阅读说明：本技术 一种适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置 (Be applicable to high dose electron beam irradiation shield assembly ) 是由 孔超 陈立 任杰 李林 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：一种适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置,包括密闭的屏蔽壳,屏蔽壳内设有空腔,屏蔽壳内壁设有由屏蔽材料制成的中央隔板和分隔板,中央隔板将空腔分隔为辐照腔和过料腔,分隔板将过料腔分隔为入料腔和出料腔；屏蔽壳的外表面设有与入料腔连通的入料通道以及与出料腔连通的出料通道,中央隔板上设有第一过料通道和第二过料通道,入料腔和出料腔内均设有第一导向辊；辐照腔设有电子束加速器、位于电子加速器左侧的束流吸收板、位于束流吸收板左侧的束下屏蔽板以及两个第二导向辊,两个第二导向辊之间的卷材从电子加速器和束流吸收板之间穿过,第一过料通道和第二过料通道均位于束下屏蔽板左侧。本发明可以维持电子束辐照时所需的气体环境并保障屏蔽效果。(A shielding device suitable for high-dose electron beam irradiation comprises a closed shielding shell, wherein a cavity is arranged in the shielding shell, a central partition plate and a partition plate which are made of shielding materials are arranged on the inner wall of the shielding shell, the cavity is divided into an irradiation cavity and a material passing cavity by the central partition plate, and the material passing cavity is divided into a material inlet cavity and a material outlet cavity by the partition plate; a feeding channel communicated with the feeding cavity and a discharging channel communicated with the discharging cavity are arranged on the outer surface of the shielding shell, a first material passing channel and a second material passing channel are arranged on the central partition plate, and first guide rollers are arranged in the feeding cavity and the discharging cavity; the irradiation cavity is provided with an electron beam accelerator, a beam absorption plate positioned on the left side of the electron accelerator, a lower beam shielding plate positioned on the left side of the beam absorption plate and two second guide rollers, a coiled material between the two second guide rollers penetrates through the space between the electron accelerator and the beam absorption plate, and the first material passing channel and the second material passing channel are both positioned on the left side of the lower beam shielding plate. The invention can maintain the gas environment required by electron beam irradiation and ensure the shielding effect.)

一种适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置

技术领域

本发明涉及电子束辐照技术领域，尤其是一种适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置。

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。在可连续生产的生产线上，如何将辐照区产生的x射线屏蔽至安全水平，是生产线设计的首要安全问题。

如CN1809496A和CN107971191A中描述的电子束辐照装置，通过使照射面产生的x射线经过两次反射才能从出入料射出，来达到满足国家要求的辐射水平。但对于高速的电子束辐照应用，通常需要较高的束流强度和辐照剂量，经过两次反射在出入料仍然会有一定强度的辐射存在。同时较窄的通道也不利于在高速运转下维持电子束辐照时的低氧气浓度，必须增加通道长度或增加保护气体用量，造成了成本的上升。

发明内容

本发明提供一种适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置，对于高速运转的卷材,可以维持电子束辐照时所需的气体环境并保障屏蔽效果。

本发明实施例提供一种适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置，包括密闭的屏蔽壳，所述屏蔽壳内设有空腔，所述屏蔽壳的内壁设有由屏蔽材料制成的中央隔板和分隔板，所述中央隔板将所述空腔分隔为辐照腔和过料腔，所述过料腔位于辐照腔的左侧，所述分隔板将所述过料腔分隔为入料腔和出料腔；所述屏蔽壳的外表面设有与所述入料腔连通的入料通道以及与所述出料腔连通的出料通道，所述中央隔板上设有分别与辐照腔和入料腔连通的第一过料通道以及分别与辐照腔和出料腔连通的第二过料通道，所述入料腔和出料腔内均设有第一导向辊；所述辐照腔设有电子束加速器、位于电子加速器左侧的束流吸收板、位于束流吸收板左侧的束下屏蔽板以及两个拉紧卷材的第二导向辊，两个第二导向辊之间的卷材从电子加速器和束流吸收板之间穿过，所述第一过料通道和第二过料通道均位于束下屏蔽板的左侧,且第一过料通道和第二过料通道在辐照腔内的开口位于束下屏蔽板沿辐照方向的投影范围内；所述第一过料通道和第二过料通道均相对于中央隔板呈倾斜设置，所述入料腔内设有用于阻挡从第一过料通道射出的射线射向入料通道的入料屏蔽板，所述出料腔内设有用于阻挡从第二过料通道射出的射线射向出料通道的出料屏蔽板；所述入料腔、辐照腔和出料腔内均设有惰性气体充气管。

优选的，所述屏蔽壳包括右屏蔽套筒、左屏蔽套筒以及位于右屏蔽套筒和左屏蔽套筒之间的中屏蔽套筒，所述右屏蔽套筒和左屏蔽套筒均与中屏蔽套筒可拆卸式连接，所述中央隔板固定在所述中屏蔽套筒的内壁上，所述入料通道和出料通道均设置在左屏蔽套筒上。

优选的，所述右屏蔽套筒靠近中屏蔽套筒的端面设有左插槽，所述左屏蔽套筒靠近中屏蔽套筒的端面设有右插槽，所述中屏蔽套筒的两端分别***到所述左插槽和右插槽中。

优选的，所述屏蔽壳的下方还设有导轨，所述右屏蔽套筒和左屏蔽套筒的底部还设有可沿所述导轨移动的滚轮，所述中屏蔽套筒的底部设有固定在导轨上的固定块。

优选的，所述分隔板固定在左屏蔽套筒上，所述中央隔板靠近左屏蔽套筒一侧的表面设有凸板，所述凸板上设有卡槽，所述分隔板可拆卸式插接在所述卡槽中。

优选的，所述右屏蔽套筒的左插槽内、左屏蔽套筒的右插槽内以及凸板的卡槽内均贴附有耐辐射密封条。

优选的，所述入料屏蔽板和出料屏蔽板均位于屏蔽壳的内壁上，所述入料屏蔽板位于入料通道和分隔板之间，出料屏蔽板位于出料通道和分隔板之间，入料屏蔽板、屏蔽壳和分隔板之间形成入料屏蔽槽，出料屏蔽板、屏蔽壳和分隔板之间形成出料屏蔽槽，所述第一过料通道朝向所述入料屏蔽槽，所述第二过料通道朝向所述出料屏蔽槽.

优选的，所述入料屏蔽板和出料屏蔽板均设置于分隔板上，入料通道在屏蔽壳的开口位于入料屏蔽板沿辐照方向的投影范围内，出料通道在屏蔽壳的开口位于出料屏蔽板沿辐照方向的投影范围内，第一过料通道朝向所述入料屏蔽板或入料屏蔽板右侧的分隔板，第二过料通道朝向所述出料屏蔽板或出料屏蔽板右侧的分隔板。

优选的，所述入料通道和出料通道均相对于分隔板倾斜设置，所述入料通道和出料通道配置为均沿电子束辐照方向逐渐靠近所述分隔板。

本发明的有益效果是：本申请将屏蔽壳内的辐照空间进行分隔为多个相对独立的腔体，仅通过相应的通道连通。在辐照区内产生的x射线经过数次反射之后，只有与过料通道保持相同角度的射线才可进入***的入料腔和出料腔，因此入料腔和出料腔的射线强度已被削弱，再通过入料屏蔽板和出料屏蔽板对入料通道和出料通道进行二次保护，使射线需再次经过多次反射才可从入料通道和出料通道射出，整体结构的屏蔽能力大大增强。同时，分隔成的多个区域可形成区域梯度，可以有效维护惰性气体的保护氛围，减少高速运转的卷材所带来的气体干扰。

附图说明

图1为本发明一种实施例的适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置的剖视图；

图2为本发明另一种实施例的适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置，如图1所示，其包括密闭的屏蔽壳1，屏蔽壳1由铅等屏蔽材料制成，屏蔽壳1整体可呈一个箱体结构，在屏蔽壳1内设有容纳物体的空腔。在屏蔽壳1的内壁设有由铅等屏蔽材料制成的中央隔板3和分隔板4，中央隔板3将空腔分隔为两个相对独立的辐照腔120和过料腔，过料腔位于辐照腔120的左侧，分隔板4将过料腔分隔为相对独立的入料腔110和出料腔130，入料腔110和出料腔130均位于辐照腔120的左侧。

屏蔽壳1的外表面设有与入料腔110连通的入料通道41以及与出料腔130连通的出料通道42，卷材100从入料通道41进入到入料腔110，最终从出料通道42输出。中央隔板3上设有分别与辐照腔120和入料腔110连通的第一过料通道31以及分别与辐照腔120和出料腔130连通的第二过料通道32，入料腔110和出料腔130内均设有第一导向辊34，以供卷材100从通道经过，但使卷材100不与通道内壁接触。

在辐照腔120内设有电子束加速器21、位于电子加速器21左侧的束流吸收板22、位于束流吸收板22左侧的束下屏蔽板23以及两个第二导向辊24，电子束加速器21、束流吸收板22、束下屏蔽板23以及两个第二导向辊24均可固定在屏蔽壳1的内壁上，第二导向辊24可相对屏蔽壳1转动。电子束加速器21用于产生电子束，从而对卷材100进行电子束辐照，电子束辐照方向也向左。两个第二导向辊24可分别位于束流吸收板22的两端，两个第二导向辊24之间的卷材100位于束流吸收板22和电子束加速器21之间。如图中所示，卷材100从入料通道41进入，经过第一导向辊34后，从第一过料通道31进入到辐照腔120内，再经过两个第二导向辊24之后，从第二过料通道32进入到出料腔130，经第一导向辊34，最终从出料通道42输出。拉直的卷材100可垂直于电子束的辐照方向，以提升对卷材100表面的电子束辐照效果。

束下屏蔽板23用于对第一过料通道31和第二过料通道32的开口进行保护，第一过料通道31和第二过料通道32在辐照腔内的开口位于束下屏蔽板23在中央隔板3的投影内，即束下屏蔽板23完全覆盖第一过料通道31和第二过料通道32。电子加速器21产生的电子束主要辐照在卷材100和束流吸收板22上，并在照射面产生最强的X射线，束下屏蔽板23的存在使得这部分X射线无法直接进入第一过料通道31和第二过料通道32。第一过料通道31和第二过料通道32均相对于中央隔板3呈倾斜设置，即第一过料通道31的延伸方向和第二过料通道32的延伸方向均与中央隔板3之间呈锐角的夹角，如图中所示，第一过料通道31和第二过料通道32均可朝向分隔板4延伸。因此，辐照腔120内的射线需要与两个过料通道保持相同角度才可进入***的入料腔110和出料腔130，到达入料腔110和出料腔130的射线强度已被削弱。同时，入料腔110内设有用于阻挡从第一过料通道31射出的射线直接射向入料通道41的入料屏蔽板51，出料腔120内设有用于阻挡从第二过料通道32射出的射线直接射向出料通道42的出料屏蔽板52，入料屏蔽板51和出料屏蔽板52分别对入料通道41和出料通道42起到二次保护的作用，使射线需再次经过多次反射才可从入料通道41和出料通道42射出，整体结构的屏蔽能力大大增强。入料腔110、辐照腔120和出料腔130内均设有惰性气体充气管，惰性气体充气管向三个腔体分别充入氮气等惰性气体，以维持电子束固化所需的低氧环境，其中，入料腔110和出料腔130可充入纯度为99.99％的纯氮，辐照腔120内可充入99.999％的高纯氮。辐照腔120所充入的气量大于入料腔110所充入的气量，入料腔110所充入的气量远大于出料腔130所充入的气量。由于采用了通道式的开口结构，从入料通道41带入的空气较少，入料腔110和出料腔130起到过渡缓冲的作用，带入到入料腔110的空气被充入的纯氮稀释，进入到辐照腔120内的氧气更少，可以有效应对高速运转的卷材100所带来的的干扰，维持惰性气体的保护氛围。同时可根据运行速度，适当延长通道的长度以达到更好的气体保护效果。

需要说明的是，本发明所使用的方位表述词汇不表示绝对的方位，是指物体之间的相对位置关系。如上述实施例的“左侧”，不表示绝对的左侧，本领域技术人员在使用上述适用于高剂量电子束辐照屏蔽装置时，可以随需要将屏蔽装置向多个角度摆放，从而使电子束辐照方向在横向上具有不同朝向。

在一种实施例中，将对屏蔽壳1的结构进行具体说明，如图1所示，屏蔽壳1包括右屏蔽套筒11、左屏蔽套筒13以及位于右屏蔽套筒11和左屏蔽套筒13之间的中屏蔽套筒12，图中所示为截面图，右屏蔽套筒11、中屏蔽套筒12和左屏蔽套筒13可以是方形或者圆形的套筒，右屏蔽套筒11的右侧端封闭，左侧端具有开口，左屏蔽套筒13的左侧端封闭，右侧端具有开口，中屏蔽套筒12左右两端可均具有开口，分别与右屏蔽套筒11和左屏蔽套筒13对接。中央隔板3固定在中屏蔽套筒12的内壁上，并可垂直于中屏蔽套筒12的轴向，入料通道41和出料通道42均可设置在左屏蔽套筒13的左侧壁上，电子束加速器21可位于右屏蔽套筒11内，束流吸收板22、束下屏蔽板23以及两个第二导向辊24均可通过支架固定在中屏蔽套筒12内的中央隔板3上。右屏蔽套筒11和左屏蔽套筒13均采用可拆卸式的连接方式与中屏蔽套筒12连接，右屏蔽套筒11、中屏蔽套筒12和左屏蔽套筒13可拆分开来，方便卷材100上料，工作人员可以拉动卷材100依次穿过各通道和辊，以完成上料装配。在拆分开之后，又可以快速地将右屏蔽套筒11、中屏蔽套筒12和左屏蔽套筒13组合为完整的屏蔽壳1。

在一种实施例中，屏蔽壳1的下方还设有导轨101，导轨101沿辐照方向延伸，右屏蔽套筒11和左屏蔽套筒13的底部还设有可沿导轨101移动的滚轮102，中屏蔽套筒12的底部设有固定在导轨101上的固定块103，使中屏蔽套筒12的位置可相对导轨101不移动，两侧的右屏蔽套筒11和左屏蔽套筒13由于滚轮102的存在，便于在导轨101上移动，可以快速将右屏蔽套筒11、中屏蔽套筒12和左屏蔽套筒13拆分开来，或者组合为完整的屏蔽壳1。

在一种实施方式中，将提供一种具体的可拆卸式连接方式，如图1所示，右屏蔽套筒11的左侧端面设有插槽111，左屏蔽套筒12的右侧端面也设有插槽111，中屏蔽套筒12的左右两端分别***到右屏蔽套筒11和左屏蔽套筒13的插槽111中，采用插接的可拆卸式连接，同时，在插槽111中设置耐辐射密封条，以保证屏蔽壳1内的气密性。

对于这种可拆卸式结构，分隔板4固定在左屏蔽套筒13的内壁上，中央隔板3的表面设有凸板33，凸板33上设有卡槽，分隔板4可拆卸式插接在卡槽中。由于中屏蔽套筒12和左屏蔽套筒13可拆卸式连接，对应的分隔板4也与中央隔板3可拆卸式连接，凸板33上的卡槽起到密封作用，在卡槽中也可设置耐辐射密封条，以隔绝料腔110和出料腔130之间的气体流通。

在上述实施例的基础上，将提供入料屏蔽板51和出料屏蔽板52的一种实施方式，如图1所述，入料屏蔽板51和出料屏蔽板52均位于屏蔽壳1的内壁上，固定在左屏蔽套筒13的底部内壁上，且两块屏蔽板均与分隔板4平行设置，入料通道41和出料通道42均位于左屏蔽套筒13的左侧内壁上。入料屏蔽板51位于入料通道41和分隔板4之间，出料屏蔽板52位于出料通道42和分隔板之间4之间，入料屏蔽板51和分隔板4之间间隔一定距离，从而在二者之间形成入料屏蔽槽，出料屏蔽板52和分隔板4之间间隔一定距离，从而在二者之间形成出料屏蔽槽，第一过料通道31的延伸方向朝向入料屏蔽槽，第二过料通道32的延伸方向朝向出料屏蔽槽。因此，从第一过料通道31和第二过料通道32射出的射线将射入到屏蔽槽中，通过屏蔽槽的多次反射才能从屏蔽槽中反射出，减弱了射线的强度。

在此结构中，入料通道41和出料通道42也均相对于分隔板4倾斜设置，入料通道41和出料通道42右侧的延伸线将向相应的屏蔽板靠近，经过反射的射线更加难以从入料通道41和出料通道42射出，进一步增强了屏蔽效果。

在上述实施例的基础上，将提供入料屏蔽板51和出料屏蔽板52的另一种实施方式，如图2所述，入料屏蔽板51和出料屏蔽板52均设置于分隔板4上，入料通道41在屏蔽壳1的开口位于入料屏蔽板51在屏蔽壳1上的投影内，出料通道42在屏蔽壳1的开口位于出料屏蔽板52在屏蔽壳1上的投影内，第一过料通道31和第二过料通道32配置为均沿电子束辐照方向逐渐靠近分隔板4。第一过料通道31朝向入料屏蔽板51或入料屏蔽板51右侧的分隔板4，第二过料通道32朝向出料屏蔽板52或出料屏蔽板52右侧的分隔板4，从第一过料通道31和第二过料通道32射出的射线将被竖向设置的屏蔽板所阻挡。

如图2中所示，入料腔110内的第一导向辊34和出料腔130内的第一导向辊34均设有两个。在入料腔110内，其中一个第一导向辊34位于入料屏蔽板51的右侧，另一个第一导向辊34位于入料屏蔽板51的端部，在出料腔130内，一个第一导向辊34位于出料屏蔽板52的右侧，另一个第一导向辊34位于出料屏蔽板52的端部。入料通道41和出料通道42均相对于分隔板4呈倾斜设置，入料通道41和出料通道42配置为均沿电子束辐照方向逐渐靠近分隔板4。两个第一导向辊34使卷材100传输方向改变两次，以绕过入料屏蔽板51和出料屏蔽板52。

上述实施例的入料通道41、出料通道42、第一过料通道31和第二过料通道32均具有高度可调的结构，在卷材100上料时用于调高通道高度，以便进行穿膜操作。在穿膜完成后，在系统正常运行不刮膜的前提下，将通道高度调到最小，此结构为成熟设计，因此不再赘述。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。