[实用新型]一种耐压铍窗结构

说明书

本实用新型公开了一种耐压铍窗结构，包括铍窗和铍窗底座，其特征在于，所述铍窗为曲面铍窗(1)，其中曲面铍窗(1)的凸面朝向真空一侧。本实用新型结构中曲面铍窗所受到的是拉/压应力，其耐压强度远远高于受到剪应力的平板铍窗结构，同时可以保持原有的焊接工艺基本不变。

技术领域

本实用新型属于同步辐射技术领域，涉及一种新型的耐压铍窗结构，尤其涉及一种用于同步辐射束线上的耐压铍窗结构。

背景技术

铍窗是同步辐射束线工程中的通用部件，可用于隔离真空区间或置于束线终端隔离真空与大气，并对X射线透明。在功能上，铍窗既要有较高的耐压要求，又要尽可能的薄，以减少对低能X射线的吸收。为此，一般金属铍材料需要通过焊接的或机械压紧的方法紧固在真空法兰上。极薄的金属铍材料在工况下承受着焊接应力、大气的压强和同步辐射热应力等多重耦合应力的作用。

目前国内外同步辐射光源所用的铍窗都是平板型的，如图1所示，当抽真空时薄铍窗将会承受较大的剪切应力，窗口容易破裂。

实用新型内容

为了改善铍窗的耐压能力，本申请用一维的圆柱形曲面铍窗结构代替原来平板型的铍窗结构。新结构所受到的是拉/压应力，其耐压强度远远高于受到剪应力的平板铍窗结构，同时可以保持原有的焊接工艺基本不变。

本实用新型的技术方案为：

一种耐压铍窗结构，包括铍窗和铍窗底座，其特征在于，所述铍窗为曲面铍窗1，其中曲面铍窗1的凸面朝向真空一侧。

进一步的，所述曲面铍窗1的曲面只有向一侧凸起的曲面。

进一步的，所述曲面铍窗1为柱面金属箔铍窗。

进一步的，所述柱面金属箔铍窗的圆弧直径为35mm至1m。

进一步的，所述柱面金属箔铍窗的厚度为0.01mm至0.5mm。

进一步的，所述柱面金属箔铍窗的窗口宽度为5mm至140mm，所述柱面金属箔铍窗的高度为5mm至30mm。

进一步的，所述曲面铍窗1为球面金属箔铍窗或椭球面金属箔铍窗。

进一步的，所述铍窗底座为金属底座，所述铍窗底座上设有冷却结构3。

进一步的，所述铍窗底座为无氧铜底座。

进一步的，所述冷却结构3包括上下两路冷却通道，每一路冷却管道的直径为4mm至12mm。

本实用新型公开了一种用于同步辐射束线上的耐压铍窗结构，包括曲面金属箔的铍窗形状、焊接铍窗厚金属底座及其冷却结构。同步辐射一般在真空管路中传输，管路的终端需要有一个窗口隔断真空与大气，同时该窗口对同步辐射透明。同步辐射是一种波长连续的X射线。为了减小窗口材料对X射线、尤其是低能X线的吸收，窗口材料多采用很薄的金属铍，比如0.2mm。如此薄的平板铍窗材料比较难以承受一个大气压产生的应力。稍有窗口尺度增大、或者有弱小的局部应力集中到薄平板的铍窗材料时，极容易发生破损，可能导致冲击波进入真空管路，引起二次事故。为了提高铍金属箔窗口的耐压能力，本申请用曲面形的铍箔取代原来的平板铍窗结构。本申请利用了有限元软件计算比较了同样厚度时两种结构在一个大气压差服役情况下的应力大小。计算结果显示，圆柱面形铍窗结构所承受的应力远小于原来的平板铍窗的情况，这样可在同样窗口截面积的情况下，新型结构可降低铍窗材料的破损风险；或者是在同样的破损风险条件下，可进一步降低金属箔的厚度，有利于低能X射线的通过。新型铍窗结构可用于同步辐射束线的中间或终端窗口，隔离束线真空与外界的大气环境。

本实用新型提供一种用于同步辐射前端区真空部件铍窗结构，其特征在于：包括曲面铍窗、与曲面铍窗匹配的焊接基座和基座的冷却通道。

表1：圆柱曲面形状的铍箔不同厚度、不同直径对应力的影响