水冷铝窗吸收体装置.pdf

《水冷铝窗吸收体装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水冷铝窗吸收体装置.pdf（11页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020092782.7 (22)申请日 2020.01.16 (73)专利权人 中国科学院高能物理研究所 地址 100049 北京市石景山区玉泉路19号 (乙) (72)发明人 罗平石泓易栖如田野 (74)专利代理机构 北京君尚知识产权代理有限 公司 11200 代理人 司立彬 (51)Int.Cl. H05G 1/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种水冷铝窗吸收体装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种水冷铝窗吸收体装 置， 其特征在于， 包括水冷铝窗主体(。

2、1)和可调基 座(2)， 所述水冷铝窗主体(1)安装于所述可调基 座(2)上； 水冷铝窗主体(1)上设有铝窗(101)和 水冷孔道(102)， 所述水冷铝窗主体(1)的中央位 置沿光束行进方向设有所述铝窗(101)， 所述铝 窗(101)的上方、 下方各设置一径向平行的所述 水冷孔道(102)， 且所述水冷孔道(102)两端分别 安装管接头(3)， 用于与水管连接形成完整的水 冷循环； 所述水冷铝窗主体(1)的上、 下游两端对 称加工出法兰(103)， 用于连接上下游波纹管或 设备。 本装置导热效果好， 且能实现水冷铝窗主 体的水平调节和高程调节和在光束线中的精准 定位。 权利要求书1页 说明。

3、书5页 附图4页 CN 211630477 U 2020.10.02 CN 211630477 U 1.一种水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 包括水冷铝窗主体(1)和可调基座(2)， 所述 水冷铝窗主体(1)安装于所述可调基座(2)上； 所述水冷铝窗主体(1)上设有铝窗(101)和水 冷孔道(102)， 其中所述水冷铝窗主体(1)的中央位置沿光束行进方向设有所述铝窗(101)， 所述铝窗(101)的上方、 下方各设置一径向平行的所述水冷孔道(102)， 且所述水冷孔道 (102)两端分别安装管接头(3)， 用于与水管连接形成完整的水冷循环； 所述水冷铝窗主体 (1)的上、 下游两端对称加工出。

4、法兰(103)， 用于连接上下游波纹管或上下游设备。 2.如权利要求1所述的水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 所述可调基座(2)包括底板 (21)、 高程调节板(22)、 平动支撑座(23)、 基座顶板(24)、 平动调节组件(25)、 高程调节组件 (26)及锁紧压板组件(27)； 其中， 所述高程调节板(22)通过多组高程调节组件(26)安装于 底板(21)上， 平动支撑座(23)的底部通过锁紧压板组件(27)安装于高程调节板(22)上， 基 座顶板(24)通过紧固螺钉(7)固连于平动支撑座(23)的顶部， 所述水冷铝窗主体(1)安装于 所述基座顶板(24)上； 平动支撑座(23)的左右。

5、两侧和前后两侧各设置一组平动调节组件 (25)。 3.如权利要求2所述的水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 各组高程调节组件(26)相对 于水冷铝窗吸收体装置重心均匀布置。 4.如权利要求2或3所述的水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 所述高程调节组件(26) 包括螺柱， 所述螺柱穿过所述高程调节板(22)， 所述螺柱一端通过配套的球面垫圈及锥面 垫圈与一螺母连接、 另一端通过配套的球面垫圈及锥面垫圈与一螺母连接。 5.如权利要求2所述的水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 所述锁紧压板组件(27)包括 螺钉(27a)、 平垫圈(27b)、 压板(27c)及第一锁紧螺母(27d)， 各所述锁紧压。

6、板组件(27)对称 布置于平动支撑座(23)周侧； 压板(27c)通过螺钉(27a)、 平垫圈(27b)以及第一锁紧螺母 (27d)将高程调节板(22)与平动支撑座(23)固连在一起； 需要对平动支撑座(23)做平动调 节时， 松开所有锁紧压板组件(27)， 调整到位后再度锁紧所有锁紧压板组件(27)。 6.如权利要求2所述的水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 所述平动调节组件(25)包括 固定块(25a)， 固定块(25a)通过紧固螺钉固连于高程调节板(22)上表面； 固定块(25a)上设 有若干与球头螺钉(25b)配合的内螺纹， 球头螺钉(25b)经第二锁紧螺母(25c)穿过螺纹孔， 第二。

7、锁紧螺母(25c)的螺纹旋向与固定块(25a)上设置的螺纹孔旋向相反； 其中通过调整径 向球头螺钉(25b)的位置， 实现平动支撑座(23)的水平径向调节， 通过调整轴向球头螺钉 (25b)的位置， 实现平动支撑座(23)的水平轴向调节。 7.如权利要求2所述的水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 所述水冷铝窗主体(1)的底 部设置有紧固螺孔， 水冷铝窗主体(1)通过紧固螺钉与可调基座(2)上部的基座顶板(24)固 连。 8.如权利要求1所述的水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 所述水冷铝窗主体(1)的中 央位置沿光束行进方向加工出方形沉孔而形成铝窗(101)。 9.如权利要求1所述的水冷铝窗吸。

8、收体装置， 其特征在于， 所述水冷铝窗主体(1)的上 部设置有多个不共线的准直基准座(6)。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211630477 U 2 一种水冷铝窗吸收体装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种水冷铝窗吸收体装置， 应用于同步辐射装置光束线上， 在高 真空环境下使用。 本装置作为调制X射线以获得实验需要较高能量光的吸收体， 真空下使用 而获得高信噪比的同时， 冷却效果好、 可承受更高热负载， 更好地为下游束线设备分担热负 载， 能适用于更高能同步辐射装置的高能调制吸收体。 背景技术 0002 同步辐射是相对论性带电粒子在电磁场作用下沿弯轨道行进时发出的电磁辐射， 其具有。

9、高亮度、 宽波谱、 高准直性、 脉冲性以及良好的偏振特性， 在材料科学、 生物医学、 信 息科学、 环境科学、 化学工程及先进制造技术等科学领域发挥着不可或缺的作用。 随着同步 辐射技术的快速发展， 同步辐射装置应运而生， 且已从第一代装置发展到第四代装置， 从第 三代装置开始光源亮度较第一、 第二代装置有了极大的提高。 而且目前我国将在北京怀柔 建设一台高能同步辐射光源(即HEPS)， 此装置将成为迄今为止世界上亮度最高的第四代同 步辐射光源。 0003 高亮度及高准直性意味着高总功率和高功率密度， 那么高热负载就成了一大难 题， 轻则使得束线设备寿命缩短， 重则直接导致束线设备功能性损坏。。

10、 即便光束经过前端区 固定光阑、 狭缝、 碳膜、 铍窗等设备后， 光束已被限定了引出张角并吸收了部分热负载， 但对 于下游的镜箱与单色器等束线设备(单色光模式下)及样品探测器(白光模式)来说， 依旧是 极大的热载。 由于同步辐射光源具有波谱宽的特性， 白光X射线入射时， 物质对不同能量的X 射线的衰减程度不同， 利用这种差异， 通过调整物质的厚度， 可以获得不同能量峰值的X射 线。 0004 铝对X射线较低能部分吸收比较重， 对高能部分吸收效果差， 几乎是透明的。 在现 有技术中， 想要获得高能硬X射线时， 通常的做法是通过在样品上游添加不同厚度的铝片作 为吸收体来大幅衰减掉低能部分光， 同时。

11、又对高能部分X射线的强度影响不大。 0005 现有技术虽然通过在样品前添加铝片作为滤片吸收体能对X射线进行调制， 但滤 片大多都是在空气环境使用， 信噪比较低； 吸收体均仅通过简单加持使用， 位置调整能力有 限； 吸收体仅靠自然冷却或者通过风扇冷却， 冷却效果不佳， 因此吸收热量有限。 实用新型内容 0006 针对现有技术中的不足， 本实用新型旨在公开一种更普遍适用于同步辐射硬X射 线技术的水冷铝窗吸收体装置。 0007 1)水冷铝窗主体为铝合金一体加工而成的铝吸收体， 且铝窗主体设置了水冷管 路， 可与同步辐射工艺冷却水系统形成水冷循环； 0008 2)铝窗主体设置的多个不共线的准直基准座，。

12、 可配合可调基座的高程调节组件和 平动调节组件实现水冷铝窗主体的水平调节和高程调节； 0009 3)水冷铝窗主体上、 下游两端加工有密封法兰， 可实现与上下游设备的连接与密 说明书 1/5 页 3 CN 211630477 U 3 封， 能够在高真空环境下使用。 0010 本实用新型采用的技术方案是： 0011 一种水冷铝窗吸收体装置， 其特征在于， 包括水冷铝窗主体1和可调基座2， 所述水 冷铝窗主体1安装于所述可调基座2上； 所述水冷铝窗主体1上设有铝窗101和水冷孔道102， 其中所述水冷铝窗主体1的中央位置沿光束行进方向设有所述铝窗101， 所述铝窗101的上 方、 下方各设置一径向平。

13、行的所述水冷孔道102， 且所述水冷孔道102两端分别安装管接头 3， 用于与水管连接形成完整的水冷循环； 所述水冷铝窗主体1的上、 下游两端对称加工出法 兰 103， 用于连接上下游波纹管或上下游设备。 0012 进一步的， 所述可调基座2包括底板21、 高程调节板22、 平动支撑座23、 基座顶板 24、 平动调节组件25、 高程调节组件26及锁紧压板组件27； 其中， 所述高程调节板22通过多 组高程调节组件26安装于底板21上， 平动支撑座23的底部通过锁紧压板组件27安装于高程 调节板22上， 基座顶板24通过紧固螺钉7固连于平动支撑座23的顶部， 所述水冷铝窗主体 1 安装于所述基。

14、座顶板24上； 平动支撑座23的左右两侧和前后两侧各设置一组平动调节组件 25。 0013 进一步的， 各组高程调节组件26相对于水冷铝窗吸收体装置重心均匀布置。 0014 进一步的， 所述高程调节组件26包括螺柱， 所述螺柱穿过所述高程调节板22， 所述 螺柱一端通过配套的球面垫圈及锥面垫圈与一螺母连接、 另一端通过配套的球面垫圈及锥 面垫圈与一螺母连接。 0015 进一步的， 所述锁紧压板组件27包括螺钉27a、 平垫圈27b、 压板27c及第一锁紧螺 母 27d， 各所述锁紧压板组件27对称布置于平动支撑座23周侧； 压板27c通过螺钉27a、 平垫 圈27b以及第一锁紧螺母27d将高程。

15、调节板22与平动支撑座23固连在一起； 需要对平动支撑 座23做平动调节时， 松开所有锁紧压板组件27， 调整到位后再度锁紧所有锁紧压板组件 27。 0016 进一步的， 所述平动调节组件25包括固定块25a， 固定块25a通过紧固螺钉固连于 高程调节板22上表面； 固定块25a上设有若干与球头螺钉25b配合的内螺纹， 球头螺钉25b经 第二锁紧螺母25c穿过螺纹孔， 第二锁紧螺母25c的螺纹旋向与固定块25a上设置的螺纹孔 旋向相反； 其中通过调整径向球头螺钉25b的位置， 实现平动支撑座23的水平径向调节， 通 过调整轴向球头螺钉25b的位置， 实现平动支撑座23的水平轴向调节。 0017。

16、 进一步的， 所述水冷铝窗主体1的底部设置有紧固螺孔， 水冷铝窗主体1通过紧固 螺钉与可调基座2上部的基座顶板24固连。 0018 进一步的， 所述水冷铝窗主体1的中央位置沿光束行进方向加工出方形沉孔而形 成铝窗 101。 0019 进一步的， 所述水冷铝窗主体1的上部设置有多个不共线的准直基准座6。 0020 本实用新型的水冷铝窗吸收体装置主要包括水冷铝窗主体和可调基座， 其中水冷 铝窗主体安装于可调基座上方。 0021 所述水冷铝窗主体为铝合金一体加工而成的铝吸收体， 铝吸收体的中央位置沿光 束行进方向加工出圆形或者方形沉孔而形成铝窗。 所述铝窗尺寸由水冷铝窗主体安装位置 确定， 其尺寸须。

17、大于束线在该安装位置的束斑尺寸以避免发生挡光。 0022 所述铝窗上、 下设置有径向平行的水冷孔道， 水冷孔道两端分别安装管接头。 说明书 2/5 页 4 CN 211630477 U 4 0023 所述水冷铝窗主体一侧的水冷孔道通过管接头安装进、 出水管， 另一侧的水冷孔 道通过管接头安装U型水管， 形成完整的水冷循环。 0024 所述水冷铝窗主体上、 下游两端加工有密封法兰， 该密封法兰可以是CF法兰或者 ISO法兰。 0025 所述水冷铝窗主体通过密封法兰连接上下游波纹管或设备。 0026 所述水冷铝窗主体设置有多个不共线的准直基准座。 准直基准座供激光跟踪仪准 直设备使用。 0027 。

18、所述可调基座主要包括底板、 高程调节板、 平动支撑座、 基座顶板、 平动调节组件、 高程调节组件及锁紧压板组件。 所述高程调节板通过多组高程调节组件安装于底板上， 平 动支撑座通过锁紧压板组件安装于高程调节板上， 基座顶板通过螺钉或焊接固连于平动支 撑座上。 其中高程调节组件相对于水冷铝窗吸收体装置重心均匀布置。 其中平动支撑座径 向(水平垂直于光束线方向)两侧和轴向(平行于光束线方向)两侧设置多组平动调节组件， 其中平动调节组件相对于平动支撑座呈对称布置。 0028 所述水冷铝窗主体底部设置有紧固螺孔， 水冷铝窗主体通过紧固螺钉与可调基座 上部的基座顶板固连。 0029 所述高程调节组件主要。

19、包括螺柱、 螺母和垫圈。 通过调节高程组件中的螺母的上 下位置实现高程调节板的高程位置调整和保证水平。 0030 所述锁紧压板组件由螺钉、 平垫圈、 压板及锁紧螺母组成， 锁紧压板组件对称布置 于平动支撑座周侧。 0031 所述平动调节组件主要包括固定块、 球头螺钉和锁紧螺母。 其中固定块均通过焊 接或者螺钉固连于高程调节板上表面。 通过调整径向球头螺钉的位置， 实现平动支撑座的 水平径向调节； 通过调整轴向球头螺钉的位置， 实现平动支撑座的水平轴向调节。 0032 所述可调基座亦可换成电动三维调整滑台， 能实现远程运动控制， 但是成本较高， 可根据成本或者对位置调整的要求选择。 0033 与。

20、现有技术相比， 本实用新型的积极效果为： 0034 第一， 本实用新型中的水冷铝窗主体为铝合金一体加工而成的铝吸收体， 导热效 果好， 且铝窗主体设置了水冷管路， 可与同步辐射工艺冷却水系统形成水冷循环， 可更效地 对水冷铝窗主体吸收的热量进行冷却； 第二， 水冷铝窗主体设置的多个不共线的准直基准 座， 可配合可调基座的高程调节组件和平动调节组件实现水冷铝窗主体的水平调节和高程 调节和在光束线中的精准定位； 第三， 水冷铝窗主体上、 下游两端加工有密封法兰， 可实现 与上下游设备的连接与密封， 使得其本身有一定的独立性且在光束线的前后安装位置较灵 活， 且铝窗主体可在高真空下使用， 有利于获得。

21、较佳的光束信噪比； 第五， 水冷铝窗吸收体 装置， 在吸收低能光子以获得需要的高能光子的同时， 吸收了同步辐射部分热负载以降低 其下游设备的热负载。 附图说明 0035 图1为本实用新型的整体结构图。 0036 图2为图1中水冷铝窗主体水冷管道布置示意图。 0037 图3是图2中A-A半剖视图。 说明书 3/5 页 5 CN 211630477 U 5 0038 图4是图1中具体实施例的总装主视图。 0039 图5是图1中具体实施例中可调基座的结构图。 0040 图6是图5所示可调基座的左视图。 0041 图7是图5所示平动调节组件结构局部视图。 0042 其中， 1-水冷铝窗主体， 2-可调。

22、基座， 3-管接头， 4-出水管， 5-U型水管， 6-准直基准 座， 7-紧固螺钉； 21-底板， 22-高程调节板， 23-平动支撑座， 24-基座顶板， 25-平动调节组 件， 26- 高程调节组件， 27-锁紧压板组件； 101-铝窗， 102-水冷孔道， 103-CF法兰； 25a-固定 块， 25b- 球头螺钉， 25c-第二锁紧螺母， 26a-螺柱， 26b-螺母， 26c-球面垫圈， 26d-锥面垫 圈； 27a- 螺钉， 27b-平垫圈， 27c-压板， 27d-第一锁紧螺母。 具体实施方式 0043 下面结合附图及实施例对本申请作进一步详细说明， 但不仅限于此。 0044 。

23、如图1所示为本实用新型的一个实施例的水冷铝窗吸收体装置， 其包括水冷铝窗 主体1和可调基座2， 其中水冷铝窗主体1安装于可调基座2上方。 0045 如图2所示， 所述水冷铝窗主体1为铝合金一体加工而成的铝吸收体， 铝吸收体的 中央位置沿光束行进方向加工出方形沉孔而形成铝窗101。 所述铝窗101截面尺寸由水冷铝 窗主体1 安装位置确定， 其尺寸须大于束线在该安装位置的束斑尺寸以避免发生挡光。 所 述铝窗101 上、 下各设置一径向平行的水冷孔道102， 且水冷孔道102两端分别安装管接头 3。 为增强冷却效果， 水冷孔道102尽量靠近铝窗101边沿。 所述水冷铝窗主体1一侧的水冷孔 道102通。

24、过管接头3安装进、 出水管4， 另一侧的水冷孔道102通过管接头3安装U型水管5， 形 成完整的水冷循环。 0046 如图3所示， 所述水冷铝窗主体1上、 下游两端对称加工出CF法兰103。 所述水冷铝 窗主体通过CF法兰连接103上下游波纹管或设备。 需要注意的是， 此处所述CF法兰103的紧 固孔须避开上述水冷孔道102位置。 0047 如图1及图4所示， 所述水冷铝窗主体1上部设置有5个不共线的准直基准座6。 准直 基准座 6供激光跟踪仪准直设备使用。 0048 如图5所示， 所述可调基座2主要包括底板21、 高程调节板22、 平动支撑座23、 基座 顶板 24、 平动调节组件25、 高。

25、程调节组件26及锁紧压板组件27。 所述高程调节板22通过4组 高程调节组件26安装于底板21上， 平动支撑座23通过锁紧压板组件27安装于高程调节板22 上， 基座顶板24通过紧固螺钉7固连于平动支撑座23上， 水冷铝窗主体1安装于基座顶板24 上。 其中4 组高程调节组件26相对于水冷铝窗吸收体装置重心均匀布置。 其中平动支撑座 23径向(水平垂直于光束线方向)的左右两侧和轴向(平行于光束线方向)前后两侧各设置1 组平动调节组件25， 其中平动调节组件25相对于平动支撑座23呈对称布置。 0049 所述水冷铝窗主体1底部设置有紧固螺孔(见图4)， 水冷铝窗主体1通过紧固螺钉7 与可调基座2。

26、上部的基座顶板24固连。 0050 如图6所示， 所述高程调节组件26主要包括螺柱26a、 螺母26b、 球面垫圈26c及锥面 垫圈 26d。 其中球面垫圈26c与锥面垫圈26d配套用， 球面垫圈的球面与锥面垫圈的锥面接 触配合， 在调整时自动调整位置使接触面受力均匀， 如此通过调节高程组件26中的螺母26b 的上下位置， 并通过安装于铝窗主体的准直基准座上的靶标准直数据反馈， 实现高程调节 说明书 4/5 页 6 CN 211630477 U 6 板22的高程位置调整和调平。 所述锁紧压板组件27由螺钉27a、 平垫圈27b、 压板27c及第一 锁紧螺母27d 组成， 锁紧压板组件27对称布。

27、置于平动支撑座23周侧。 如图6所示， 安装时压 板27c通过螺钉 27a、 平垫圈27b与第一锁紧螺母27d将高程调节板22及平动支撑座23固连 在一起， 需要对平动支撑座23做平动调节时， 松开所有锁紧压板组件27， 调整到位后再度锁 紧所有锁紧压板组件 27即可， 其中所述平动支撑座23上螺钉27a穿过的孔略大于螺钉27a 外径以实现间隙配合， 相应地， 高程调节板22上螺钉27a穿过的孔大于其正上方平动支撑座 23上螺钉27a穿过的孔直径， 且两孔半径差不小于平动支撑座23的水平调节范围。 0051 如图7所示， 所述平动调节组件25主要包括固定块25a、 球头螺钉25b和第二锁紧螺 。

28、母25c。 固定块25a上开设与球头螺钉配合的内螺纹， 锁紧螺母用于防松， 其螺纹旋向与固定 块25a上设置的螺纹孔旋向相反， 调节时松开锁紧螺母， 调节好后通过拧紧锁紧螺母施加预 紧力， 起到防松效果。 其中固定块25a均通过紧固螺钉7固连于高程调节板22上表面。 通过调 整径向球头螺钉25b的位置， 实现平动支撑座23的水平径向调节； 通过调整轴向球头螺钉 25b的位置， 实现平动支撑座23的水平轴向调节。 0052 以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明， 不能认定本申 请的具体实施只局限于这些说明。 对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说， 在不脱 离本申请实用新型构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换。 说明书 5/5 页 7 CN 211630477 U 7 图1 说明书附图 1/4 页 8 CN 211630477 U 8 图2 图3 说明书附图 2/4 页 9 CN 211630477 U 9 图4 图5 说明书附图 3/4 页 10 CN 211630477 U 10 图6 图7 说明书附图 4/4 页 11 CN 211630477 U 11 。