[发明专利]真空室及等离子体装置

说明书

本发明公开了一种真空室及由该真空室所组成的等离子体装置，真空室包括等离子体限制器、水冷导轨以及用于调整等离子体限制器在水冷导轨上安装位置调整组件；等离子体装置由真空室串联而成，在真空室的端口法兰上设有为等离子体限制器的位置调整提供基准的激光测量用靶标座。本发明能承能实现限制器的稳定运行，可实现限制器沿真空室轴向移动，便于保证真空室串联后多个限制器同心度，为高品质等离子体产生提供基础，同时具有便于拆装的优势。

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，具体涉及一种真空室及由该真空室所组成的等离子体装置。

背景技术

直线等离子体装置是一台能够产生与维持一直线段稳态等离子的装置，利用该装置可以研究等离子体的基本性质，即利用各种控制和诊断手段研究等离子体的各种输运过程、不稳定性和边界物理等；亦可研究等离子体与材料的相互作用的基础问题，如材料的物理溅射和化学刻蚀、材料中氢和氦滞留/起泡问题、等离子体破裂对材料的影响模拟等。研究领域可覆盖高密度的托卡马克边界等离子体和材料相关研究，以及低密度的空间等离子体研究。

随着相关研究深入，原有的小型直线等离子体已无法满足研究需要，迫切需要大型直线等离子体装置。大型直线等离子体装置是由多个呈圆柱形的真空室串联而成的，真空室内部会安装多个限制器，限制器直接面对等离子体，使等离子体“远离”(相对而言)真空器壁，对真空室起到保护作用。限制器沿真空室轴向位置以及限制器间同心度对等离子体质量影响重大，现有技术中的限制器是固定式，即在真空室的位置不变，缺点主要存在于三个方面，第一，无法进行限制器沿真空室轴向位置改变对等离子体质量影响的试验；第二，具有高精度限制器安装座的真空室制造难度大，很难保证真空室串联后，多个真空室限制器间的同心度；第三，固定限制器的水道通常是刚性连接，在狭小真空室内进行穿墙水道焊接，不便于限制器安装与后期清洗维护，也不便于实现对热沉的全面冷却。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，一方面提供一种真空室。

一种真空室，配合安装等离子体限制器，能够实现限制器沿真空室轴向位置改变对等离子体质量影响的试验。

等离子体限制器，包括热沉体，热沉体呈空心圆柱状，内部沿高度方向上开设有冷却水道，端部设有进出水道口，进出水道口上安装有热沉水嘴，热沉体外设有热沉屏蔽组件。

优选地，所述热沉体由两块具有圆弧槽的同心无氧铜圆板通过真空钎焊焊接形成，热沉屏蔽组件包括热沉屏蔽一及热沉屏蔽二，热沉屏蔽一及热沉屏蔽二位于热沉体的两端，通过螺栓及螺母连接在热沉体上，热沉屏蔽一中心设有凸台阶、热沉屏蔽二中心设有凹台阶，凸台阶与凹台阶紧密配合，配合间隙0.05～0.5mm，上述热沉屏蔽一、热沉屏蔽二、螺栓及螺母的材质均为钼合金，热沉水嘴的材料是不锈钢，通过真空钎焊与热沉体进行异种金属连接。

一种应用该等离子体限制器的真空室，配合安装上述等离子体限制器，包括安装在真空室内壁、沿周向分布的水冷导轨，等离子体限制器设置在相对的两根水冷导轨之间，水冷导轨包括水平设置在等离子体限制器上下两侧的导轨座，导轨座背离于等离子体限制器的一面上开设有穿过真空室外壁的导轨水嘴，导轨座内设有可与导轨水嘴相通的水道凹槽，导轨座朝向等离子体限制器的一面上设有定位凹槽，等离子体限制器与导轨座之间设有调整组件，用于调整等离子体限制器在导轨座上的安装位置。

优选地，调整组件包括凹形卡块，凹形卡块的开口侧朝向导轨座，两端设有紧固螺栓，拧紧紧固螺栓可将凹形卡块卡装在导轨座上，凹形卡块的闭口侧上穿设有调整螺钉，调整螺钉具有沿凹形卡块上下移动的自由度，调整螺钉通过位于调整螺钉与导轨座之间的锁紧螺母实现定位，调整螺钉的伸出端可配合顶设在导轨座的定位凹槽中，从而实现等离子体限制器位置的固定。

优选地，所述热沉水嘴接在为热沉体提供/排出冷却水的管路系统中。