一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置 |
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| 申请号 | CN202311812454.4 | 申请日 | 2023-12-27 | 公开(公告)号 | CN118053609A | 公开(公告)日 | 2024-05-17 |
| 申请人 | 常州原子高科辐照有限公司; | 发明人 | 周屹; 万洁; 郑白林; 朱德琴; 陆明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及辐照装置技术领域，尤其涉及一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置。其技术方案包括：聚焦件包括螺杆、内 螺纹 板、第一圆筒、第二圆筒、聚焦膜片，所述螺杆设置多个，且围绕辐照光路弧板中 心轴 环形分布，所述螺杆的杆身与 内螺纹 板转动连接，所述内螺纹板的侧部固定安装有第一圆筒，所述第一圆筒的中心处设置有第二圆筒，所述第二圆筒的中心处设置有对称设置的第二圆筒。本发明通过螺杆旋转改变内螺纹板和第一圆筒的 位置 ，即改变辐照焦点位置，且通过 活塞 对第二圆筒内储 水 腔体中的纯净水量进行加入或抽出，改变聚焦膜片的弧面 曲率 ，改变辐照光线的聚焦位置，在辐照装置尺寸的限制下，增大辐照聚焦点位可调焦范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置技术领域[0001] 本发明涉及辐照装置技术领域，尤其涉及一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置。 背景技术[0002] 辐照装置由由辐照室、辐射源、传输设备、安全设施和控制系统等组成的，用来实现安全可靠的辐射加工工艺的装置，辐照装置内由辐射屏蔽体围封着、进行辐射加工且在工作状态时由于安全联锁措施人员不能进入的空间。辐照应用于工业上可实现高分子材料的接枝、聚合、裂变或交联，抑制或刺激生物生长，应用于食品安全中可有效地杀灭害虫、虫卵、病菌等。 [0004] 滑座在辐照装置上的基座处滑动，但辐照装置的尺寸固定，辐照装置内部空间有限，滑座在基座上可滑动的距离受到的限制，辐照聚焦的焦点可调焦的范围受到限制。 发明内容[0005] 本发明的目的是针对背景技术中存在辐照焦点可调焦范围受到辐照装置限制的问题，提出一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置。 [0006] 本发明的技术方案：一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置，包括：辐照机体，所述辐照机体的侧部中心处固定安装有辐照光源，所述辐照机体的侧部且位于辐照光源的同一侧固定安装有辐照光路弧板，所述辐照光路弧板的端部固定安装有辐照头，所述辐照头上开设有圆孔，所述圆孔、辐照光路弧板与辐照光源的中心轴位于同一条直线上，所述辐照头的圆口处固定安装有保护玻璃片； [0007] 聚焦件包括螺杆、内螺纹板、第一圆筒、第二圆筒、聚焦膜片，所述螺杆设置多个，且围绕辐照光路弧板中心轴环形分布，所述螺杆的杆身与内螺纹板转动连接，所述内螺纹板的侧部固定安装有第一圆筒，所述第一圆筒的中心处设置有第二圆筒，所述第二圆筒的中心处设置有对称设置的第二圆筒，两个所述第二圆筒之间形成储水空腔； [0008] 所述辐照机体的底部固定安装有注射水管，所述注射水管的侧部连通有软管，所述软管的另一端贯穿辐照光路弧板、第一圆筒和第二圆筒并延伸至储水空腔内部，所述储水空腔与注射水管内部均设置有纯净水，所述注射水管的内壁滑动连接有活塞； [0009] 所述螺杆的端部设置有保护件，所述第一圆筒与第二圆筒之间设置有稳定件。 [0010] 可选的，所述第一圆筒和第二圆筒的圆心位于辐照光源的中心轴位于同一条直线上，所述辐照光路弧板设有两个呈环形分布，分别位于第一圆筒的上下两侧，所述第一圆筒和内螺纹板的外壁均与辐照光路弧板滑动连接。 [0012] 可选的，当活塞位于注射水管内部最低处位置时，所述第二圆筒内储水空腔内仍存有水，且水填满储水空腔，所述聚焦膜片形成的弧面曲率最小；当活塞位于注射水管内最高处位置时，所述聚焦膜片形成的弧面曲率最大。 [0013] 可选的，所述保护件包括齿轮、滑齿板、延伸板和直杆，所述齿轮的齿牙与滑齿板啮合连接，所述滑齿板的底部与延伸板固定连接，所述齿轮采用倾斜W形结构，所述齿轮的水平面处与直杆固定连接，所述直杆的顶部与活塞固定连接。 [0014] 可选的，所述滑齿板的中部开设有条形滑槽，所述辐照机体的背部固定安装有防护块，所述防护块采用长方块结构，所述防护块在条形凹槽内滑动。 [0015] 可选的，所述螺杆设有两个，且关于第一圆筒中心轴对称，两个所述螺杆的螺纹方向相反，所述螺杆的端部与齿轮固定连接。 [0018] 与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果： [0019] 本发明通过螺杆旋转改变内螺纹板和第一圆筒的位置，即改变辐照焦点位置，且通过活塞对第二圆筒内储水腔体中的纯净水量进行加入或抽出，改变聚焦膜片的弧面曲率，从而改变辐照光线的聚焦位置，在辐照装置尺寸的限制下，增大辐照聚焦点位可调焦范围。 [0020] 进一步的，通过防护块在条形凹槽内滑动，以限制滑齿板的移动范围，避免滑齿板的移动范围过大，造成活塞移动范围过大，导致第二圆筒内储水腔体中纯净水量过多将聚焦膜片撑破，或第二圆筒内储水墙体中纯净水量过少，纯净水无法将聚焦膜片撑起产生褶皱无法形成圆滑的弧面，影响辐照光线的聚焦。 [0021] 进一步的，通过多个第一直杆均与第二圆筒的外圈相切，在辐照装置震动时，存在与第一直杆杆身夹角小的力，此处力不仅需要克服第二圆筒、聚焦膜片和纯净水的重力，还要克服扭矩弹簧的弹力阻尼，且由于第一直杆和第二直杆铰接，沿着第一直杆杆身小的力会受到第二直杆和第一圆筒的阻碍，故在辐照装置震动时，第二圆筒受到的震动小，避免震动幅度过大导致辐照光线聚焦位置偏差过大。附图说明 [0022] 图1给出本发明整体结构示意图； [0023] 图2给出本发明一种实施例的防护块结构示意图； [0024] 图3给出本发明一种实施例的第一圆筒结构示意图； [0025] 图4给出本发明一种实施例的注射水管结构剖视示意图； [0026] 图5给出本发明一种实施例的第二圆筒结构示意图； [0027] 图6给出本发明一种实施例的聚焦膜片结构收缩状态示意图； [0028] 图7给出本发明一种实施例的聚焦膜片结构凸起状态示意图； [0029] 图8给出本发明一种实施例的架设块结构主视示意图。 [0030] 附图标记：1、辐照机体；2、辐照光源；3、辐照光路弧板；4、辐照头；5、聚焦件；51、螺杆；52、内螺纹板；53、第一圆筒；54、第二圆筒；55、聚焦膜片；56、软管；57、注射水管；58、活塞；6、保护件；61、齿轮；62、滑齿板；63、防护块；64、延伸板；65、直杆；7、稳定件；71、第一直杆；72、第二直杆；73、扭矩弹簧；74、架设块。 具体实施方式[0031] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0032] 通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。 [0033] 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0034] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0035] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0036] 实施例1 [0037] 本实施例提出一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置，如图1所示，包括辐照机体1，辐照机体1的侧部中心处固定安装有辐照光源2，辐照机体1的侧部且位于辐照光源2的同一侧固定安装有辐照光路弧板3，辐照光路弧板3的端部固定安装有辐照头4，辐照头4上开设有圆孔，圆孔、辐照光路弧板3与辐照光源2的中心轴位于同一条直线上，辐照头4的圆口处固定安装有保护玻璃片；辐照光路弧板3防止辐照光源2发出的辐照光线四散，同时辐照光源2、辐照光路弧板3和辐照头4形成辐照光路，保护玻璃片防止外部颗粒进入辐照通路内影响辐照效果。 [0038] 如图2和3所示，还包括聚焦件5，聚焦件5包括螺杆51、内螺纹板52、第一圆筒53、第二圆筒54、聚焦膜片55，螺杆51设置多个，且围绕辐照光路弧板3中心轴环形分布，螺杆51的杆身与内螺纹板52转动连接，内螺纹板52的侧部固定安装有第一圆筒53，第一圆筒53的中心处设置有第二圆筒54，第二圆筒54的中心处设置有对称设置的第二圆筒54，两个第二圆筒54之间形成储水空腔，螺杆51旋转使内螺纹板52和第一圆筒53沿着辐照光路弧板3移动，第二圆筒54随着第一圆筒53移动，即可改变第二圆筒54和聚焦膜片55的位置，即改变辐照焦点位置。螺杆51与电机转动连接。 [0039] 如图4所示，辐照机体1的底部固定安装有注射水管57，注射水管57的侧部连通有软管56，软管56的另一端贯穿辐照光路弧板3、第一圆筒53和第二圆筒54并延伸至储水空腔内部，储水空腔与注射水管57内部均设置有纯净水，注射水管57的内壁滑动连接有活塞58； [0040] 如图5‑7所示，第一圆筒53和第二圆筒54的圆心位于辐照光源2的中心轴位于同一条直线上，辐照光路弧板3设有两个呈环形分布，分别位于第一圆筒53的上下两侧，第一圆筒53和内螺纹板52的外壁均与辐照光路弧板3滑动连接。辐照光路弧板3对第一圆筒53和内螺纹板52的移动方向进行引导，即对第二圆筒54和聚焦膜片55的移动方向进行引导。 [0041] 软管56连通注射水管57和第二圆筒54，聚焦膜片55采用二甲基硅氧烷薄膜，储水空腔内的水与聚焦膜片55接触，水的液压将聚焦膜片55顶起形成弧面。通过水含量变化改变聚焦膜片55形成的弧面曲率。 [0042] 如图6所示，当活塞58位于注射水管57内部最低处位置时，第二圆筒54内储水空腔内仍存有水，且水填满储水空腔，聚焦膜片55形成的弧面曲率最小；如图7所示，当活塞58位于注射水管57内最高处位置时，聚焦膜片55形成的弧面曲率最大。 [0043] 通过活塞58向上移动将注射水管57内的纯净水压入第二圆筒54的储水腔体内，储水腔体内的纯净水增多，而储水腔体空间有限，故纯净水将利用水压对聚焦膜片55进行挤压，使其形成的弧面曲率增大； [0044] 通过活塞58向下移动将第二圆筒54内的纯净水抽入注射水管57内，以减少储水腔体内的纯净水的含量，此时纯净水减少，聚焦膜片55受到的水压降低，在聚焦膜片55弹性作用下恢复，使其形成的弧面曲率减小，从而通过纯净水含量的变化改变辐照光源2聚焦的位置。 [0045] 螺杆51的端部设置有保护件6，第一圆筒53与第二圆筒54之间设置有稳定件7。 [0046] 本实施例中，通过螺杆51旋转改变内螺纹板52和第一圆筒53的位置，第二圆筒54也随第一圆筒53的位置改变而改变，从而改变第二圆筒54和聚焦膜片55的位置，即改变辐照焦点位置，且通过活塞58对第二圆筒54内储水腔体中的纯净水量进行加入或抽出，改变聚焦膜片55的弧面曲率，从而改变辐照光线的聚焦位置，在保持第二圆筒54和聚焦膜片55移动范围不变的同时，进一步增大辐照光线可聚焦点位的范围。 [0047] 实施例2 [0048] 基于实施例1的基础上，如图2所示，本实施例提出一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置，保护件6包括齿轮61、滑齿板62、延伸板64和直杆65，齿轮61的齿牙与滑齿板62啮合连接，滑齿板62的底部与延伸板64固定连接，齿轮61采用倾斜W形结构，齿轮61的水平面处与直杆65固定连接，直杆65的顶部与活塞58固定连接。 [0049] 如图1和2所示，螺杆51设有两个，且关于第一圆筒53中心轴对称，两个螺杆51的螺纹方向相反，螺杆51的端部与齿轮61固定连接。通过螺杆51旋转带动齿轮61转动，齿轮61转动改变滑齿板62的位置，滑齿板62带动延伸板64移动，延伸板64带动直杆65进行上移或下移，上移则使活塞58将注射水管57内的纯净水加入第二圆筒54内，下移则将第二圆筒54内的水抽出。 [0050] 滑齿板62的中部开设有条形滑槽，辐照机体1的背部固定安装有防护块63，防护块63采用长方块结构，防护块63在条形凹槽内滑动。防护块63利用条形凹槽限制滑齿板62的移动范围，避免滑齿板62的移动范围过大，造成活塞58移动范围过大，导致活塞58上移过多导致第二圆筒54内储水腔体中纯净水量过多将聚焦膜片55撑破，或者活塞58下移过多导致第二圆筒54内储水墙体中纯净水量过少，纯净水无法将聚焦膜片55撑起产生褶皱无法形成圆滑的弧面，影响辐照光线的聚焦。 [0051] 本实施例中，通过防护块63在条形凹槽内滑动，以限制滑齿板62的移动范围，避免滑齿板62的移动范围过大，造成活塞58移动范围过大，导致活塞58上移过多导致第二圆筒54内储水腔体中纯净水量过多将聚焦膜片55撑破，或者活塞58下移过多导致第二圆筒54内储水墙体中纯净水量过少，纯净水无法将聚焦膜片55撑起产生褶皱无法形成圆滑的弧面，影响辐照光线的聚焦。 [0052] 实施例3 [0053] 基于上述实施例1或2，本实施例提出一种基于辐照系统的辐照源聚焦装置，如图8所示，稳定件7包括第一直杆71、第二直杆72和扭矩弹簧73，第一直杆71的端部通过转轴与第二直杆72铰接，第一直杆71的另一端与第二圆筒54铰接，扭矩弹簧73的两端分别与第一直杆71和第二直杆72弹性连接。 [0054] 第一直杆71设置多个，且围绕第二圆筒54环形等角度分布，第一直杆71与第二圆筒54的外圈相切，架设块74设置多个，且在第一圆筒53上呈环形等角度分布，第二直杆72的端部与架设块74转动连接。架设块74改变第二直杆72的位置，避免第二直杆72转动与第一圆筒53的内圈接触。 [0055] 在辐照装置运行产生震动时，第一圆筒53随之震动，第一圆筒53震动产生位移并利用第一直杆71和第二直杆72推移第二圆筒54，由于第一直杆71与第二直杆72之间存在扭矩弹簧73，利用阻尼降低第二圆筒54受到的推力，且位于第二圆筒54受力侧的另一侧，第一直杆71与扭矩弹簧73之间的扭矩弹簧73再次施加阻尼，阻止位移。 [0056] 且第二圆筒54、聚焦膜片55和储水腔体中的纯净水本就存在重力，多个第一直杆71和第二直杆72共同支撑控制第二圆筒54的位置，第一圆筒53利用第一直杆71和第二直杆 72推移第二圆筒54受到重力的阻碍，阻止第二圆筒54位移，且第一直杆71设置多个，且围绕第二圆筒54环形等角度分布，第一直杆71与第二圆筒54的外圈相切，从而在第二圆筒54受力时，由于第一直杆71和第二直杆72相互铰接，其铰接处的位置活动范围固定，且第一直杆 71设置有多个，必定存在力的方向与第一直杆71杆身方向夹角小的力，该处力不仅要克服第二圆筒54的重力，还要受到第一圆筒53对第一直杆71和第二直杆72铰接处的位置活动范围的限制。 [0057] 本实施例，通过多个第一直杆71均与第二圆筒54的外圈相切，在辐照装置震动时，存在与第一直杆71杆身夹角小的力，此处力不仅需要克服第二圆筒54、聚焦膜片55和纯净水的重力，还要克服扭矩弹簧73的弹力阻尼，且由于第一直杆71和第二直杆72铰接，沿着第一直杆71杆身小的力会受到第二直杆72和第一圆筒53的阻碍，故在辐照装置震动时，第二圆筒54受到的震动小，避免震动幅度过大导致辐照光线聚焦位置偏差过大。 [0058] 上述具体实施例仅仅是本发明的几种可选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。 |
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