米，上下盖板的厚度加一起是19毫米；所述下承板U形台阶的高度为6.5毫米，该下承板U形台阶到压膜下承板上表面的距离为2.95毫米，所述凸台的厚度为0.75毫米。

6.根据权利要求1所述一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，其特征在于：所述手动压膜柱为一个底部带有方形体的圆柱体，该方形体的尺寸和形状与方形槽口内壁的尺寸和形状相配合，在手工力的作用下，手动压膜柱沿着方形槽口内壁的垂向轨道向靶架压板施加压力，靶架压板受力后沿着方形槽口内壁的垂向轨道进入靶架U形台阶内。

7.根据权利要求6所述一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，其特征在于：所述圆柱体总高度为74毫米，方形体的高度为13毫米。

说明书

一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置

技术领域

[0001] 本发明属于回旋加速器领域，具体涉及一种用于中能加速器剥离靶的简易换膜装置。

背景技术

[0002] 100Mev强流负氢离子回旋加速器采用剥离引出的方式，引出能量为75至100Mev的质子束。负氢离子通过碳膜，剥离两个电子变为氢正离子，其中碳膜是剥离电子这个过程中的关键元件，然而碳膜极其容易损坏，所以在一段时间的使用后便需要对碳膜进行更换。

[0003] 更换碳膜传统的方法是操作人员手工完成碳膜在靶架上的更换，碳膜更换的困难是碳膜极薄，甚至达到了nm级别。传统碳膜安装方法如图1所示，下层为靶架，上层为靶架压板；靶架上表面带有一个U形梯阶，靶架压板的形状与U型梯阶相配合，其厚度和宽度即为U型梯阶的厚度和宽度，靶架压板用于将靶架压板和碳膜一起卡入到U形梯阶中，从而完成碳膜的安装。

[0004] 以上安装过程中常常会发生随机性问题，造成碳膜的变形、破损，失效，造成碳膜损失的环节有三个：第一个环节是将碳膜从包装盒中取出放到图1所示的靶架3上：碳膜从盒子中取出时，碳膜的上下各有一层保护纸，在手工将保护纸揭下来的过程中，由于靶架3上碳膜周围和上下没有遮挡物，碳膜将会随着手工将保护纸揭开而随机被变换位置和姿态，这个过程造成碳膜容易损坏；第二个环节是将靶架压板4放到图1的碳膜上：靶架压板4大约1-2毫米厚度，由于靶架压板具有一定的重量，当手工操作时难免不能将靶架压板端平，如果不能四周均匀用力放下靶架压板，碳膜所受到的力则不均匀也很容易损坏；第三个环节是采用镊子将靶架压板4压进靶架U形梯阶中，由于镊子给予靶架压板四周的力不均匀，碳膜被安装后很容易产生褶皱变形。以上三个环节只要一个环节出问题，一片薄薄的碳膜高达数百元，财产无故的损失掉了。如果在中能回旋加速器实验时出现碳膜损坏、要更换的情况，由于碳膜这种较难安装的特性，将耗费大量时间，严重影响实验进度，可能造成不可估量的损失。

[0005] 综上所述，人工安装容易造成碳膜破损的原因是碳膜从盒子取出并去掉包装纸将其放到靶架上并通过靶架压板压入到靶架U形阶梯的过程中，缺少一个对于碳膜安装过程中的垂向保护轨道和横向保护轨道。

发明内容

[0006] 本发明针对现有技术的不足，提出一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，目的在于解决碳膜被安装的三个环节中，碳膜容易变形、破损的问题。

[0007] 本发明为解决其技术问题，采用以下技术方案

[0008] 一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，包括开槽用于挤压碳膜的压膜上盖板、布设在压膜上盖板下方与压模上盖板相配合的压膜下承板、布设在压膜上盖板和压膜下承板之间的带有阶梯的靶架、以及布设在靶架阶梯上的靶架压板、布设在靶架下方且通过靶架末端固定靶架的靶架末端顶板、与压膜上盖板槽口相配合的具有一定高度的手动压膜柱；其特点是：

[0009] 所述简易换膜装置的压膜上盖板开设有用于稳定安装碳膜的垂向轨道；

[0010] 所述简易换膜装置的压膜下承板开设有用于稳定安装碳膜的横向轨道。

[0011] 所述简易换膜装置的压膜上盖板开设有用于稳定安装碳膜的垂向轨道，具体为：压膜上盖板还开设有方形槽口，该方形槽口四周内壁均垂直于靶架和靶架压板；在方形槽口的旁边还开设有镊子进入方形槽口边缘修补把架压板位置的两个圆弧小槽口，该两个圆弧小槽口与方形槽口贯通：从压膜上盖板上表面沿着斜角坡口向下伸至方形槽口的底部，与方形槽口连为一体；该两个圆弧小槽口的孔道为半圆形；在压膜上盖板下表面碳膜入口处的底边上倒斜角，更有利于人工放入碳膜；所述压膜上盖板开设有沉头螺纹孔用于与压膜下承板相连接。

[0012] 所述简易换膜装置的压膜下承板开设有用于稳定安装碳膜的横向轨道，具体为：在压膜下承板上铣出一个下承板U形台阶用于放置靶架和碳膜，该下承板U形台阶的厚度大于放到下承板U形台阶上的靶架的厚度，并且该下承板U形台阶的厚度便于将碳膜放入靶架和下承板U形台阶顶部的预留缝隙中；该下承板U形台阶边线中心区域还铣出一个凸台，该凸台的外围尺寸与靶架压板的外围尺寸相配合，该凸台的高度与靶架下表面到靶架U形台阶底部的高度相等；所述压模下承板上开螺纹孔用于与压膜上盖板相连接。

[0013] 所述靶架末端顶板安装在压膜下承板的后端面，通过长螺钉卡接在压膜下承板后端面和后端面偏上方延伸出去的靶架末端之间，该靶架末端顶板用于固定靶架的位置，在压膜操作时，保证靶架不会移动。

[0014] 所述带有阶梯的靶架是在靶架上开设一个靶架U形台阶，所述靶架U形台阶的外圈与所述方形槽口的内壁在竖直方向齐平；所述靶架压板嵌入到所述方形槽口内部，用于将方形槽口底部靶架上的碳膜卡入到靶架U形台阶中，从而完成碳膜的安装；所述靶架压板的厚度和与该靶架U形台阶的厚度相吻合；该靶架U形台阶的厚度与靶架压板的厚度均为1.3毫米；所述方形槽口内壁的尺寸和形状与嵌入到方形槽口内壁的靶架压板的外围尺寸和形状相配合。

[0015] 所述方形槽口旁边的两个小槽口在压模上盖板上表面的形状为两个倒立的U形，该两个倒立U形下端内侧分别倒斜角与方形端口的所对应一条边相连接；所述两个小槽口在压模上盖板下表面的形状为两个半圆形，两个半圆形开口内侧分别倒斜角与方形端口所对应的一条边相连接。

[0016] 所述压膜上盖板和方形槽口的厚度均为9.5毫米、压膜下承板的厚度也为9.5毫米，上下盖板的厚度加一起是19毫米；所述下承板U形台阶的高度为6.5毫米，该下承板U形台阶到压膜下承板上表面的距离为2.95毫米，所述凸台的厚度为0.75毫米。

[0017] 所述手动压膜柱为一个底部带有方形体的圆柱体，该方形体的尺寸和形状与方形槽口内壁的尺寸和形状相配合，在手工力的作用下，手动压膜柱沿着方形槽口内壁的垂向轨道向靶架压板施加压力，靶架压板受力后沿着方形槽口内壁的垂向轨道进入靶架U形台阶内。

[0018] 所述圆柱体总高度为74毫米，方形体的高度为13毫米。

[0019] 本发明的优点效果

[0020] 1、本发明通过在压膜上盖板上开槽便于压柱通过该槽挤压碳膜、通过在该槽口旁边开设2个对称圆弧小槽口、以及通过将压膜上盖板的开槽尺寸与2个对称圆弧小槽口、靶架、靶架压板、手动压膜柱这几个尺寸进行精准配合，使得碳膜安装过程中，靶架压板和手动压膜柱始终得到压膜上盖板给予的垂向轨道的精准导引，从而完好无损地将碳膜卡入U形靶架的U形阶梯中，解决了人工安装碳膜时，由于靶架压板的垂直角度不够正确而使得碳膜受力不均，造成破损和变形的问题。

[0021] 2、本发明通过在压膜下承板开阶梯用以放置靶架和靶架压板，通过在压膜上盖板下表面对应阶梯入口处底边上倒斜角、通过在压膜下承板末端的螺纹孔安装上靶架末端顶板用于固定靶架的位置，使得碳膜从包装盒取出后将碳膜保护纸揭下来的过程完全可以在阶梯状平面保护轨道中完成，由于阶梯状平面保护轨道横向贯通阶梯并且上下空间很窄，使得碳膜得到上、下、前、后四个方面的保护，揭开碳膜保护纸的操作从手工上下掀动改进为在阶梯的平面中操作，从阶梯平面两侧抽取保护纸，从而解决了当碳膜从包装盒取出揭下保护纸的过程中，由于碳膜四周围没有保护，受到随机性误差的冲击而产生破损的问题。

[0022] 3、本发明通过使用这种简易换膜装置，极大程度的减少了人为参与的过程，极大程度的规避了随机性误差，极大地提高了更换碳膜的速度，节省了大量的时间，同时保证了碳膜在更换的过程中不会损坏，保证了财产的完好性，节约了成本。

附图说明

[0023] 图1为现有技术手工安装碳膜示意图；

[0024] 图2为本发明简易换膜装置整体效果图；

[0025] 图3为本发明简易换膜装置爆炸图；

[0026] 图4a为本发明压膜上盖板俯视图；

[0027] 图4b为本发明压膜上盖板仰视图；

[0028] 图5a为本发明压膜下承板示意图；

[0029] 图5b为本发明U形靶架示意图；

[0030] 图5c为本发明U形靶架压板示意图；

[0031] 图6a为本发明手动压膜柱第一视角图；

[0032] 图6b为本发明手动压膜柱第二视角图。

具体实施方式

[0033] 下面结合附图对本发明作出进一步解释：

[0034] 本发明设计原理

[0035] 1、对称的圆弧斜槽口设计原理。如图4a压膜上盖板上开了对称的圆弧斜槽口1-2，该两个对称的圆弧斜槽口1-2作用有四：第一，为靶架压板提供一个下滑安装的轨道(安装时，靶架压板的U口朝向两个圆弧斜槽口)；第二，所述斜槽口1-2从上到下有一个坡度，该坡度起到减缓靶架压板下滑时对碳膜的冲击力(碳膜放在靶架上面)，第三，两个对称的圆弧斜槽口1-2用于调节靶架压板在靶驾上的位置。第一是调节左右位置，两个对称的圆弧斜槽口限定了靶架压板下滑时的左右位置，使其能够下落到U形阶梯上时与U形阶梯左右位置严格吻合；第二是调节前后位置，用镊子分别伸进两个圆弧斜槽口调整靶架压板落入方形槽口后的前后位置；第四，本发明圆弧斜槽口孔道是半圆形的，是因为设计成半圆形的孔道镊子在里面的操作空间会比平面孔道大一些，更加便于镊子调整靶架压板的位置。

[0036] 2、调节压膜上盖板1和压膜下承板2之间距离的设计原理。压膜上盖板1与压膜下承板2之间主要通过两颗沉头螺钉相连接，这样的设计使该零件的安装和拆卸非常方便，并且可以通过螺纹稍微调节压膜上盖板1和压膜下承板2之间的距离，使靶架3插入压膜上盖板1和压膜下承板2之间预留的槽中更加方便。

[0037] 3、凸台设计原理。如图5a、图5b、图5c所示，在压膜下承板2铣出的台阶2-1上又铣出了一个与靶架压板4内圈尺寸相吻合的凸台2-2，该凸台2-2的作用主要是，在经过手动压膜柱6按压后，碳膜不会因为抵接到靶架3的U形台阶3-1底部的中空区域时而被损坏：设计凸台2-2的目的在于凸台2-2能够将靶架3的U形台阶3-1底部的中空区域垫平：凸台2-2的尺寸与靶架3的U形台阶3-1内圈的尺寸相吻合，并且凸台2-2高度与靶架3的U形台阶3-1底部到靶架3下表面高度一致，均为0.75毫米。

[0038] 4、透气孔设计原理。如图5a、图6a、图6b所示，在压膜下承板2和手动按压压膜柱6上都开了 的透气孔，防止在按压时，碳膜和工件之间有气泡，造成碳膜的损坏。

[0039] 5、手工压膜柱设计原理。如图6a、图6b可以看出，手动压膜柱6下端的方形体与图5c的U形靶架压板4尺寸相配合，并且手动压膜柱方形体6-1的高度13毫米大于：方形槽的高度9.5毫米+靶架3U形阶梯的深度2.95毫米-凸台的高度0.75毫米(9.5+2.95-0.75＝11.7)，使得手动压模柱能够将U形靶架压板4压入靶架U形阶梯3-1的底部；同时圆柱上表面经过制作工艺加工成了磨砂手感的表面，凹槽和磨砂手感是为了操作人员能够更好的用力进行按压碳膜。

[0040] 根据以上发明原理，本发明设计了一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置。

[0041] 如图2、图3所示，一种中能强流回旋加速器剥离靶上的简易换膜装置，包括开槽用于挤压碳膜的压膜上盖板1、布设在压膜上盖板下方与压模上盖板相配合的压膜下承板2、布设在压膜上盖板和压膜下承板之间的带有阶梯的靶架3、以及布设在靶架阶梯上的靶架压板4、布设在靶架下方且通过靶架末端固定靶架的靶架末端顶板5、与压膜上盖板槽口相配合的具有一定高度的手动压膜柱6；其特征在于：

[0042] 所述简易换膜装置的压膜上盖板开设有用于稳定安装碳膜的垂向轨道；

[0043] 所述简易换膜装置的压膜下承板开设有用于稳定安装碳膜的横向轨道。

[0044] 如图4a、4b所示，所述简易换膜装置的压膜上盖板1开设有用于稳定安装碳膜的垂向轨道，具体为：压膜上盖板1还开设有方形槽口1-1，该方形槽口1-1四周内壁均垂直于靶架3和靶架压板4；在方形槽口1-1的旁边还开设有镊子进入方形槽口边缘修补把架压板位置的两个圆弧小槽口1-2，该两个圆弧小槽口1-2与方形槽口贯通：从压膜上盖板上表面沿着斜角坡口向下伸至方形槽口的底部，与方形槽口连为一体；该两个圆弧小槽口1-2的孔道为半圆形；在压膜上盖板下表面碳膜入口处的底边上倒斜角1-4，更有利于人工放入碳膜；所述压膜上盖板开设有沉头螺纹孔用于与压膜下承板相连接。

[0045] 如图5a、5b所示，所述简易换膜装置的压膜下承板开设有用于稳定安装碳膜的横向轨道，具体为：在压膜下承板上铣出一个下承板U形台阶2-1用于放置靶架3和碳膜，该下承板U形台阶2-1的厚度大于放到下承板U形台阶上的靶架的厚度，并且该下承板U形台阶2-1的厚度便于将碳膜放入靶架和下承板U形台阶顶部2-1的预留缝隙中；该下承板U形台阶2-
1边线中心区域还铣出一个凸台2-2，该凸台2-2的外围尺寸与靶架压板的外围尺寸相配合，该凸台的高度与靶架下表面到靶架U形台阶底部的高度相等；所述压模下承板上开螺纹孔
2-3用于与压膜上盖板相连接。

[0046] 如图2所示，所述靶架末端顶板5安装在压膜下承板2的后端面，通过长螺钉卡接在压膜下承板后端面和后端面偏上方延伸出去的靶架3末端之间，该靶架末端顶板5用于固定靶架的位置，在压膜操作时，保证靶架不会移动。

[0047] 如图4b、图5b、5c所示，所述带有阶梯的靶架3是在靶架上开设一个靶架U形台阶3-1，所述靶架U形台阶3-1的外圈与所述方形槽口的内壁在竖直方向齐平；所述靶架压板4嵌入到所述方形槽口内部，用于将方形槽口底部靶架上的碳膜卡入到靶架U形台阶3-1中，从而完成碳膜的安装；所述靶架压板4的厚度和与该靶架U形台阶3-1的厚度相吻合；该靶架U形台阶3-1的厚度与靶架压板的厚度均为1.3毫米；所述方形槽口1-1内壁的尺寸和形状与嵌入到方形槽口内壁的靶架压板4的外围尺寸和形状相配合。

[0048] 如图4a、4b所示，所述方形槽口旁边的两个圆弧小槽口1-2在压模上盖板上表面的形状为两个倒立的U形，该两个倒立U形下端内侧分别倒斜角与方形端口的所对应一条边相连接；所述两个圆弧小槽口1-2在压模上盖板2下表面的形状为两个半圆形，两个半圆形开口内侧分别倒斜角与方形端口所对应的一条边相连接。

[0049] 如图4a、图5a所示，所述压膜上盖板和方形槽口的厚度均为9.5毫米、压膜下承板的厚度也为9.5毫米，上下盖板的厚度加一起是19毫米；所述下承板U形台阶的高度为6.5毫米，该下承板U形台阶到压膜下承板上表面的距离为2.95毫米，所述凸台的厚度为0.75毫米。

[0050] 如图5b、图6a、6b所示，所述手动压膜柱6为一个底部带有方形体6-1的圆柱体，该方形体6-1的尺寸和形状与方形槽口1-1内壁的尺寸和形状相配合，在手工力的作用下，手动压膜柱6沿着方形槽口内壁的垂向轨道向靶架压板4施加压力，靶架压板4受力后沿着方形槽口1-1内壁的垂向轨道进入靶架U形台阶3-1内。

[0051] 所述圆柱体总高度为74毫米，方形体的高度为13毫米。

[0052] 实施例一

[0053] 1、简易换膜装置安装顺序。首先通过沉头螺钉将压膜上盖板1和压膜下承板2相连接，连接好之后，将靶架3直接插入压膜上盖板1和压膜下承板2之间预留开槽中，放好靶架3后，通过长螺钉和螺母将靶架末端顶板5固定在压膜下承板2上，用于固定靶架3的方向并防止靶架3滑脱。在压膜操作时，保证靶架不会移动。

[0054] 2、碳膜安装顺序。从压膜上盖板1上所开倒角坡口的位置，轻轻将碳膜放入靶架3上，然后从压膜上盖板1所预留的槽口中将靶架压板4放置在靶架3上轻轻压住碳膜，用镊子从压膜上盖板1上预留的镊子操作槽中将靶架压板4的位置调节后，用手动按压压膜柱6用力按压靶架3，然后将多余的碳膜取下，松开靶架末端顶板5，将靶架3取下，这样一套流程下来，碳膜就轻松的安装到靶架上了。

[0055] 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例。