[发明专利]中子束线开关及准直安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及中子散射谱仪技术领域，尤其涉及一种用来实现中子束线开和关切换的一种中子束线开关及用于两个中子设备之间准直安装的准直安装方法。

背景技术

中子谱仪主要用于研究各类物质的结构和性质，目前在世界各国建造的中子谱仪可以分为两类，一类称为中子散裂源谱仪，中子散裂源是基于加速器加速质子轰击靶产生中子；另一类称为中子反应堆谱仪，中子反应堆是基于铀裂变产生中子。中子束线开关在中子谱仪中用来打开和切断中子束流，在导通状态时，中子束是通过中子导管等中子光学部件传输到样品上，因此，中子束线开关是任何谱仪都不可或缺的一个关键部件。对于中子散裂源谱仪，每个谱仪在散裂靶站中都有一个束线开关，称为主束线开关，由于靶站中的主开关比较庞大，开启和关闭的时间较长，因此，大部分的中子散裂源谱仪都会在谱仪大厅中的中子束线上建造第二个中子束线开关。如美国的中子散裂源（SNS）的磁反射谱仪BL4A，液态反射谱仪BL4B，以及工程粉末谱仪都在谱仪束线上建造了一个中子束线开关，第二中子束线开关一般设计轻便并且开关方便，且操作时间短，这样在更换样品的时候只操作中子束线上的第二中子束线开关即可，特别是对于美国SNS的BL4A和BL4B两者距离特别近，而且共用靶站中的主中子开关，只有在发生意外时才操作主开关。英国的中子散裂源（ISIS）和日本的中子散裂源（J-PACK）等在从靶站引出中子束线后，也大都在束线上建造了第二中子束线开关。而对于反应堆谱仪，往往一个中子孔道引出若干条中子谱仪，这些谱仪都要在谱仪大厅中的谱仪束线上设置这样一个与中子散裂源谱仪第二中子束线开关类似的中子束线开关，该中子束线开关一般设备较小，操作速度快，能够快速的切断中子束流。这里就有一个这种快速中子束线开关和束线开关上下游的中子传输部件之间的准直安装问题。本发明就是针对存在于谱仪束线上，这样一种快速中子束线开关的设计和中子束线开关上下游的中子导管之间的准直安装问题。

准直安装的常用工具、仪器有工具经纬仪、水准仪和激光追踪仪。而相邻中子导管之间常规的准直精度是0.05mm。常见的中子束线开关是旋转式或者上下、左右平移式的。不管是哪一种中子束线开关，内部的导管插件和相邻的中子导管之间都存在间隙。众所周知，在利用中子导管对中子进行传输的过程当中，要尽量的避免中子的损失，也就是需要减小间隙的存在。且中子束线开关内部的导管插件（又称插入件）和外部中子导管对接的过程中，如果要达到良好的准直效果，若有足够的吊装空间，可以用波纹管进行连接，然而那样中子束线开关与相邻中子导管之间的间距比较大，中子损失偏大；要使相邻中子导管之间的间距变小，则中子导管不可避免的要伸到中子束线开关壳体内部，这时如果直接采用法兰连接，则两侧的导管和中子束线开关连成一体，中子束线开关内部导管插件和相邻的导管之间的距离也比较小。但是单纯靠设常规的准直设备，对相邻的中子导管进行准直安装和定位变得非常困难。

例如，匈牙利的中子导管公司（Mirrotron）制造的一个中子束线开关利用波纹管进行连接，虽保证了准直和吊装空间，但是导管和中子束线开关内部导管插件之间的间距是25mm以上。

现有技术中法兰是一种重要的连接件，具有凸凹的台阶式结构，应用主要有以下几类：

1、起到保护连接管道的翻边和便于安装密封垫圈的作用。例如公开号为CN101153680A、名称为“一种输送管道的连接结构”的中国发明专利申请，公开了一种利用法兰的台阶式结构进行管道连接的连接结构，其法兰的台阶主要是为了给密封垫圈提供空间。还有公开号为CN201420593Y、名称为“汽车发动机排气歧管和排气管连接结构”的中国实用新型专利，其法兰的台阶式结构为密封垫圈提供空间、定位以及限位的作用。

2、起到限位和辅助密封的作用。例如公开号为CN201666137U、名称为“一种新型法兰连接密封装置”的中国实用新型专利申请，公开了一种台阶式法兰连接方式，这种法兰连接密封装置的台阶结构主要是限位和进行二次真空密封，其限位作用只是一个粗糙的基本定位，起到一个导程的作用，精度较差。

因此，在现有技术中，准直方案是通过设备和一些调节装置进行准直和调节定位。而法兰的台阶式结构则主要用于粗糙的定位。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种中子束线开关，以解决现有技术中子束线开关不能同时兼顾所述中子束线开关与相邻中子导管之间的间距好于10mm、又有足够的吊装间隙以便于准直定位的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种准直安装方法。