小型流体循环系统及产生循环流体的方法技术方案

一种小型流体循环系统及产生循环流体的方法，系统包括泵体、背压阀、压力传感器、压力表、过滤器、质量流量计、缓冲罐、截止阀、喷嘴、截止阀、具有开关的储液罐、具有开关的氮气瓶和具有开关的氩气瓶。流体在泵体的作用下做循环往复流动，液柱直径通过所述的喷嘴的直径调节，流量和速度通过所述的背压阀调节，质量流量计可实时显示管道中流体的实际流量。本发明专利技术具有安装方便、集成化程度高、射流的直径、速度和流量调节方便、操作简单的特点，适用于不同波段等离子体光的发射，及相关的科学研究或平台开发。台开发。台开发。

【技术实现步骤摘要】
小型流体循环系统及产生循环流体的方法


[0001]本专利技术涉及电子束或激光与流体相互作用
，特别是一种小型流体循环系统及产生循环流体的方法，可循环产生一定直径的射流，通过电子束或激光轰击射流，可用于一定波段光源的产生或者等离子体光发射的科学研究。

技术介绍

[0002]传统的X射线管采用电子束与固体金属相互作用产生，这种产生方式带来的热负载较大，从而限制了X射线的输出功率。如果用液体替代固体金属，液态金属因为本身处于熔融状态，所以无需考虑由于温度升高而产生的熔化现象。另一方面，液态金属可以快速循环更新，热积聚效应不明显，从而有助于产生更高功率的X射线流。
[0003]此外，在现有的科学实验中，大多采用激光与固体靶相互作用产生等离子体，但为了确保每一发激光击中的都是新的物质表面，需要将固体靶安装在一个位移台上，并要求位移台按照一定的频率快速移动。实验中，往往经过很短的时间，就需要更换新的靶材，更换靶材后，还需要重新调节激光聚焦条件，十分麻烦。射流靶就不存在这样的问题，因为流体一直处于循环状态，而且速度也可以达到很高的值，同时也省去了频繁换靶和调靶的麻烦。
[0004]因此，研制一套满足电子束或激光与流体相互作用的射流循环系统具有重要的科学意义和实用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决电子束或激光与物质相互作用过程中的热积累效应以及固体靶频繁换靶、调靶的问题，提出一种小型流体循环系统及产生循环流体的方法，本系统安装方便，易于操作，适用于X射线光的产生、激光与物质相互作用实验，及等离子体发光的相关研究。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]一种小型流体循环系统，其特点在于，包括泵体、压力传感器、缓冲罐、机械压力表、背压阀、过滤器、质量流量计、机械压力表、喷嘴、截止阀、具有开关的储液罐、具有开关的氮气瓶和具有开关的氩气瓶，自所述的泵体的出口端经所述的压力传感器、缓冲罐、机械压力表、背压阀、过滤器、质量流量计、机械压力表、喷嘴和泵体的输入端口通过管道依次相连，所述的喷嘴下方的管道较高处还与所述的开关的储液罐相连接，该管道的最底端连接所述的截止阀，所述的缓冲罐的第三端口通过管道与具有开关的氮气瓶和具有开关的氩气瓶相连。
[0008]所述的泵体为流体隔膜泵，流量可调节，所述的泵体的两端分别设有泵出口和吸入口，通过改变泵内柱塞的冲程可吸入或泵出流体。
[0009]所述的压力传感器为数显压力表，可以实时测量并显示泵体出口端的压力，压力表量程可根据需要选配。
[0010]所述的背压阀用于调节所述的泵体的出口端的压力，压力具体数值通过所述的机械压力表实时显示。
[0011]所述的过滤器由金属或PP、PVC、陶瓷等材质制作，根据循环流体的性质选择，孔隙几微米到百微米量级。
[0012]所述的质量流量计连接在所述的过滤器之后，实时测量通过管道的流量，兼具数显功能。
[0013]所述的机械压力表连接在所述的质量流量计之后，用于实时显示经所述的背压阀调节后，并经过所述的过滤器之后管道内流体的实际压力。
[0014]所述的喷嘴呈圆锥形，由不锈钢、钛、钨金属材料、石英玻璃或蓝宝石、白宝石、碳化硅等陶瓷材料加工而成；孔径微米量级，根据所需流体的直径自行选择。
[0015]所述的喷嘴与连接管道采用密封圈端面密封或者VCR方式密封。
[0016]所述的截止阀为单通隔膜阀，用于排出管道内的流体。
[0017]利用上述小型流体循环系统产生循环流体的方法，包括如下步骤：
[0018]①
关闭所述的截止阀，调节所述的背压阀为最小压力值，在所述的缓冲罐中缓慢充入氩气或者氮气保护气体，所充压力根据管道内流体工作压力决定，一般为流体压力的60％
‑
80％；
[0019]②
确保所述的截止阀为关闭状态，确保所述的背压阀为完全打开状态，打开所述的储液罐的开关，向位于所述的喷嘴下方的管道加入工作流体，开启所述的泵体，工作流体开始循环，观察所述的质量流量计显示的流量数值及其稳定性，根据工作需要，通过调节所述的泵体的柱塞的运动频率，改变管道内流体的流量，通过调节所述的背压阀改变管道内流体的压力，进而改变流体的速度，管道内流体的实际流量和压力分别通过所述的质量流量计、机械压力表和机械压力表实时读出；
[0020]③
如果流体没有正常循环，但质量流量计显示管道中有流量，极有可能是所述的喷嘴发生了堵塞，需更换新的喷嘴；如果所述的质量流量计显示流量为0，所述的泵体和背压阀都正常的情况下，极有可能是所述的过滤器发生了堵塞，需更换新的过滤器。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下的显著特点：
[0022]1、本专利技术采用循环射流代替常规固体靶，既可以降低电子束或激光与靶材相互作用过程中产生的热累积效应，也可以避免固体靶频繁换靶和调靶的麻烦，适用于小型化X射线和等离子体光的产生或研究。
[0023]2、本专利技术通过调节泵体柱塞的运动频率、背压阀压力、喷嘴直径，可方便实现射流流量、速度和直径的变换，从而满足科研人员或用户对靶材多样性的选择需求。
[0024]3、本专利技术除了可以循环水等常规流体，通过与真空腔室、加热或冷却装置相结合，也可以用来循环各种金属及有机流体，满足不同平台的实验或开发需求。
[0025]总之本专利技术具有安装方便、集成化程度高、射流的直径、速度和流量调节方便、操作简单的特点，适用于不同波段等离子体光的发射，及相关的科学研究或平台开发。
附图说明
[0026]图1为本专利技术小型流体循环系统的结构示意图。
[0027]图中：泵体1、压力传感器2、缓冲罐3、机械压力表4、背压阀5、过滤器6、质量流量计
7、机械压力表8、喷嘴9、截止阀10、具有开关的储液罐11、具有开关的氮气瓶12和具有开关的氩气瓶13
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明，但不应因此限制本专利技术的保护范围。
[0029]实施例，参阅图1，图1为本专利技术小型流体循环系统的结构示意图，由图可见，本专利技术小型流体循环系统，包括泵体1、压力传感器2、缓冲罐3、机械压力表4、背压阀5、过滤器6、质量流量计7、机械压力表8、喷嘴9、截止阀10、具有开关的储液罐11、具有开关的氮气瓶12和具有开关的氩气瓶13，自所述的泵体1的出口端经所述的压力传感器2、缓冲罐3、机械压力表4、背压阀5、过滤器6、质量流量计7、机械压力表8、喷嘴9和泵体1的输入端口通过管道依次相连，所述的喷嘴9下方的管道较高处还与所述的开关的储液罐11相连接，该管道的最底端连接所述的截止阀10，所述的缓冲罐3的第三端口通过管道与具有开关的氮气瓶12和具有开关的氩气瓶13相连。
[0030]所述的泵体1为流体隔膜泵，流量可调节，所述的泵体1的两端分别设有泵出口和吸入口，通过改变泵内柱塞的冲程可吸入或泵出流体。
[0031]所述的压力传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型流体循环系统，其特征在于，包括泵体(1)、压力传感器(2)、缓冲罐(3)、机械压力表(4)、背压阀(5)、过滤器(6)、质量流量计(7)、机械压力表(8)、喷嘴(9)、截止阀(10)、具有开关的储液罐(11)、具有开关的氮气瓶(12)和具有开关的氩气瓶(13)，自所述的泵体(1)的出口端经所述的压力传感器(2)、缓冲罐(3)、机械压力表(4)、背压阀(5)、过滤器(6)、质量流量计(7)、机械压力表(8)、喷嘴(9)和泵体(1)的输入端口通过管道依次相连，所述的喷嘴(9)下方的管道较高处还与所述的开关的储液罐(11)相连接，该管道的最底端连接所述的截止阀(10)，所述的缓冲罐(3)的第三端口通过管道与具有开关的氮气瓶(12)和具有开关的氩气瓶(13)相连。2.根据权利要求1所述的小型流体循环系统，其特征在于，所述的泵体(1)为流体隔膜泵，流量可调节，所述的泵体(1)的两端分别设有泵出口和吸入口，通过改变泵内柱塞的冲程可吸入或泵出流体。3.根据权利要求1所述的小型流体循环系统，其特征在于，所述的压力传感器(2)为数显压力表，可以实时测量并显示泵体出口端的压力，压力表量程可根据需要选配。4.根据权利要求1所述的小型流体循环系统，其特征在于，所述的背压阀(5)用于调节所述的泵体(1)的出口端的压力，压力具体数值通过所述的机械压力表(4)实时显示。5.根据权利要求1所述的小型流体循环系统，其特征在于，所述的过滤器(6)由金属或PP、PVC、陶瓷等材质制作，根据循环流体的性质选择，孔隙几微米到百微米量级。6.根据权利要求1所述的小型流体循环系统，其特征在于，所述的质量流量计(7)连接在所述的过滤器(6)之后，实时测量通过管道的流量，兼具数显功能。7.根据权利要求1所述的小型流体循环系统，其特征在于，所述的机械压力表(8)连接在所述的质量流量计(7)之后，用于实时显示经所述的背压阀(5)调节后，并经过所述的过滤器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海轶，彭凯伦，邹家杰，王关德，彭宇杰，冷雨欣，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：