Устройство вакуумно-плотного крепления линзы в корпусе и способ его сборки

 

Сущность изобретения: на линзе с обеих сторон выполнены плоские фаски, перпендикулярные ее оптической оси, а нажимное кольцо снабжено уступом, образующим в сборе с корпусом канавку для уплотнительной резиновой прокладки, причем площади поперечных сечений уплотнительной прокладки со стороны атмосферы и ее канавки выбраны в соотношении (1,05 до 1,1); 1, а со стороны вакуума - в соотношении (1,1 до 1,2): Т. (коэффициенты перезаполнения) резиновые уплотнительные прокладки смазаны вакуумной смазкой, а цилиндрическая поверхность линзы обернута лентой из фторопласта . После укладки линзы в гнездо корпуса с резиновыми прокладками крепежные болты сначала затягивают до контакта базовых торцов нажимного кольца и корпуса, затем, контролируя пробным стеклом центр линзы и краевую зону доступной оптической поверхности линзы, в равномерно по контуру расположенных местах точно ретушируют затяг крепежных болтов, добиваясь правильной круглой формы интерференционных колец во всех местах наложения пробного стекла, затем крепежные болты стопорят. 2 с.п, ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ :ОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИС1И -IFCKVIX

РЕСГ1УГт/1ИК

rsI1s G 02 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) о

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕ НТУ (21) 4927978/10 (22) 22,04.91 (46) 30,07.93, Бюл, М 28 (71) Ленинградское оптико-механическое объединение им. В.И. Ленина (72) С.А. Васильев и Г.А. Семенов (73) Ленинградское оптико-механическое объединение им. В,И, Ленина (56) Пипко А.И. и др. Конструирование и расчет вакуумных .систем. M.: Энергия, 1979, с. 174, рис, 9-12. (54) УСТРОЙСТВО ВАКУУМНО-ПЛОТНОГО

КРЕПЛЕНИЯ ЛИНЗЫ В КОРПУСЕ И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ. (57) Сущность изобретения; на линзе с обеих сторон выполнены плоские фаски, перпендикулярные ее оптической оси, а нажимное кольцо снабжено уступом, образующим в сборе с корпусом канавку для уплотнительной резиновой прокладки, причем площади

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может бытьуспользовано при проектировании объективов для вакуумных камер взаимодействия (ВКВ) ла, зерного излучения с термоядерной мишкенью в экспериментальных лазерных установках.для осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Целью изобретения является обеспечение высокого качества изображения, образуемого линзой при воздействии на нее сборочных усилий и усилий, создаваемых вакуумом, а также обеспечение ее центрировки в оптической системе под действием этих нагрузок, .

Цель. достигается тем, что в устройстве еакуумно-плотного крепления линзы в кор„„!Ж ÄÄ 1831705 А3 поперечных сечений уплотнительной прокладки со стороны атмосферы H ее канавки выбраны в соотношении (1,05 до 1,1);1, à со стороны вакуума — в соотношении (1,1 до

1,2):1 (коэффициенты перезаполнения) резиновые уплотнительные прокладки смазаны вакуумной смазкой. а цилиндрическая поверхность линзы обернута лентой из фторопласта. После укладки линзы в гнездо корпуса с резиновыми прокладками крепежные болты сначала затягивают до контакта базовых торцов нажимного кольца и корпуса, затем, контролируя пробным стеклом центр линзы и краевую зону доступной оптической поверхности линзы, в равномерно по контуру расположенных местах точно ретушируют затяг крепежных болтов, доби ваясь правильной круглой формы интерференционных колец во всех местах наложения пробного стекла, затем крепежные болты стопорят, 2 с.п. ф-лы. 1 ил.

° в В пусе с обеих сторон по краям линзы выполнены плоские фаски, перпендикулярные ее оптической оси, а нажимное кольцо снабже- . но уступом, образующим в сборе с корпусом канавку для уплотнител ьной резиново:1 прокладки, причем площади поперечных сече- (Я ний уплотнительной прокладки со стороны атыосфары и ав канавки выбраны в соотно. тв шении (1,05 до 1,1):1, а со стороны вакуума — e соотношении (1,1 до 1,2):1 (коэффициенты переэаполнения), резиновые уплотнительные прокладки смазаны вакуумной смазкой, а цилиндрическая поверхность линзы обернута лентой из фторопласта.

Введение ло краям линзы плоскихопорных .фасок, перпендикулярных оптической оси; исключает появление изгибающего мо1831705

10

50 мента в заделке линзы от сборочных усилий, так как усилия сжатия уплотнительных прокладок, воздействующие на обе фаски, равны по величине, находятся на одной прямой линии и противоположно направленные(Р1=Рг), Если усилия сжатия прокладок равномерно распределены по периметру заделки линзы, то они не вызывают поперечных деформаций, искажающих точную оптическую форму ее поверхности. Отсутствует и сжимающее (или растягивающее) радиальное усилие от клиновидности края линзы, оказывающее столь же вредное действие. Имеет место только изгиб от воздействия вакуумной нагрузки, который незначительно меняет только оптическую силу линзы, что при необходимости может быть учтено оптическим расчетом, С устранением заделочного изгибающего момента и радиальных усилий снижается двойное лучепреломление, Выбранные соотношения между сечениями уплотнительной прокладки и канавки со стороны вакуума (1,1 до 1,2);1 и со стороны атмосферы — (1,05 до 1,1);1 (коэффициенты перезаполнения), а также применение вакуумной смазки для уплотнительных прокладок способствует значительному снижению сил трения в контакте уплотнительных прокладок с поверхностями плоских фасок линзы и стенками канавок для уплотнений, затеканию резиновых уплотнений в зазоры д и д между выступами нажимного кольца 5, корпуса 2 и плоскими фасками линзы

11 и 10 соответственно, образованию одинаковых по ширине на каждом контуре соответствующей канавки упругих кольцевых выступов b> и bz (облоев) резины в этих зазорах, снижающих удельное давление уплотнительных прокладок на плоские фаски линзы и равномерному распределению этого давления по периметру уплотнения. Некоторое увеличение коэффициента перезаполнения канавки со стороны вакуума вызвано необходимостью гарантировать недопущение силового контакта между стеклом и металлом под действием вакуумной нагрузки, которая суммируется с заделочной нагрузкой, т.е. избежать разрушения линзы. Так как теория расчета резиновых вакуумных уплотнений не разработана, то коэффициенты перезаполнения выбраны экспериментально, что позволило при сборке сомкнуть базовые торцы нажимного кольца 5 и корпуса 2 и тем самым обеспечить угловую центрировку линзы.

Ввиду изложенного, предложенное устройство позволяет обеспечить высокое качество изображения, образуемого линзой в системе обьектива ВКВ.

Кроме того, поставленная цель достигается также способом сборки устройства, где решающей операцией является регулировка затяжки крепежных болтов при контроле доступной оптической поверхности линзы с помощью пробного стекла в ее центре и по краю в секторах расположения крепежных болтов, что обеспечивает сохранение с высокой точностью правильности оптической поверхности (отсутствие местных поперечных деформаций изгиба линзы) как при изготовлении устройства, так и последующем воздействии на линзу вакуумной нагрузки, Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение устройства вакуумно-плотного крепления линзы в корпусе.

Линза 1 установлена в гнезде корпуса 2, снабженного кольцевой канавкой 3 и базирующим торцом 4, Со стороны вакуумного объема линза 1 крепится в корпусе 2 с помощью нажимного кольца 5, образующего в сборе с корпусом кольцевую канавку б.

В кольцевых канавках 3 и 6 уложены уплотнительные прокладки соответственно

7 и 8 из вакуумной резины.

Нажимное кольцо 5 соединено с корпусом 2 с помощью крэпежных болтов 9.

Для ликвидации усилий, вызывающих деформацию изгиба линзы при изготовлении устройства и ухудшение ее качества изображения, по краям линзы с обеих ее сторон выполнены плоские фаски 10 и. 11, При затяжке крепежных болтов 9 в результате увеличения ширины уплотнительных резиновых прокладок (при отсутствии объемного сжатия) возникают силы трения между плоскими поверхностями 10 и 11 фасок линзы и уплотнительными прокладками

7 и 8 соответственно.

Для уменьшения сил трения, вызывающих деформзции радиального сжатия линзы, поверхности резиновых прокладок смазаны вакуумной смазкой, например, марки ВНИИНП вЂ” 274Н, являющейся нейтральной по отношению к вакуумной резине, иэ которой изготовлены уплотнительные прокладки, Для уменьшения усилий трения между цилиндрической поверхностью линзы 1 и стенкой корпуса 2, вызывающих деформации местного изгиба линзы, цилиндрическая поверхность линзы обернута лентой 12 из фторопласта.

Кроме того, лента, заполняя зазор в сборке, обеспечивает центрировку линзы в корпусе.

Площади сечений канавки и соответствующей уплотнительной прокладки аь браны экспериментально в соотношениях (1;05 д6 1.1);1 со стороны атмосферы и (1.1 до

1831705

25

40

55

1,2):1 — со стороны вакуума (коэффициенты перезаполнения), при полностью заполненных сечениях канавок резиновыми прокладками между плоскими фасками 10, 11 линзы

1 и выступающими торцовыми поверхностями соответствующих канавок корпуса и кольца должны быть гарантированные зазоры 5 идъ

Резиновые уплотнители частично выдавливаются в эти зазоры и образуют сравнительно жесткие однородные опорные ленточки, между которыми зафиксирована линза 1.

Способ сборки устройства вакуумноплотного крепления линзы в корпусе, включающий последовательную укладку в гнездо корпуса 2 уплотнительной прокладки 7, линзы 1, прокладки 8, нажимного кольца 5, равномерный эатяг крепежных болтов 9 до получения вакуумной герметичности, отличающийся тем, что после укладки линзы, обернутой по цилиндриче:".кой поверхности фторопластовой лентой 12 в гнездо корпуса с резиновыми прокладками 7 и 8, предварительно смазанными вакуумной смазкой, крепежные болты 9 сначала затягивают до контакта базовых торцов нажимного кольца

5 и корпуса, затем, контролируя пробным стеклом 13-ц центр линзы и краевую зону (13 — К) доступной оптической поверхности линзы 1 в равномерно по контуру расположенных местах, регулируют эатяг крепежных болтов 9, добиваясь правильной круглой формы интерференционных колец во всех местах наложения пробного стекла, после чего крепежные болты стопорят, например. с помощью стопорных винтов 14.

Применение предлагаемого устройства и способа его сборки в системе объектива в установке лазерного термоядерного синтеза позволило отказаться от защитного окна, тем самым значительно упростить конструкцию объектива, повысить его технические характеристики (снизить потери лазерного излучения за счет отражения от поверхностей и поглощения в толще плоскопараллельного стекла), а также повысить надежность объектива (вследствие уменьшения вероятности выхода иэ строя объектива иэ-эа воэмОжного,разрушения плоскопараллельнога стекла лазерным излучением).

Кроме того, достижение высокого качества оптического изображения, обраэуемого линзой и обеспечение ее центрировки s оптической системе, позволяет добиться высокой концентрации энергии. лазерного йэлучения в пятне минимального размера объектива, являющейся его основной технической характеристикой.

Формула изобретения

1. Устройство вакуумно-плотного крепления линзы в корпусе, содержащее выполненное в корпусе посадочное место для линзы, нажимное кольцо с крепежными болтами и две уплотнительные прокладки, одна из которых размещена между линзой и корпусом, а другая — между линзой и прижимным кольцом, отлича ющееся тем, что, с целью повышения качества оптического изображения, образуемого линзой при воздействии на нее сборочных усилий и усилий, создаваемых вакуумом, а также обеспечения центрировки линзы, на линзе с обеих сторон выполнены плоские фаски, перпендикулярные ее оптической оси, нажимное кольцо выполнено с уступом с возможностью образования в сборе с корпусом кольцевой каíàBки под уплотнительную прокладку, а под вторую уплотнительную прокладку выполнена кольцевая канавка в корпусе, причем площади поперечных сечений уплотнительной прокладки и кольцевой канавки под нее со стороны атмосферы выбраны в соотношении (1,05 — 1,1):1, а со стороны вакуума — в соотношении (1,1 — 1,2);1, при этом уплотнительные прокладки смазаны вакуумной смазкой, а на цилиндрической поверхности линзы размещена лента иэ фторопласта.

2. Способ сборки устройства вакуумноплотного крепления линзы, включающий последовательную укладку в посадочное место корпуса первой уплотнительной прокладки, линзы, второй уплотнительной прокладки, установку нажимного кольца и равномерный затяг крепежных болтов до получения вакуумной герметичности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества оптического иэображения, образуемого линзой при воздействии на нее сборочных усилий и усилий, создаваемых вакуумом, и обеспечения при этом ее центрировки, линзу по цилиндрической поверхности предварительно оборачивают фторопластовой лентой, резиновые прокладки предварительно смазывают вакуумной смазкой и после размещения линзы, прокладок и нажимного кольца крепежные болты сначала затягивают до контакта базовых торцов нажимного кольца и корпуса, затем, контролируя пробным стеклом центр линзы и краевую зону оптической поверхности линзы в равномерно по контуру расположенных местах, точно регулируют затяг крепежных болтов, добиваясь правильной круглой формы интерференционных колец во всех местах наложения пробного стекла, затем крепежные болты стопорят.

Составитеаь Т. Гатилина

Редактор Н, Коляда Техред M.Mîðãåí Tàë Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2551 Тираж, Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101