ЗАЩИТНОЕ СМОТРОВОЕ ОКНО Российский патент 1994 года по МПК G02B5/24 

Изобретение касается контроля процессов, протекающих в герметичном пространстве, а именно средств визуального контроля и защиты от мощного излучения.

Известно средство прерывания светового потока, включающее шторки, приводимые в действие электромагнитным приводом.

Данное устройство полностью перекрывает канал визуального контроля при включении электромагнитов, поэтому хотя опасное излучение может быть полностью отсечено, возможность визуальной индикации наличия излучения, данные о его интенсивности и спектре при этом отсутствуют.

Известен фильтр углового спектра, выполненный из призм, разделенных туннельным слоем. За счет того, что показатель преломления слоя меньше показателей преломления материала призм, через фильтр проходит излучение, по направлении близкое или равное направлению полного внутреннего отражения. Фильтр может отсекать излучение определенного направления, однако полную визуальную информацию из этой области получить уже невозможно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является оптический затвор, прозрачный при низкой интенсивности света и непрозрачный при высокой. Затвор содержит пару прямоугольных призм, разделенных пленкой жидкости, показатель преломления которой зависит от интенсивности проходящего через нее света. Устройство оснащено специальными фокусирующими приспособлениями и детектором фокусировки. В состав пленки добавлен особый краситель. Устройство предназначено для индикации и служит ограничителем мощности. Для целей непосредственного визуального контроля устройство не предназначено, защита от мощного излучения все же недостаточна. Особый состав жидкости и дополнительные приспособления усложняют устройство.

Цель изобретения - повышение надежности защиты от излучения при повышении возможности визуального контроля и упрощение конструкции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Защитное смотровое окно включает две призмы с прилегающими гипотенузными гранями, разделенными воздушным промежутком, причем гипотенузные грани расположены под углом, меньшим угла полного внутреннего отражения для излучения максимальной мощности, причем в отличие от прототипа по крайней мере одна из призм выполнена с возможностью перемещения вдоль оптической оси, боковые поверхности призм снабжены светопоглощающим покрытием, а вокруг боковой поверхности призм выполнено герметичное уплотнение, препятствующее вытеканию жидкости. Отличия от прототипа свидетельствуют о новизне заявляемого решения.

Устройства, использующие свойства полного внутреннего отражения призм, в том числе с промежуточным слоем известны, известно также использование в пространстве между призмами жидкости (РСТ 89/09945). Однако, именно сочетание известных свойств с новыми - подвижным выполнением призм и наличием уплотнительных элементов - позволяют достичь сверхсуммарного эффекта, т.е. получить надежное и простое в изготовлении и эксплуатации устройство, обеспечивающее полноценный визуальный контроль при малой мощности излучения и индикацию наличия излучения при большой его мощности при эффективной защите наблюдателя. В исследованной научной и технической литературе решений, полностью аналогичных не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Предложенная конструкция обладает не только новыми признаками, но и позволяет получить надежное, несложное в изготовлении устройство для визуального контроля за технологическим процессом с хорошей защищенностью оператора. Отсюда можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "положительный эффект".

На чертеже изображено устройство, разрез по его оптической оси.

Предложенное защитное смотровое окно состоит из призм 1 и 2, размещенных в корпусе 3. Призма 1 укреплена в корпусе 3 неподвижно и расположена со стороны контролируемого технологического пространства, в котором находится источник излучения 4. Между гипотенузными гранями 5, 6 призм 1, 2 находится воздушный промежуток 7, который частично заполнен жидкостью 8. Цилиндрические боковые поверхности 9 и 10 призм 1, 2 покрыты светопоглощающим веществом. Вокруг поверхности 9 и 10 призм 1 и 2 в корпусе 3 установлено герметичное уплотнение 11, препятствующее вытеканию жидкости 8. Призма 2, размещенная со стороны оператора, установлена в корпусе 3 с возможностью перемещения вдоль оптической оси устройства. На конце призмы 2, обращенной к оператору, жестко закреплена резьбовая втулка 12 с двумя отверстиями 13, в которые входят направляющие 14, укрепленные в корпусе 3 устройства. На резьбовую втулку 12 навинчена повторная втулка 15 с внутренней резьбой. Втулка 15 закреплена на фланце 16 корпуса 3 с помощью кольца 17 с возможностью вращения вокруг оси. Гипотенузные грани призм 1 и 2 выполнены под углом, меньшим угла полного внутреннего отражения относительно направления наиболее интенсивного излучения. В нижней части граней 5 и 6 призм 1, 2 выполнены небольшие параллельные участки 18 и 19, имеющие непрозрачную поверхность. В корпусе 3 выполнено отверстие 20, соединяющее промежуток 7 с атмосферой.

Устройство работает следующим образом.

При положении 1 призмы 2, гипотенузные грани 5 и 6 призм 1, 2 находятся на максимально близком расстоянии, при котором промежуток 7 между призмами полностью заполнен жидкостью 8. Показатель преломления жидкости 8 значительно выше показателя преломления воздуха, поэтому полного отражения на разделе сред не происходит. В этом случае можно осуществлять визуальный контроль технологического пространства. Подобный контроль может быть необходим н-р перед включением источника излучения и возможен при его неопасной мощности. При опасной мощности излучения для обеспечения защиты оператора призма 2 отводится от призмы 1 (положение II). Это обеспечивается вращением поворотной втулки 15. Резьбовая втулка 12 движется при этом по направляющим 14 и этим осуществляется плоскопараллельное движение грани 6 призмы 2, при которой она все время остается параллельной грани 5 призмы 1. Воздух в промежуток 7 попадает через отверстие 20. Образованию пузырьков препятствует медленное (за счет резьбового привода) перемещение призмы 2. Отвод призмы 2 производится на такое расстояние, при котором вся жидкость 8 помещается в пространство между параллельными участками 18, 19, покрытыми непрозрачной пленкой, что обеспечивает дополнительную безопасность для оператора. От полного контакта граней 5, 6 при сведении призм 1, 2 и возможного их повреждения, а также полного вытеснения жидкости 8 из промежутка 7 могут предохранить необходимые выступы на корпусе 3, или точно рассчитанное расположение втулки 12, которая сама ограничивает перемещение призмы 2, упираясь во фланец корпуса 3. Oт полного выхода призмы 2 из корпуса 3 также могут предохранить необходимые ограничители, н-р укрепленные на конце направляющей 14 шайба 21. Устройство может быть оснащено также необходимыми для дополнительной автоматизации и обеспечения безопасности концевыми выключателями. Оптимальным является также применение жидкости с показателем преломления, близким к показателю преломления призм.

Технико-экономические преимущества предлагаемого смотрового окна по сравнению с прототипом заключаются в обеспечении возможности защиты от более мощного излучения при сохранении свойств индикатора и исключении дополнительных вспомогательных приборов.

Использование: защита от мощного излучения. Окно включает призмы 1, 2, между гипотенузными гранями 5 и 6 которых имеется промежуток 7 с жидкостью 8. Призма 2 размещена с возможностью перемещения вдоль оптической оси устройства. При сближении призм жидкость заполняет весь промежуток 7, что обеспечивает необходимый визуальный контроль технологического пространства, где расположен источник излучения 4. При разведении призм жидкость стекает в пространство между непрозрачными участками призм 18 и 19. Наклон граней 5 и 6 призм обеспечивает полное внутреннее отражение прямопрошедшего излучения. 1 ил.

ЗАЩИТНОЕ СМОТРОВОЕ ОКНО, включающее две призмы с прилегающими гипотенузными гранями, разделенными промежутком, содержащим жидкость и снабженным герметичными уплотнениями, причем гипотенузные грани расположены под углом, меньшим угла полного внутреннего отражения относительно излучения, распространяющегося вдоль оптической оси, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты от излучения при повышении возможности визуального контроля и упрощения конструкции, по крайней мере одна из призм выполнена с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а герметичные уплотнения выполнены вокруг боковой поверхности призм, снабженной светопоглащающим покрытием.