本实用新型涉及电子束辐照技术领域，尤其是一种多功能电子束辐照实验装置。
背景技术：
电子束辐照加工过程中，电子束打在被辐照物体上或打在通道内壁上，都会在辐照区域产生对人体有害的x射线，x射线属于电离辐射，与非电离辐射的可见光、紫外光(uv)不同，它与物质的相互作用复杂，具有在界面反射、透射等规律。
现有的电子束固化装置，主要有卷式基材和平面基材两种应用。由于物料传动方式的区别，如需进行这两方面的作业，必须购置两套电子束辐照设备，成本很高，而事实上，两种基材所需的电子束辐照设备的电子束加速器是相同的，因此，有必要提供一种卷式基材和平面基材双用的电子束辐照装置，在保证屏蔽效果和气体氛围保护的前提下降低成本。
技术实现要素：
本实用新型提供一种多功能电子束辐照实验装置，使用同一套电子加速器组件进行卷式基材和平面基材的电子束辐照，在保证屏蔽效果和气体氛围保护的前提下降低成本。
本实用新型实施例提供一种多功能电子束辐照实验装置，包括板材屏蔽组件和位于板材屏蔽组件上方的卷材屏蔽组件，所述板材屏蔽组件包括板材输送组件以及罩设在板材输送组件外侧的板材屏蔽罩，所述板材屏蔽罩内设有板材辐照区，所述板材屏蔽罩的顶部设有第一开口，所述第一开口位于板材辐照区的上方；所述卷材屏蔽组件包括卷材输送组件以及罩设在卷材输送组件外侧的卷材屏蔽罩，所述卷材屏蔽罩内设有卷材辐照区，所述卷材屏蔽罩靠近电子加速器组件的侧壁设有与卷材辐照区连通的第二开口；所述板材屏蔽组件外侧设有沿板材输送方向延伸的移动导轨，所述移动导轨上设置有底座，所述底座连接有用于驱动底座沿移动导轨移动的移动驱动组件；所述底座上转动连接有电子加速器组件，所述电子加速器组件包括电子加速器、氮气充气管、水冷却管、加速器支撑结构和外侧的加速器屏蔽罩，所述加速器屏蔽罩的底部设有供电子束射出的插口，所述电子加速器组件还连接有用于驱动电子加速器组件相对底座转动的转动驱动组件；所述多功能电子束辐照实验装置具有板材辐照模式和卷材辐照模式，在板材辐照模式中，所述插口与第一开口对接，在卷材辐照模式中，所述插口与第二开口对接。
优选的，所述第一开口和第二开口均连接有由屏蔽材料制成的连接管，所述插口连接有由屏蔽材料制成的套管，所述套管的端面上设有环槽，所述连接管配置为可拆卸式插接在所述环槽中；所述套管的端面设有密封垫圈。
优选的，所述导轨设置在板材屏蔽罩的两侧，所述底座包括位于板材屏蔽罩两侧的两块固定板，所述电子加速器组件设置在两块固定板之间并分别与两块固定板转动连接。
优选的，所述固定板上设有弧形槽，所述弧形槽以电子加速器组件和固定板转动连接的转动轴心为圆心，所述电子加速器组件上设置有插杆，所述插杆的两端分别插接在两块固定板的弧形槽中，所述转动驱动组件驱动所述插杆沿弧形槽移动。
优选的，所述弧形槽的内壁设有卡齿，所述插杆的两端设有与所述卡齿啮合的齿轮，所述插杆与所述电子加速器组件转动连接，所述电子加速器组件上固定有转动驱动器以及连接转动驱动器和插杆的动力传送机构。
优选的，所述板材屏蔽罩的一端为板材出入端，所述板材出入端的顶部设有板材出入口，所述板材出入口设置有可打开或关闭所述板材出入口的活动盖；所述板材输送组件固定连接有托板，所述板材输送组件带动所述托板在板材出入口下方和第一开口下方之间往复运动。
优选的，在所述加速器屏蔽罩的外壁上设有锁紧件，所述锁紧件位于插口的外侧，所述第一开口的外侧设有第一配合件，所述第二开口的外侧设有第二配合件；当插口与第一开口对接时，所述锁紧件与第一配合件锁紧配合；当插口与第二开口对接时，所述锁紧件与第二配合件锁紧配合。
优选的，所述卷材输送组件包括导向辊和水冷辊，所述水冷辊连接有冷却水管路以及用于驱动所述水冷辊转动的水冷辊驱动器，所述卷材屏蔽罩的表面设有卷材入口和卷材出口。
优选的，所述加速器屏蔽罩的外侧壁设有迷宫通道，所述氮气充气管、水冷却管以及加速器的附属电缆均通过迷宫通道与外部设备相连。
优选的，所述板材屏蔽罩的两端设有板材入口和板材出口，板材辐照区处于板材屏蔽罩的中部，板材屏蔽罩内为迷宫式屏蔽结构。
本实用新型的有益效果是：本申请的卷材屏蔽组件和板材屏蔽组件上均设有与电子加速器组件对接的开口，通过转动驱动组件和移动驱动组件可以改变电子加速器组件的插口朝向和电子加速器组件的位置，以切换多功能电子束辐照实验装置的工作模式。在板材辐照模式中，插口与第一开口对接，电子加速器组件对板材屏蔽组件内的板材进行电子束辐照，在卷材辐照模式中，插口与第二开口对接，电子加速器组件对卷材屏蔽组件内的卷材进行电子束辐照，通过同一套电子加速器组件可分别进行卷式基材和平面基材的电子束辐照，在保证屏蔽效果和气体氛围保护的前提，有效降低了使用成本。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的多功能电子束辐照实验装置在板材辐照模式下的侧视图；
图2为本实用新型一种实施例的多功能电子束辐照实验装置在卷材辐照模式下的侧视图；
图3为本实用新型一种实施例的电子加速器组件将与第一开口对接的结构示意图；
图4为本实用新型一种实施例的电子加速器组件已与第一开口对接的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型实施例提供一种多功能电子束辐照实验装置，如图1-4所示，包括板材屏蔽组件1和位于板材屏蔽组件1上方的卷材屏蔽组件2。板材屏蔽组件1包括板材输送组件以及罩设在板材输送组件外侧的板材屏蔽罩，板材输送组件可呈直线状延伸，用于输送板状基材，板材屏蔽罩由铅等屏蔽材料制成，将板材输送组件罩设在内，从而起到屏蔽作用。板材屏蔽罩内设有板材辐照区，板材屏蔽罩的顶部在板材辐照区的上方设有第一开口201，板材在板材输送组件上移动，会经过板材辐照区，电子束可从第一开口201射入到板材辐照区，对板材辐照区内的板材进行电子束辐照。为了方便观察内部结构，图1和图2中的板材屏蔽组件上1和卷材屏蔽组件2均采用了局部透视的画法。
卷材屏蔽组件2包括卷材输送组件以及罩设在卷材输送组件外侧的卷材屏蔽罩，卷材输送组件用于输送卷材，卷材屏蔽罩由铅等屏蔽材料制成，起到屏蔽作用。在卷材屏蔽罩内设有卷材辐照区，卷材屏蔽罩靠近电子加速器组件4的侧壁设有与卷材辐照区连通的第二开口202，卷材随卷材输送组件移动，会经过卷材辐照区，电子束可从第二开口202射入到卷材辐照区，对卷材辐照区内的卷材进行电子束辐照。
在板材屏蔽组件1外侧还设有沿板材输送方向延伸的移动导轨，在移动导轨上滑动设置有底座3，底座3连接有移动驱动组件，移动驱动组件驱动底座3沿移动导轨横向移动。在底座3上转动连接有电子加速器组件4，电子加速器组件4可相对底座3转动，电子加速器组件4还连接有用于驱动电子加速器组件4转动的转动驱动组件41，转动驱动组件41可驱动电子加速器组件4转动到不同位置。电子加速器组件4包括电子加速器42、氮气充气管44、水冷却管、加速器支撑结构和外侧的加速器屏蔽罩46，在屏蔽外壳46内形成空腔，电子加速器42即设置在空腔内，加速器屏蔽罩46的底部设有供电子束射出的插口40，插口40可随电子加速器组件4转动到其朝向分别与第一开口201和第二开口202的朝向相对应。氮气充气管44的出气口可设置在插口40处，以向空腔内充入氮气，维持空腔内的低氧环境，水冷却管给加速器提供冷却水以进行散热。
本实施例的多功能电子束辐照实验装置具有板材辐照模式和卷材辐照模式这两种模式，移动驱动组件和转动驱动组件41可协调配合，改变电子加速器组件4的位置和朝向角度。在板材辐照模式中，插口40与第一开口201对接，从而对板材进行电子束辐照，在卷材辐照模式中，插口40与第二开口202对接，从而对卷材进行电子束辐照。
为了保证对接的稳定性，可在加速器屏蔽罩46的外壁上设有锁紧件47，锁紧件47位于插口40的外侧，第一开口201的外侧设有第一配合件，第二开口202的外侧设有第二配合件。当插口40与第一开口201对接时，锁紧件47与第一配合件锁紧配合，使插口40与第一开口201稳定对接。当插口40与第二开口202对接时，锁紧件47与第二配合件锁紧配合，使插口40与第二开口202稳定对接。
上述的移动驱动组件和转动驱动组件41可均与控制器相连，控制器还连接有切换按钮，用户可操作切换按钮，由控制器控制移动驱动组件和转动驱动组件41协调动作，进行板材辐照模式和卷材辐照模式的自由切换，实现自动化的控制过程。当从卷材辐照模式切换为板材辐照模式时，首先解除锁紧件47与第二配合件锁紧配合，控制器控制移动驱动组件，使底座3远离卷材屏蔽组件2，插口40与第二开口202分离，直至运动到第一开口201一侧的指定位置，此时，转动驱动组件41开始动作，电子加速器组件4逐渐转动至第一开口201的正上方并逐渐向第一开口40靠近，最终实现插口40与第一开口201的对接，然后将锁紧件47与第一配合件锁紧配合，确保对接紧密，形成如图1所示的板材辐照模式。在确认板材屏蔽组件1与电子加速器组件4对接良好，并通过氮气充气管44向板材屏蔽组件1和电子加速器组件4内充气至目标浓度后，可进行板材辐照作业。
当从板材辐照模式切换为卷材辐照模式时，首先解除锁紧件47与第一配合件锁紧配合，控制器控制转动驱动组件驱使电子加速器组件4转动，逐渐远离第一开口201，插口40将与第一开口201分离，直至电子加速器组件4运动到其插口40的朝向与第二开口202的朝向平行相对，此时，移动驱动组件开始动作，电子加速器组件4逐渐向卷材屏蔽组件2靠近，并最终实现插口40与第二开口202的对接，然后将锁紧件47与第二配合件锁紧配合，确保对接紧密，形成如图2所示的卷材辐照模式。在确认卷材屏蔽组件2与电子加速器组件4对接良好，并通过氮气充气管44向卷材屏蔽组件2和电子加速器组件4内充气至目标浓度后，可进行卷材辐照作业。
为了保证两个开口和插口40连接处的屏蔽效果，将提供一种实施例，对连接处的结构进行具体说明。如图3和图4所示(图3和图4是以第一接口201为例)，第一开口201和第二开口202均连接有连接管203，连接管203凸出于屏蔽罩的外壁。插口40连接有向下延伸的套管401，在套管401的向外伸出的一端的端面上设有环槽402，环槽402的尺寸与连接管203的尺寸相匹配，连接管203配置为可拆卸式插接在环槽402中，实现插口40与两个开口的对接。连接管203和套管401均由屏蔽材料制成，环槽402和连接管203的配合形成迷宫式的结构，保证屏蔽效果。
在连接管203插接在环槽402之后，连接管203完全插入到环槽402内，连接管203的顶部可抵靠在环槽402的内壁上，在套管401的端面还固定有密封垫圈403，在连接管203插接在环槽402之后，密封垫圈403对套管401和屏蔽罩的外壁之间起到密封作用，以阻止外部空气进入，维护屏蔽结构内的氮气保护氛围。
如图3和图4所示，环槽402的宽度配置为大于连接管203的厚度一定值，由于电子加速器组件4是在转动过程中实现插口40与第一开口201的对接，其插入过程是转动式的斜插，因此环槽402预留足够的空间，便于连接管203顺利插入到环槽402中。这种预留的空间可通过环槽402和连接管203的配合形成的迷宫式结构来弥补其屏蔽缺陷，因此，屏蔽效果可以得到有效保障。
对于上述的锁紧件47和配合件，将提供一种具体的实施例。如图3和图4所示，锁紧件47为设置在套管401外侧的多个弹簧插销，弹簧插销贯穿套管401并伸入到套管401的内侧，弹簧插销可沿套管径向移动。第一配合件和第二配合件则分别为开设在第一开口201和第二开口202的连接管203的外侧壁的插销孔，插销孔的位置和数量与弹簧插销相匹配。弹簧插销内侧端到套管401的轴心的距离稍小于连接管203的外径，弹簧插销的内侧端可设置为圆弧形，当套管401与连接管203对接时，连接管203将弹簧插销先向外侧推移，当套管401与连接管203对接到位后，弹簧插销将插入到插销孔中，从而将套管401与连接管203锁紧固定。
在一种实施例中，如图1和图2所示，移动导轨设有两条，并分别设置在板材屏蔽罩沿板材输送方向的两侧，底座3包括位于板材屏蔽罩两侧的两块固定板32，两块固定板32分别与导轨配合连接。如图中所示，导轨为设置在板材屏蔽罩外侧的导轨槽，固定板32内侧设有滚轮13，滚轮13可在导轨槽中转动，使底座3可沿板材输送方向移动，相应的移动驱动组件则包括固定在固定板32外侧面的电机，电机的输出轴与滚轮13相连以直接移动滚轮13转动。
电子加速器组件4即设置在两块固定板32之间并分别与两块固定板32转动连接，电子加速器组件4上固定有转动轴31，转动轴31的两端分别与两块固定板32转动连接，转动驱动组件41将驱动电子加速器组件4以转动轴31为圆心转动。
在固定板32上设有弧形槽30，弧形槽30以转动轴31的轴心为圆心，电子加速器组件4上固定有插杆，插杆的两端分别插接在两块固定板32的弧形槽30中，转动驱动组件41驱动插杆沿弧形槽30移动，由于插杆仅在弧形槽30中移动，因此电子加速器组件4的转动由弧形槽30进行导向，保证转动过程的精确性。
通常而言，对于板材的电子束辐照，辐照方向是竖向的，第一开口201的朝向即为竖向的，对于卷材的电子束辐照，辐照方向是横向的，第二开口202的朝向即为横向的。因此，弧形槽30的幅角至少为90度，保证电子加速器组件4可转动至其插口40的朝向可为横向或竖向。
进一步的，在弧形槽30的内壁设有卡齿，插杆的两端设有与卡齿啮合的齿轮42，插杆与电子加速器组件4转动连接，电子加速器组件4上固定有转动驱动器以及连接转动驱动器和插杆的动力传送机构，转动驱动器通过动力传送机构将驱动力传输到插杆，从而驱动插杆转动，齿轮42与卡齿咬合，带动插杆沿弧形槽30移动。如图中所示，转动驱动器可以是电机，动力传送机构可以是齿轮组，电机的输出轴和插杆分别与齿轮组相连以传输动力。图中所示，电机的输出轴与插杆是呈垂直的位置关系设置，因此，齿轮组可以是锥齿轮。
在一种实施例中，将对板材屏蔽组件1的结构进行具体说明。板材屏蔽罩可呈方形筒状结构，其一端可封闭，另一端设有形成板材出入端5，在板材辐照区内还设有束流吸收板12，束流吸收板12位于板材输送组件的下方，束流吸收板12是水冷板，主要用于散热。
板材输送组件包括设置在板材屏蔽罩内壁上的轨道，轨道沿板材的输送方向延伸。托板51滑动设置在轨道上且托板51连接有驱动器，驱动器可驱动托板51沿轨道移动。在板材出入端5的顶部设有板材出入口，板材出入口盖覆有可打开或关闭板材出入口的活动盖52。在进行板材辐照的准备时，打开活动盖52，将板材放置到托板51上，驱动器驱使托板51移动至板材辐照区，经过板材辐照之后，驱动器可驱使托板51移动至板材出入口所在位置，打开活动盖52，即可取出已完成辐照的板材。
在另一种实施例中，板材屏蔽罩1的两端可均设置一个开口，其中一个开口为板材入口，另一个开口为板材出口，板材辐照区处于板材屏蔽罩1的中部。在板材屏蔽罩内可设置迷宫式屏蔽结构等屏蔽措施，从而可以实现板材的连续生产。
在一种实施例中，如图3和图4所示，加速器屏蔽罩46的顶部设有迷宫通道43，氮气充气管44、水冷却管以及加速器的附属电缆45均通过迷宫通道43与外部设备相连，迷宫通道可以有效减少射线泄露以及氮气泄露。
在一种实施例中，将对卷材屏蔽组件2的结构进行具体说明。如图1所示，卷材输送组件包括导向辊22和水冷辊23，卷材屏蔽罩的表面设有卷材入口25和卷材出口26，导向辊22设有两个，分别靠近卷材入口25和卷材出口26，水冷辊23连接有用于驱动水冷辊23转动的水冷辊驱动器24，卷材100从卷材入口25进入，经过一个导向辊22后，套设在水冷辊23上，再经过另一个导向辊22，最终从卷材出口26输出，电子束经过第二开口202后，对水冷辊23上的卷材100进行电子束辐照。
上述的卷材屏蔽罩为由多块屏蔽板组成的箱体结构，可包括由屏蔽材料制成的顶板、底板和四块侧板，卷材屏蔽罩正面的一块屏蔽板配置为可拆卸式的，即正面屏蔽板27可以与箱体结构分离，卷材入口25和卷材出口26设置在正面屏蔽板27上，由于正面屏蔽板27可以分离，便于将卷材100穿过导向辊22和水冷辊23，以进行上料装配，在切换为卷材辐照模式后，需要对将卷材100装配到位，才可开启卷材辐照作业。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。