Электромагнитная линза

 

о11 66 1 646

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 091176(21) 2419053/18-25

Союз Советских

Социалистических

Республик с присоединейием заявки МГосударственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050579. Бюллетень Йо 17

Дата опубликования описания 0 50579.{53) УДК537. 533. .335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.M,Ãðàâåëü, Н.В.Ченцова и Ю.Ф.Щетнев (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛИНЗА таких.охлаждаемых линз меньше неохлаждаемых не более чем s 1,5 раза.

Целью настоящего "изобретения является уменьшение габаритов магнитных линз. указанная цель достигается тем, что охлаждаемый каркас линзы снабжен герметизирующим кожухом, а обмотка пропитана жидким теплоносителем.

Для улучшения условий теплообмена обмотка может быть снабжена Прокладками в виде керамических стержней.

В качестве жидкого теплоносителя может быть использован диэтиловый эфир.

Перемещение napdB рабочей жидкости осуществляется под действием градиента, давлений, возникающего вследствие наличия градиента температур. Максимальный градиент температур возникает между центром обмотки и охлаждаемым торцом корпуса обмотки. Кратчайшим путем переноса паров рабочей жидкости от испарителя к конденсатору будет направление параллельное оси линзы. Движение паров по капиллярам обмотки навстречу току рабочей жидкости от конденса-о! °

Изобретение относится к области технической физики, а именно, к устройству электромагнитных линз с охлаждаемой обмоткой и предназначенных для использования в электроннолучевых приборах, в частности, в электронных и растровых микроскопах, рентгеновских микроанализаторах, .электронографах и других аналогичных приборах.

Известны магнитные электронные линзы с обмоткой возбуждения, намотанной изолированным медным проводом круглого сечения на медный каркас, одна или обе шечки которого охлаждаются .проточной водой, что позволяет повысить плотность тока с

1,5. A/мм(в неохлаждаемых обмотках) до 2-3 A/Mì, благодаря чему размеры таких линз. могут быть уменьшены (1)30

Известна TRKzce электромагнитная линза, содержащая обмотку возбуждения и .охлаждаемый каркас, причем для охлаждения между витками обмотки вве-. ден компаунд или помещены прокладки, что позволяет увеличить поток тепла через обмотку, в результате чего плотность тока может быть повышена до 4,5 A/мм (2). Однако размеры

1

-.:-, j IIIIfIÉ Ц3 1,рь" Д (51)М. Кл.2

Н 01 J 37/20

661646 ра вглубь обмотки может привести к срыву процесса охлаждения (их пористый материал является дополнительным фитилем}, которые позволяют образовать незаполненные проводом полости, пронизывающие обмотку. Эти полости, образовавшиеся у поверхности трубочек, служат паропроводами, обеспечивающими вывод паров из зоны испарения в зону конденсации.

Жидкий теплоноситель должен обладать следующими свойствами: высокой теплотой парообразования, низкой температурой кипения и не должен растворять изоляцию провода обмот- . ки. Наилучшие результаты были получены с диэтиловым эфиром, который позволяет подцерживать в центре обмотки температуру в 20-30 С.

На фиг.1 приведен разрез предлагаемой электромагнитной линзы; на фиг.2 изображена схема намотки электромагнитной линзы с прокладками из керамических трубочек, который служат паропроводами, облегчающими перенос паров теплоносителя .от нагретых частей к охлаждаемыму на фиг.3 приведены графики зависимости температуры в середине обмотки от плотности тока для различных конструкций линз.

Электромагнитная линза йа фиг .1 имеет обмотку 1, намотанную на.охлаждаемый каркас 2, помещенный s герметизирующий корпус 3, патрубок

4 служит для откачки воздуха из корпуса 3 перед заполнением его рабочей жидкостью. Перенос тепла из глубины обмотки возбуждения к о>.лаж:даемым поверхностям каркаса осущест- вляется за счет испарения рабочей жидкости с нагретых участкой с последующей конденсацией паров на охлаждаемых поверхностях. Тепловое сопротивление (сопротивление тепловому потоку) при таком механизме охлаждения близко к 0 На фиг.3, приведены следующие зависимостй: 1 для линзы с каркасом, охлаждаемым проточной водой.; П вЂ” для линзы, в

:обмотку которой введены две медные прокладки (при этом одна из щечек охлаждается водой); Ш вЂ” для.линзы .предлагаемой конструкции, в которой в качестве жидкого теплоносителя использовался диэтиловый эфир.

В электронной линзе предлагаемой конструкции плотность тока в обмотке может быть увеличина до 15 A/мм

Ф при этом размеры линзы могут быть

5 уменьшены более чем в 2 раза по сравнению с прототипом и более чем в 3 раза по сравнению с неохлаждаемой линзой. Поэтому использование пред.ложенной линзы позволяет уменьшить

10 габариты и металлоемкость электронно-оптических приборов для исследования микроструктуры вещества (в электронных и растровых микроскопах, рентгеновских микроанализаторах и !

5 др.) . Использование описанного механизма переноса тепла, к охлаждаемым поверхностям позволяет в несколько раз сократить время на установление стационарного температурного режима щ в обмотке, что облегчает работу высокостабильных стабилизаторов токов линз H уменьшает непроизводительные затраты времени, связанные с прогревом прибора.

Формула изобретения

1. Электромагнитная линза, содержащая обмотку возбуждения и охлаждаемый каркас, о г л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения ее габарйтов, каркас обмотки снабжен герметизирующиМ кожухом, а обмотка пропитана жидким теплоносителем.

2. Электромагнитная линза по п.1, отличающаяся тем, что. с целью улучшения условий теплообмена, обмотка снабжена прокладками в виде керамических стержней.

40 3. Электромагнитная линза псьп. п.1и2,отличающаяся тем, что, в качестве жидкого теплоносителя использован диэтиловый эфир.

Источники информации, принятые

45 во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 759837, .кл. 21 g 37/20, 1954.

2 Л,L.Ðà ãäï(„Ïðîåê Tèðoâàíèå магнитных линз, Труды 7-ro Международного

50 конгресса по электронной:микроскопии, Гренобль, 1970, с.27.

661646 йа. >

Юг.2

io

О t 2 3 4 y VS 9 й7л(20%151 ja/ни

Az.3

Составитель Н.Григорьева

Редактор A.Àáðàìoâ Техред A.Áîãäàí Корректор

Заказ 2494/57 Тираж 922 Подписное

ЦнИИПИ Государственйого комитета ССС Р по делам изобретений и открытий

113035 Иосква й-35 Ра шская наб.д д.4 5

Филиал IltlII Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4