Узел и способ для уменьшения складок в фольге



Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге
Узел и способ для уменьшения складок в фольге

 


Владельцы патента RU 2563963:

ТЕТРА ЛАВАЛЬ ХОЛДИНГЗ ЭНД ФАЙНЭНС С.А. (CH)

Изобретение относится к области электронной техники. Узел выходного окна устройства генерирования электронного пучка(10) содержит опорную пластину (22) и фольгу (20) выходного окна для электронов. Опорная пластина (22) выполнена с возможностью уменьшения складок в указанной фольге (20). Фольга (20) скреплена с опорной пластиной (22) вдоль замкнутой линии (26) скрепления, ограничивающей область, в которой опорная пластина (22) содержит структуру отверстий и опорных частей для фольги, расположенных чередующимся образом. Когда в корпусе (14) создается вакуум, указанная структура выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги (20), по существу поглощающего любой избыток фольги. Изобретение также относится к способу уменьшения складок в фольге. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к узлу и способу для уменьшения складок в фольге выходного окна для электронов устройства генерирования электронного пучка, которые могут образоваться из-за избытка фольги, образующегося в процессе сборки, причем фольга скреплена с опорной пластиной.

Известный уровень техники

Устройства генерирования электронного пучка могут использоваться для стерилизации изделий, например стерилизации упаковочного материала, упаковок продуктов или медицинского оборудования, или они могут использоваться, например, для закрепления красок. Обычно эти устройства содержат узел выходного окна для электронов, содержащий по меньшей мере фольгу и опорную пластину. Опорная пластина, которая предпочтительно изготовлена из меди, имеет множество отверстий, через которые электроны будут выходить из устройства генерирования электронного пучка во время работы. Опорная пластина образует стенку вакуум-плотного корпуса устройства генерирования электронного пучка, и для поддержания вакуума отверстия опорной пластины закрыты фольгой. Указанная фольга имеет толщины порядка 6-10 мкм и предпочтительно изготовлена из титана. Благодаря этой толщине большая часть электронов может проходить через нее.

Фольга герметично присоединяется к опорной пластине на или вблизи ее периферии путем скрепления. Термин «скрепление» здесь необходимо понимать в общем смысле. Возможными способами скрепления могут быть лазерная сварка, электронно-лучевая сварка, пайка, ультразвуковая сварка, диффузионная сварка и приклеивание.

Во время осторожного манипулирования фольгой в процессе сборки может образоваться избыток фольги, например из-за того, что фольга растягивается или по другим причинам. Когда фольга и опорная пластина скрепляются друг с другом по линии скрепления, избыток фольги может привести к образованию складок в фольге при создании вакуума в корпусе. Большие складки являются вредными для работы устройства генерирования электронного пучка, не только из-за уменьшения эффективности пропускания электронов, но также из-за риска образования разрывов вдоль складок, так как фольга является очень хрупкой.

Сущность изобретения

Поэтому целью изобретения является создание узла, содержащего опорную пластину и фольгу выходного окна, в котором опорная пластина выполнена с возможностью уменьшения складок в фольге эффективным и аккуратным образом.

Эта цель достигается посредством узла, содержащего опорную пластину и фольгу выходного окна, для использования в устройстве генерирования электронного пучка, указанная опорная пластина выполнена с возможностью уменьшения складок в указанной фольге, которые могут образоваться из-за избытка фольги, образующегося в процессе сборки, указанная фольга скрепляется с опорной пластиной вдоль замкнутой линии скрепления, ограничивающей область, в которой опорная пластина содержит отверстия и опорные части для фольги и в которой фольга выполнена с возможностью выполнения функции части стенки вакуум-плотного корпуса устройства генерирования электронного пучка. Указанный узел отличается тем, что опорная пластина, внутри указанной области, содержит структуру из отверстий и опорных частей для фольги, расположенных чередующимся образом, причем указанная структура, когда в корпусе создается вакуум, выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги, по существу поглощающего любой избыток фольги.

Важно понимать, что избыток фольги, образующийся, например, из-за растяжения фольги, необходимо устранять в том месте, где он образуется. Опорная пластина и фольга соединены друг с другом по линии скрепления, и любое движение между фольгой и опорной пластиной может привести к накоплению избытка фольги в отдельных областях, что возможно также приведет к образованию складок. Поэтому избыток фольги необходимо поглощать насколько это возможно напрямую вниз в опорную пластину, т.е. в направлении, перпендикулярном плоскости опорной пластины. Поэтому возможно управлять фольгой таким образом, чтобы она не осуществляла значительных перемещений относительно опорной пластины в направлении плоскости опорной пластины. Термин «поглощение» здесь и далее используется для обозначения того, что фольга будет располагаться на профилированной поверхности таким образом, что любая избыточная область фольги имеет возможность деформироваться в направлении вниз управляемым образом для формирования «натянутой» фольги. Термин «натянутая» здесь и далее используется для обозначения того, что фольга не имеет возможности для образования больших неуправляемых складок, когда в корпусе создается вакуум. Однако фольга не является натянутой в том смысле, что в фольге создается большое напряжение.

В предпочтительном варианте осуществления узла поглощение осуществляется таким образом, что в указанных отверстиях создается по существу доминирующий изгиб фольги. Структура опорной пластины должна способствовать одиночному изгибу фольги и исключать двойной изгиб, насколько это возможно. Было установлено, что опасные складки с большей вероятностью образуются в тех областях, где фольга имеет значительную долю двойного изгиба. В настоящем изобретении двойной изгиб уменьшается в значительной степени за счет обеспечения доминирующего изгиба фольги в каждом отверстии. Термин «доминирующий изгиб» здесь и далее означает по существу одиночный изгиб или одиночный изгиб, имеющий минимальный или небольшой двойной изгиб. Полностью исключить двойной изгиб фольги трудно, но если фольга вынуждена изгибаться в одном направлении, насколько это возможно, в этом направлении создается доминирующий изгиб, и образование дополнительного меньшего изгиба в любых других направлениях может быть уменьшено. Доминирующий изгиб используется и для случая, когда фольга должна изгибаться локально, в каждом отдельном отверстии опорной пластины, и для случая, когда фольга должна изгибаться в целом, т.е. на нескольких соседних отверстиях.

Дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в формуле изобретения, в зависимых пунктах 3-12.

Изобретение также предлагает способ уменьшения складок в фольге выходного окна устройства генерирования электронного пучка, которые могут образоваться из-за избытка фольги, образующегося в процессе сборки, причем указанная фольга скреплена с опорной пластиной вдоль замкнутой линии скрепления, ограничивающей область, в которой опорная пластина содержит отверстия и опорные части для фольги и в которой фольга выполнена с возможностью выполнения функции части стенки вакуум-плотного корпуса устройства генерирования электронного пучка. Способ включает в себя этап обеспечения, в указанной области, в опорной пластине структуры отверстий и опорных частей для фольги, расположенных чередующимся образом, причем указанная структура, когда в корпусе создается вакуум, выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги, по существу поглощающего любой избыток фольги.

Изобретение также предлагает способ стерилизации упаковочного материала, такого как, например, листовой упаковочный материал, в фасовочной машине. Способ включает в себя этап использования устройства генерирования электронного пучка, содержащего узел по п. 1.

Краткое описание чертежей

Далее будут описаны более подробно предпочтительные варианты осуществления изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 - схематический вид в поперечном сечении устройства генерирования электронного пучка согласно известному уровню техники.

Фиг.2 - схематический вид в поперечном сечении первого варианта осуществления узла согласно изобретению, причем узел установлен на корпусе устройства генерирования электронного луча, который показан частично.

Фиг.3 - схематический вид сверху варианта осуществления на фиг.2.

Фиг.4 - изометрический вид, частично в поперечном сечении, опорной пластины варианта осуществления на фиг.2 и 3.

Фиг.5 - схематический изометрический вид, частично в поперечном сечении, опорной пластины и фольги, причем фольга находится под действием вакуума, действующего изнутри корпуса (не показан).

Фиг.6 - схематический местный вид спереди в поперечном сечении вида на фиг.5, причем поперечное сечение взято по линии А на фиг.3.

Фиг.7 - схематический местный вид спереди в поперечном сечении вида на фиг.5, причем поперечное сечение взято по линии В на фиг.3.

Фиг.8 - очень схематический местный вид в поперечном сечении по линии С на фиг.3, иллюстрирующий соединение опорных балок из второй группы опорных балок и фольги.

Фиг.9 - иллюстрирует доминирующий изгиб на небольшом участке D на фиг.3.

Фиг.10 - местный вид сверху второго варианта осуществления опорной пластины.

Фиг.11 - схематический вид сверху опорной пластины согласно третьему варианту осуществления.

Фиг.12 - иллюстрирует первый элемент опорной пластины, показанной на фиг.11, но на изометрическом виде с частичным поперечным сечением.

Фиг.13 - очень схематический местный вид в поперечном сечении по линии D на фиг.11.

В различных вариантах осуществления одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения подобных признаков.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

На фиг.1 показан очень схематический вид примера устройства 10 генерирования электронного пучка. Устройство содержит выходное окно 12 для электронов, через которое электроны выходят и перемещаются в направлении облучаемой мишени. В описываемой конструкции устройство 10 генерирования электронного пучка обычно содержит вакуумную камеру 14, в которой обеспечены нить 16 накаливания и управляющая сетка 18. Нить 16 накаливания предпочтительно изготовлена из вольфрама. Когда через нить 16 накаливания протекает электрический ток, электрическое сопротивление нити накаливания ведет к ее нагреву до температуры порядка 2000°C. Этот нагрев ведет к тому, что нить 16 накаливания испускает облако электронов. Перед нитью 16 накаливания обеспечена управляющая сетка 18, которая помогает распределять электроны управляемым образом. Электроны ускоряются под действием напряжения между сеткой 18 и выходным окном 12 для электронов. Устройство 10 генерирования электронного пучка обычно называют генератором электронного излучения низкого напряжения, который обычно имеет напряжение ниже 300 кВ. В описываемой конструкции ускоряющее напряжение составляет порядка 70-85 кВ. Это напряжение обеспечивает кинетическую энергию 70-85 кэВ для каждого электрона.

Выходное окно 12 для электронов, как показано на фиг.2, представляет собой узел, содержащий опорную пластину 22 и фольгу 20 выходного окна для электронов. Фольга 20 прикреплена к наружной поверхности 24 опорной пластины 22, которая на фиг.2 является верхней поверхностью опорной пластины 22. Тем самым опорная пластина располагается с внутренней стороны фольги 20, т.е. фольга 20 обращена к окружающей среде, тогда как опорная пластина 22 обращена внутрь устройства 10 генерирования электронного луча.

Крепление фольги 20 к опорной пластине 22 осуществляется вдоль непрерывной линии 26 скрепления (показанной только двумя точками на фиг.2). Линия 26 скрепления полностью, а также область, которую она ограничивает, показаны штриховыми линиями на фиг.3, на которой иллюстрируется узел в соответствии с фиг.2. В предпочтительном варианте изобретения опорная пластина 22 и фольга 20 являются по существу прямоугольными, и линия 26 скрепления ограничивает область, имеющую по существу подобную форму. Эта область будет называться «прямоугольник», однако как можно увидеть на чертежах, она имеет по существу прямоугольную форму с закругленными углами. Указанный прямоугольник имеет первую сторону 1 и вторую сторону 2, противоположную первой стороне 1. Далее, прямоугольник имеет третью сторону 3 и четвертую сторону 4, противоположную третьей стороне 3. Стороны в каждой соответствующей паре являются по существу параллельными. Первая и вторая стороны 1, 2 по существу перпендикулярны третьей и четвертой сторонам 3, 4.

Возможными способами скрепления фольги 20 с опорной пластиной 22 могут быть, например, лазерная сварка, электронно-лучевая сварка, пайка, ультразвуковая сварка, диффузионная сварка и приклеивание. Линия 26 скрепления является непрерывной для обеспечения возможности поддерживать вакуум внутри устройства 10 генерирования электронного пучка. Термин «непрерывная» используется для обозначения того, что линия является замкнутой или не имеет концов.

Фольга 20 является по существу проницаемой для электронов и предпочтительно изготовлена из металла, например титана, или из слоистой структуры из нескольких материалов. Толщина фольги 20 составляет порядка 6-10 мкм.

Опорная пластина 22 служит для поддержки фольги 20. В показанном варианте осуществления опорная пластина 22 содержит два элемента, первый элемент 22а опорной пластины поддерживает центральную часть фольги 20, и второй элемент 22b, имеющий форму рамы, содержит линию 26 скрепления для крепления фольги. Термин «рама» здесь необходимо понимать как элемент, имеющий конфигурацию с отверстием в центре. Кроме того, необходимо уточнить, что линия 26 скрепления продолжается вдоль отверстия в центре рамы, но внутри границ рамы. Предпочтительно линия 26 скрепления продолжается на некотором расстоянии от границ рамы.

Кроме того, предусматривается по меньшей мере одна линия 26 скрепления. Тем самым могут быть обеспечены две или более линии скрепления. Например, на раме могут быть выполнены внутренняя и наружная линии скрепления, и указанные две линии могут, например, располагаться концентрично относительно друг друга.

В собранном состоянии два элемента 22а и 22b опорной пластины скрепляются друг с другом. Эти два элемента могут быть изготовлены из разных материалов или из одного материала. В предпочтительном варианте осуществления первый элемент 22а опорной пластины изготовлен из меди или алюминия, а второй элемент 22b опорной пластины изготовлен из нержавеющей стали.

На фиг.2 и фиг.3 также частично показан корпус 14 вакуумной камеры, к которому прикрепляется опорная пластина 22.

Как можно увидеть на фиг.2, линия 26 скрепления располагается на плато 28. Второй элемент 22b опорной пластины, т.е. рама, располагается относительно первого элемента 22а опорной пластины таким образом, что верхняя поверхность рамы образует плато, т.е. она образует поверхность, расположенную на более высоком уровне (т.е. приподнята относительно нее), чем верхняя поверхность 30 первого элемента 22а опорной пластины.

Первый вариант осуществления иллюстрируется на фиг.3-9.

Первый элемент 22а опорной пластины имеет множество отверстий 32, некоторые из которых являются сквозными, так что через них могут проходить электроны. Кроме того, опорная пластина 22 имеет опорные части 34 для фольги. Опорные части 34 для фольги имеют верхние поверхности, которые предназначены контактировать с фольгой 20, когда в устройстве 10 генерирования электронного луча создается вакуум. Внутри области, ограниченной линией 26 скрепления, опорная пластина 22 содержит структуру указанных отверстий 32 и опорных частей 34 для фольги, расположенных чередующимся образом, причем эта структура, когда в корпусе 14 создается вакуум, выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги 20, который по существу поглощает любой избыток фольги. Путем поглощения избытка фольги возможно устранение складок или их уменьшение в значительной степени. Термин «топографический профиль» используется для описания того, что фольга 20 будет иметь неплоскую профильную поверхность, на которой некоторые области или точки являются приподнятыми и некоторые области или точки являются утопленными, относительно друг друга.

В предпочтительных вариантах осуществления структура отверстий 32 и опорных частей 34 для фольги выполнена таким образом, что в отверстиях 32 создается доминирующий изгиб фольги 20. Область, ограниченная линией 26 скрепления, в этом варианте осуществления, разделена на три секции, причем каждая секция включает в себя несколько отверстий 32. В каждой секции в соседних отверстиях 32 создается доминирующий изгиб в одинаковом направлении. Это будет описано более подробно ниже при рассмотрении конструкции опорной пластины 22.

В первом варианте осуществления опорные части 34 для фольги первого элемента 22а опорной пластины выполнены в виде опорных балок 36 для фольги. Первая группа опорных балок для фольги обеспечена в первой секции 38 рассматриваемой области, эта первая секция является центральной секцией первого элемента 22а опорной пластины. В дальнейшем эти балки будут называться как первые опорные балки 36а. Вторая группа опорных балок обеспечена во вторых боковых секциях 40 первого элемента 22а опорной пластины, причем указанные вторые боковые секции 40 обеспечены по одной с каждой стороны первой центральной секции 38. В дальнейшем эти балки будут называться как вторые опорные балки 36b.

На фиг.3 добавлена трехмерная система координат. Первая ось системы координат, обозначенная Y, задает общее направление и направлена перпендикулярно первой и второй сторонам 1, 2 прямоугольника, образующего область, ограниченную линией 26 скрепления. Вторая ось, обозначенная Х, задает другое общее направление и направлена перпендикулярно третьей и четвертой сторонам 3, 4 указанного прямоугольника. Опорные балки 36а первой группы опорных балок продолжаются вдоль первой оси Y, а опорные балки 36b второй группы опорных балок продолжаются вдоль второй оси Х. Это означает, что соответствующие опорные балки продолжаются в направлении их длины вдоль соответствующей оси. Будет показано, что эти оси необходимо рассматривать как общие и что опорные балки в предпочтительном варианте осуществления фактически продолжаются вдоль более специфических и частных осей.

Третья ось, обозначенная Z, задает дополнительное общее направление, определяющее глубину узла.

Первые опорные балки 36а продолжаются вдоль криволинейных траекторий. Криволинейные траектории имеют по существу одинаковую форму в виде дуги. Расстояния между дугообразными опорными балками 36а являются одинаковыми, и они все направлены в одинаковом направлении, так что расстояние между двумя дугами во втором направлении Х является постоянным. Кроме того, верхние поверхности 42 для поддержки фольги первых опорных балок 36а располагаются на одинаковой высоте в третьем направлении Z. Указанная высота меньше, чем высота верхней поверхности плато 28, к которой прикрепляется фольга 20. Это можно увидеть на фиг.6 и фиг.7.

Во время работы устройство 10 генерирования электронного пучка будет нагреваться, и, следовательно, также будет нагреваться опорная пластина 22. Первые опорные балки 36а имеют дугообразную форму для управления любым потенциальным изменением формы из-за теплового расширения, т.е. любая неуправляемая деформация первых опорных балок 36а будет предотвращаться. В нагретом состоянии любое тепловое расширение в материале будет создавать усилия в опорных балках 36а, что может заставить опорные балки деформироваться. За счет обеспечения дугообразных опорных балок 36а указанные усилия будут включать в себя компонент, действующий во втором направлении Х, что будет способствовать дополнительному «изгибу» в этом направлении, т.е. балки образуют дугу, имеющую еще большую кривизну.

Как было ранее упомянуто, вторые опорные балки 36b обеспечены во вторых наружных боковых секциях 40 первого элемента 22а опорной пластины, с каждой стороны первой группы опорных балок 36а. Далее, вторые опорные балки 36b продолжаются вдоль второй оси Х. Кроме того, они являются по существу прямыми, по существу параллельными друг другу, и предпочтительно равномерно распределены во вторых секциях 40 с равными расстояниями между ними. Однако также возможны и другие схемы распределения и неравные расстояния. Верхние поверхности 44 для поддержки фольги имеют наклон, см. фиг.4-7. Наклон выполнен таким образом, что опорные балки 36b имеют самую низкую высоту вблизи первых опорных балок 36а и самую высокую высоту вблизи линии 26 скрепления. Самая низкая высота верхней поверхности 44 меньше, чем высота верхних поверхностей 42 первых опорных балок 36а. Самая высокая высота верхней поверхности 44 меньше, чем высота верхней поверхности плато 28, т.е. верхняя поверхность плато 28 является самой верхней поверхностью опорной пластины 22.

В небольшой переходной области, называемой третья секция, между первой секцией и каждой соответствующей второй секцией, обеспечена опорная балка 46, имеющая форму и длину, подобные дугообразным первым опорным балкам 36а. В дальнейшем эту опорную балку 46 будем называть третья опорная балка 46. Ее верхняя поверхность 48 располагается на уровне ниже, чем верхние поверхности 42 первых опорных балок 36а. Вторые опорные балки 36b соединены с указанной третьей опорной балкой 46, и верхняя поверхность 48 третьей опорной балки 46 располагается на уровне самой нижней стороны наклонных верхних поверхностей 44 вторых опорных балок 36b.

Как было ранее указано, между опорными балками 36 образованы отверстия 32. В первой центральной области между первыми опорными балками 36а отверстия 32 являются сквозными, т.е. они продолжаются насквозь через опорную пластину 22, чтобы опорная пластина 22 была проницаема для электронов. Однако по периферии первого элемента 22а опорной пластины отверстия не являются сквозными. Вместо этого опорные балки 36, 46 здесь соединены друг с другом соединительной областью 50, имеющей верхнюю поверхность 52, которая располагается ниже относительно всех верхних поверхностей 42, 44, 48 опорных балок 36, 46. Расстояние между верхними поверхностями 42, 44, 48 опорных балок 36, 46 и верхней поверхностью 52 соединительной области 50 является достаточно большим, что обеспечивает исключение контакта фольги 20 с соединительной областью 50.

Как было указано, соединительная область 50 продолжается по периферии первого элемента 22а опорной пластины. На фиг.3 и фиг.4 можно увидеть, что соединительная область 50 продолжается не только между вторыми опорными балками 36b и третьей опорной балкой 46, но также между концами первых опорных балок 36а.

Далее, в центральной области первых опорных балок 36а, где отверстия 32 являются сквозными, обеспечены тонкие соединительные части 54. На фиг.4-7 можно увидеть, что эти соединительные части 54 имеют верхние поверхности 56, расположенные на меньшей высоте, чем верхние поверхности 42 первых опорных балок 36а. Расстояние, вдоль третьего направления Z, между верхними поверхностями 42 первых опорных балок 36а и верхней поверхностью 56 соединительных частей 54, является достаточно большим, что обеспечивает исключение контакта фольги 20 с этими частями. Функцией соединительных частей 54 является поддержание одинакового расстояния между первыми опорными балками 36а.

Тонкие соединительные части 54 продолжаются в длину во втором направлении Х, см. фиг.3, но не по прямой центральной линии, а они смещены на некоторое расстояние в первом направлении Y от (не показана) воображаемой центральной линии. Каждая вторая часть смещена к первой стороне 1 опорной пластины 22, а остальные смещены ко второй стороне 2, образуя зигзагообразную линию. За счет образования зигзагообразной линии, вместо прямой линии, вдоль второго направления Х, возможно предотвратить деформацию, т.е. при прямой линии соединительные части 54 образуют балку, которая продолжается во втором направлении Х и которая потенциально подвержена деформации.

Толщина дугообразных опорных балок 36а во втором направлении Х составляет порядка 0,55 мм, и толщина в первом направлении Y расположенных по существу по центру соединительных частей 54 составляет порядка 0,4 мм. Толщина третьей опорной балки 46 во втором направлении составляет порядка 0,55 мм. Толщина вторых опорных балок 36b в первом направлении составляет порядка 0,55 мм.

Далее с помощью фиг.5-8 будет описано, как фольга 20 будет размещаться в опорной пластине 22 при создании вакуума внутри устройства 10 генерирования электронного пучка. Когда создан вакуум, отверстия 32 и опорные части 34 для фольги формируют топографический профиль фольги 20, по существу поглощающий любой избыток фольги, который иначе может привести к образованию легко повреждаемых складок.

В целом предпочтительно, чтобы фольга 20 деформировалась внутрь в отверстия, создавая по существу доминирующий изгиб фольги 20 вокруг оси, направленной по существу перпендикулярно линии 26 скрепления в воображаемой плоскости опорной пластины 22. Это означает, что, так как линия скрепления является по существу прямоугольной в предпочтительном варианте осуществления, направление доминирующего изгиба будет предпочтительно отличаться в первой и второй секциях 38, 40. В первой секции 38 фольга 20 будет деформироваться внутрь в отверстия 32 между опорными балками 36а, создавая по существу доминирующий изгиб фольги 20 вокруг первой оси Y. Во вторых боковых секциях 40 по существу доминирующий изгиб между опорными балками 36b будет создаваться вокруг второй оси Х.

Деформация или поглощение фольги 20 в обоих случаях будет происходить в отрицательном направлении по третьей оси Z.

До сих пор в общем описывалось, что доминирующий изгиб в первой секции 38 создается вокруг первой оси Y. Однако понятно, что это является в некоторой степени упрощением реальных условий. Первые опорные балки 36а имеют дугообразную форму, и доминирующий изгиб будет создаваться вдоль оси, которая следует форме дуги. Эта ось может быть выражена осью Y1 вспомогательной локальной системы координат, см. фиг.3. Направление оси Y1 следует форме дуги и будет тем самым отличаться в каждой точке вдоль дуги. Ось Y1 необходимо рассматривать как небольшую модификацию более общей оси Y.

На фиг.9 иллюстрируется доминирующий изгиб фольги на небольшом участке D с фиг.3. Здесь очень схематично показано пространство в отверстии между двумя опорными балками. Фольга имеет доминирующий изгиб вокруг оси Y1 и деформируется в направлении вниз, т.е. в направлении вдоль третьей оси Z.

На фиг.8 представлен очень схематичный местный вид в поперечном сечении по линии С на фиг.3, который показывает соединение опорных балок 36b из второй группы опорных балок и фольги 20. Целью является иллюстрация топографического профиля фольги 20 вдоль первой оси Y в условиях создания вакуума. Как можно увидеть, фольга 20 деформируется вниз в отверстия 32 между вторыми опорными балками 36b, и доминирующий изгиб в каждом отверстии здесь выполняется вокруг второй оси Х. Так как вторые опорные балки 36b являются прямыми и продолжаются в длину во втором направлении Х, может использоваться общая система координат. Однако в другом предпочтительном варианте осуществления балки второй группы опорных балок могут иметь другую конфигурацию. На фиг.10 показан местный вид второго варианта осуществления опорной пластины 22, в которой вторые опорные балки 36b' имеют веерообразную конфигурацию, отходящую от опорной балки 46. Опорные балки 36b' могут в этом варианте осуществления быть направлены, например, перпендикулярно касательной к криволинейной третьей опорной балке 46. Доминирующий изгиб будет в этом случае выполняться вокруг оси Х2 локальной системы координат. Ось Х2 необходимо рассматривать как небольшую модификацию более общей оси Х.

Для обеспечения плавного перехода между изгибом в первой и второй секциях 38, 40, верхняя поверхность 48 третьей опорной балки 46 в переходной области располагается ниже в сравнении с верхними поверхностями 42 первых опорных балок 36а, см. фиг.7. Таким образом, фольга 20 в этой области не будет находиться в натянутом состоянии и не будет вынуждена преодолевать опорную балку при переходе от одного доминирующего изгиб на другой. По этой же причине вторые опорные балки 36b имеют наклон, причем их самая нижняя высота располагается со стороны первых опорных балок 36а.

Из фиг.5-8, но особенно на фиг.5, видно, что фольга 20 не лежит прямо на опорной пластине 22, но она образует топографический профиль, по существу поглощающий любой избыток фольги.

На фиг.11-13 показан третий вариант осуществления опорной пластины 22. В этом варианте осуществления, подобно первому и второму вариантам осуществления, доминирующий изгиб в первой центральной секции 38 создается вокруг первой оси Y, и доминирующий изгиб во вторых боковых секциях 40 создается вокруг второй оси Х. Первая центральная секция 38 содержит опорные части 34 для фольги в виде первых опорных балок 36а, подобных описанным ранее для первого и второго вариантов осуществления. В целом конструкция первой центральной секции 38 по меньшей мере по существу аналогична ранее описанным первому и второму вариантам осуществления. Далее, третья секция, представляющая собой небольшую переходную область между первой и второй секцией, содержащую третью опорную балку 46, также по существу аналогична описанной ранее. Соединительная область 50 с верхней поверхностью 52, продолжающаяся в обеих, первой и второй секциях 38, 40, также в третьем варианте осуществления аналогична описанным ранее вариантам осуществления. Однако конструкция и расположение опорных частей 34 для фольги во вторых боковых секциях 40 по существу отличается от ранее описанных. Вторые боковые секции 40, каждая, содержат опорные части для фольги, представляющие собой удлиненные элементы 58. Указанные удлиненные элементы 58 располагаются на верхней поверхности 52 соединительной области 50 и имеют верхнюю поверхность 60, расположенную на той же высоте, что и верхние поверхности 42 первых опорных балок 36а. Далее, указанные удлиненные элементы 58 располагаются отдельно друг от друга в ряд. Указанный ряд элементов 58 продолжается вдоль криволинейной траектории. Криволинейная траектория имеет форму дуги. Эта дуга по существу соответствует дугообразной форме первых и третьей опорных балок 36а, 46. Тем самым ряд удлиненных элементов 58 может в некоторой степени рассматриваться как образующий дополнительную опорную балку, соответствующую первым и третьей опорным балкам 36а, 46. Наибольший размер, т.е. длина, каждого удлиненного элемента 58 продолжается вдоль дуги. Длина каждого элемента 58 может быть одинаковой, или элементы 58 могут иметь разные длины. В показанном примере элементы 58 на концах дуги имеют длину больше, чем в середине дуги. Диапазон длин предпочтительно составляет 2-4 мм. Толщина элементов 58 в направлении, перпендикулярном направлению длины, составляет порядка 1,6 мм.

Как было указано выше, доминирующий изгиб во вторых боковых секциях 40 создается вокруг второй оси Х. Более конкретно, доминирующий изгиб будет в этом случае создаваться вокруг оси Х3 вспомогательной локальной системы координат. Ось Х3 необходимо рассматривать как небольшую модификацию более общей оси Х. Ось Y3 направлена вдоль криволинейной траектории, и ось Х3 направлена по существу перпендикулярно касательной к криволинейной траектории. Для получения требуемого доминирующего изгиба расстояние, или зазор, между соседними элементами 58 в ряду по существу равен или больше, чем расстояние от элементов 58 до третьей опорной балки 46 и расстояния от элементов 58 до рамы, образующей второй элемент 22b опорной пластины. Если расстояния равны друг другу, доминирующий изгиб будет создаваться вокруг оси Х3, так как складки более вероятно будут образовываться перпендикулярно линии 26 скрепления, в этом случае перпендикулярно сторонам 3 и 4 прямоугольника. Для лучшего понимания линия 26 скрепления была добавлена на фиг.11. На фиг.13 показан очень схематично местный вид в поперечном сечении по линии С на фиг.11, т.е. вдоль криволинейной траектории, вдоль которой располагаются удлиненные элементы 58. На чертеже показано соединение удлиненных элементов 58 и фольги 20. Целью является иллюстрация топографического профиля фольги 20 на удлиненных элементах 58 при приложении вакуума. Как можно увидеть, фольга 20 деформируется вниз в зазорах между удлиненными элементами 58, и доминирующий изгиб в каждом зазоре создается вокруг второй оси Х.

Настоящее изобретение также предлагает способ, который большей частью уже был описан при рассмотрении узла. Способ включает в себя этап обеспечения в опорной пластине 22, в указанной области, структуры отверстий 32 и опорных частей 34 для фольги, расположенных чередующимся образом, причем указанная структура, при создании вакуума в корпусе 14, выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги 20, по существу поглощающего любой избыток фольги. Предпочтительно таким образом, что по существу доминирующий изгиб фольги 20 создается в каждом отверстии 32.

Изобретение далее предлагает способ стерилизации упаковочного материала, такого как, например, листовой упаковочный материал, в фасовочной машине. Указанный способ включает в себя этап использования устройства генерирования электронного пучка типа, описанного ранее со ссылкой на фиг.1, содержащего узел согласно изобретению. Листовой упаковочный материал, который будет использоваться для формирования упаковок продуктов, может включать в себя упаковочный слоистый материал, содержащий средний слой из бумаги и внутренний и наружный слои из полимерного материала. Перед формированием упаковок лист стерилизуется с помощью устройства 10 генерирования электронного пучка. Устройство 10 генерирования электронного пучка содержит узел описанного ранее типа.

Устройство генерирования электронного пучка, имеющее узел описанного ранее типа, может также использоваться для стерилизации наружной поверхности упаковочного контейнера. Предпочтительно устройство генерирования электронного пучка направлено в сторону упаковочного контейнера, и упаковочный контейнер поворачивается для стерилизации всей его наружной поверхности.

Устройство генерирования электронного пучка, предназначенное для стерилизации обычного листового упаковочного материала, будет иметь узел выходного окна для электронов, имеющий более выраженную прямоугольную форму, чем было показано на чертежах. На практике проницаемая центральная часть узла, т.е. часть, через которую имеют возможность проходить электроны, имеет длину порядка 40 мм (в первом направлении Y) и ширину порядка 400 мм (во втором направлении Х). Однако общая конструкция опорной пластины 22 по существу не будет отличаться для узла более выраженной прямоугольной формы. Из-за большей ширины первая секция 38 опорных балок будет больше, с большим количеством первых опорных балок 36а.

Во время стерилизации лист упаковочного материала будет проходить мимо выходного окна 12 электронов устройства 10 генерирования электронного пучка. Направление перемещения листа будет соответствовать первому направлению Y, т.е. направление перемещения и первое направление Y совпадают.

Хотя настоящее изобретение было описано с помощью предпочтительного варианта осуществления, понятно, что возможны различные модификации и изменения, в пределах объема и сущности изобретения, определенных в формуле изобретения.

В приведенном описании было указано, что первые опорные балки 36а продолжаются вдоль криволинейных траекторий и имеют дугообразную форму в предпочтительном варианте осуществления. Другой способ описания криволинейной траектории использует математический термин «полином». Дуга, показанная например на фиг.3, представляет собой полином 2-го порядка. В некоторых областях применения тепловое расширение в опорных балках опорной пластины будет происходить в фокусе, и будет желательно минимизировать эффекты теплового расширения. В этих случаях альтернативные конструкции опорных балок включают в себя, например, полиномы 3-го и 4-го порядка. Соединительные части между опорными балками могут быть обеспечены в точках пересечения осей кривой, описываемой полиномом.

1. Узел, содержащий опорную пластину (22) и фольгу (20) выходного окна для электронов, для использования в устройстве (10) генерирования электронного пучка, указанная опорная пластина (22) выполнена с возможностью уменьшения складок в указанной фольге (20), которые могут образоваться из-за избытка фольги, образующегося в процессе сборки, указанная фольга (20) скреплена с опорной пластиной (22) вдоль замкнутой линии (26) скрепления, ограничивающей область, в которой опорная пластина (22) содержит отверстия (32) и опорные части (34) для фольги и в которой фольга (20) выполнена с возможностью обеспечения функции стенки вакуум-плотного корпуса (14) устройства (10) генерирования электронного пучка, при этом опорная пластина (22), в указанной области, содержит структуру отверстий (32) и опорных частей (34) для фольги, расположенных чередующимся образом, причем указанная структура, когда в корпусе (14) создается вакуум, выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги (20), по существу поглощающего любой избыток фольги, так, что по существу доминирующий изгиб фольги (20) создается в указанных отверстиях (32), причем доминирующий изгиб создан вокруг оси, направленной по существу перпендикулярно линии (26) скрепления в плоскости опорной пластины (22), отличающийся тем, что область, ограниченная указанной линией (26) скрепления, разделена по меньшей мере на две секции (38, 40), каждая из которых содержит по меньшей мере одно отверстие (32), и что в каждой соответствующей секции (38, 40) доминирующий изгиб создается в одинаковом направлении в соседних отверстиях (32), при этом область, ограниченная линией (26) скрепления, является по существу прямоугольной, и что доминирующий изгиб в первой центральной секции (38) создается вокруг первой оси (Y), направленной по существу перпендикулярно первой стороне (1) прямоугольника и второй стороне (2), противоположной первой стороне (1), и что доминирующий изгиб во вторых боковых секциях (40) создается вокруг второй оси (X), направленной по существу перпендикулярно третьей стороне (3) и соответствующей четвертой стороне (4) прямоугольника, где третья и четвертая стороны (3, 4) прямоугольника по существу перпендикулярны первой и второй сторонам (1, 2).

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что опорные части (34) для фольги выполнены в виде опорных балок (36) для фольги.

3. Узел по п. 2, отличающийся тем, что первая группа опорных балок (36a) для фольги обеспечена в первой центральной секции (38) опорной пластины (22) и что вторая группа опорных балок (36b) обеспечена во вторых боковых секциях (40), причем указанные боковые секции (40) обеспечены по одной с каждой стороны первой секции (38) в концевых областях опорной пластины (22).

4. Узел по п. 3, отличающийся тем, что опорные балки (36a) первой группы опорных балок продолжаются вдоль первой оси (Y), направленной по существу перпендикулярно первой и второй сторонам (1, 2) прямоугольника.

5. Узел по п. 4, отличающийся тем, что опорные балки (36a) для фольги первой группы опорных балок для фольги продолжаются вдоль криволинейных траекторий.

6. Узел по п. 3, отличающийся тем, что опорные балки (36b, 36b′) второй группы опорных балок для фольги продолжаются вдоль второй оси (X), направленной по существу перпендикулярно третьей стороне (3) и соответствующей четвертой стороне (4) прямоугольника.

7. Узел по п. 1, отличающийся тем, что опорные части (34) для фольги вторых боковых секций (40) представляют собой элементы (58), расположенные отдельно друг от друга в ряд, причем указанный ряд по существу следует первой оси (Y).

8. Узел по п. 1, отличающийся тем, что линия (26) скрепления располагается на плато (28) опорной пластины (22).

9. Способ уменьшения складок в фольге (20) выходного окна устройства (10) генерирования электронного пучка, которые могут образоваться из-за избытка фольги, образующегося в процессе сборки, указанная фольга (20) скреплена с опорной пластиной (22) вдоль замкнутой линии (26) скрепления, ограничивающей область, в которой опорная пластина (22) содержит отверстия (32) и опорные части (34) для фольги и в которой фольга (20) выполнена с возможностью обеспечения функции стенки вакуум-плотного корпуса (14) устройства (10) генерирования электронного пучка, при этом способ включает в себя этап обеспечения в опорной пластине (22) в указанной области структуры отверстий (32) и опорных частей (34) для фольги, расположенных чередующимся образом, причем указанная структура, когда в корпусе (14) создается вакуум, выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги (20), по существу поглощающего любой избыток фольги, при этом поглощение осуществляется таким образом, что по существу доминирующий изгиб фольги (20) создается в указанных отверстиях (32), причем доминирующий изгиб создается вокруг оси, направленной по существу перпендикулярно линии (26) скрепления в плоскости опорной пластины (22), при этом способ дополнительно содержит этап создания области, ограниченной указанной линией (26) скрепления, по меньшей мере в двух секциях (38, 40), причем в каждой соответствующей секции (38, 40) доминирующий изгиб создают в одинаковом направлении в соседних отверстиях (32), при этом область, ограниченная линией (26) скрепления, является по существу прямоугольной, и доминирующий изгиб в первой центральной секции (38) создают вокруг первой оси (Y), направленной по существу перпендикулярно первой стороне (1) прямоугольника и второй стороне (2), противоположной первой стороне (1), и доминирующий изгиб во вторых боковых секциях (40) создают вокруг второй оси (X), направленной по существу перпендикулярно третьей стороне (3) и соответствующей четвертой стороне (4) прямоугольника, где третья и четвертая стороны (3, 4) прямоугольника по существу перпендикулярны первой и второй сторонам (1, 2).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к физической электронике, квантовой электронике, плазмохимии и диагностическим измерениям. .

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения фольги выходного окна ускорителя электронного пучка. .

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для вывода пучка заряженных частиц в атмосферу или облучаемую среду. .
Наверх