Устройство вакуумплотного ввода в трекочувствительную мишень

 

1

1 (72) Авторы изобретения

А.В. Плескач и В.В. Плескач (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ВАКУУМПЛОТНОГО ВВОДА

В ТРЕКОЧУВСТВИТЕЛЪНУЮ МИШЕ НЪ

Изобретение относится к конструктивным элементам пузырьковых камер, в частности к пузырьковым камерам, оснашенным трекочувствительной мишенью, размещенной внутри рабочего объема камеры, и предназначено для теплоизолиро- S ванного и вакуумплотного металлического. ввода внутрь трекочувствительной мишени чувствительных элементов, например бульбы конденсационного термометра, датчика измерения динамического давления, а так- 10 же линий системы термостатирования, заполнения и измерения статического давления.

Известны устройства для ввода чувствительных элементов и рабочих коммуника1В ций внутрь камеры, содержащие рабочий элемент и внешнюю охватывающую деталь, где роль внешней оболочки играет вакуум» ный кожух камеры 11.

Известны также устройства (переливные сильфоны) для ввода криогенной жидкости внутрь дьюара, содержащие вакуум ную и рабочую оболочки 1 2) 2

Наиболее близким по технической сущ- ности к предлагаемому является устройство вакуммплотного ввода в трекочувст вительную мишень, содержащее внутреннюю оболочку и внешнюю оболочку с уплотнением на кольцевой зуб в стенке мишени. 8 этом устройстве, рабочая температура которого составляет 30 К, ввод выполнен из малотеплопроводного металла (нержавеющей стали). Корпус мишени целиком выполняется из прозрачного и эластичного материала (плексигласа. лексана и т. и.), теплопроводность которого более чем на порядок меньше, чем у нержавеющей стали.

Уплотнение ввода осуществляется путем посадки охлажденной до температуры жидкого азота цилиндрической части внешней оболочки на кольцевой зуб. Последний после отогрева ввода, внедрившись в материал стенки, обеспечивает вакуумплотное соединение. Цилиндрическая часть внешней оболочки проходит через стенку мишени насквозь и, имея по одну сторону

3 962825 контакт с рабочим веществом мишени„а оболочка запрессована на зуо 4 и имеет по другую сторону контакт с рабочим ве- разрыв; на ширине разрыва выполнен ществом камеры, играет роль теплового паз 5. моста между ними. Рабочие вещества ми- Пространство между внешней и внутшени и камеры KGK по условиям работы, g ренней оболочками в той части ввода, котак и в зависимости от сочетания рабочих торая вмонтирована в стенку, вакуумировеществ могут иметь существенно разную вано, температуру. Пространство между внешней Очевидно, что в идеальном случае, при и внутренней оболочками не вакуумирова- . равенстве нулю коэффициента теплопроводно $3), р ности стенки мишени, наличие разрыва

Наличие большого градиента темпера- внешней оболочки в стенке полностью туры между рабочими жидкостями камеры. исключило бы теплоприток по вводу. Оди мишени, вызывая значительный локаль нако в действительности коэффициент тепный тепловой потоК по вводу, является лопроводности материала стенки мишени причиной конвективных токов,,искажающих у (плексигласа или лексана) в 30 раз треки, по одну сторону ввода и причиной - меньше, чем у нержавеющей стали, и бопаразитного кипения по другую сторону лее чем на два порядка меньше, чем у ввода. Зто особенно актуально, например, других металлов. В этом случае наличие для дейтериевой мишени, размещаемой в кольцевого паза в стенке мишени обеспежидком водороде, где разница температур . чивает эффективное уменьшение локальноможет достигать 5 К. го теплопритока по вводу. Для этого глуКроме того, отсутствует контроль за бина кольцевого паза должна быть в 10герметичностью ввода и системы защиты. 20 раз больше толщины стенки внешней

В случае нарушения герметичности ввода оболочки. возможно практически неконтролируемое Схема откачки и контроля за герме-загрязнение дорогостоящего рабочего ве- тичностьк> (фиг. 2) вклк чает в себя j шества мишени, например дейтерия, водо- узел 6 вывода внешней и внутренней обо- родом или утечка этого продукта. Для лочек из корпуса камеры 7 в ее вакуумобеспечення чистоты проведения экспери- ный кожух 8, линию 9 откачки внешней

Q Л. мента прим ес ь, например, водорода B деи- 3О оболочки, контактный вакуум етр 1 О, с ис-3 терни не должна превышать 10 объем- тему 11 вакуумной откачки, Йустерную ных долей. Таким образом к конструкции емкость 12, газоанализатор, например трекочувствительной мишени, в частности спектрометр 13. вводов, предъявляются жесткие требова- После окончания откачки внешней обония, а для обеспечения надежности выпол- лочки последняя отсоединяется от системы пения этого требования необходим конт- вакуумной откачки, По вакуумметру 10

3S роль герметичности. ведется контроль за состоянием уплотнеИель изобретения - уменьшение тепло- ния ввода. В случае ухудшения вакуума притока и осуществление контроля за гер- . проводится анализ натекающего газа и метичностью. возобновляется откачка внешней оболочки.

Указанная цель достигается тем, что В этом случае нарушение герметичности в устройстве вакуумплотного ввода в тре как со стороны мишени, так и со стороны кочувствительную мишень, содержащем камеры не приводит к смешению и, следовнутреннюю оболочку и внешнюю оболоч- вательно, к загрязнению рабочих веществ ку с уплотнением на кольцевой зуб в стен- мишени и камеры. Таким образом при

45 ке мишени, внешняя оболочка имеет раз- возобновлении откачки в случае течи возрыв и на ширине разрыва в стенке мишени можно продолжение работы мишени.. выполнен кольцевой цаз, причем прост- Результаты испытания устройства для ранство между внешней и внутренней обо- вакуумплотного ввода следующие. Модель лочками в той части ввода, которая вмон- мишени, выполненную из лексана, заполтирована в стенку мишени, вакуумировано. няют жидким дейтерием и помещают в

На фиг. 1 приведено предлагаемое ус среду жидкого водорода. Разность темперойство, общий вид; на фиг. 2 - схема ратур между водородом и дейтерием ñîñконтроля герметичности ввода путем от- тавляет 5,3 К. Паразитного кипения и качки кольцевого пространства между конвективных токов в зоне вводов не обвнешней и внутренней оболочками. 33 наружено. Вакуум между внешней и внут

В стенку мишени 1 вмонтирован.ва- ренней оболочками поддерживается ста-з

r куумплотный ввод, состоящий из внутрен«бильно на уровне 10 Тор, при запуске наней 2 и внешней 3 оболочек. Внешняя соса вакуум становится примерно 10 Тор.

5 962825 4

Предлагаемое устройство позволит осушествленич контроля за герметичнос уменьшить теплоприток иэ рабочего объе- тью, внешняя оболочка имеет разрыв и на ма мишени в кожух камеры примерно в ширине разрыва в стенке мишени выполI пять раз. Осуществление контроля эа гер- нен кольцевой паз, причем пространство метичностью обеспечит чистоту проведе- между внешней и внутренней оболочками ния эксперимента, а также сохранность р той части ввода, которая вмонтирована дорогостоящего вещества мишени, что в стенку мишени, вакуумировано. было невозможно при ранее используемом Источники информации, устройстве. принятые во внимание при экспертизе

Ф ормула изобретения о l. Александров Ю. А. и др. Пузырько- вые камеры. М., Госатомиэдат, 1963, Устройство вакуумплотного ввода в с. 210, 253. трекочувствительную мишень, содержащее 2. Микулин Е. И. Криогенная техника. внутреннюю оболочку и внешнюю оболочку М., 4 Машиностроение", 1969, с. 228. с уплотнением на кольцевой зуб в стенке 3,СЕЙМ 4ASI CH - 12115eneVe мишени, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 23-314-523-ОЙЮж г100

Фиг. f