УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ Российский патент 1997 года по МПК B29C71/04 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, в частности, к устройствам для обработки полимерных пленок потоком ускоренных частиц при получении фильтровальных трековых мембран.

Известно устройство для облучения полимерной пленки, включающее ускоритель тяжелых ионов, камеру с входным окном для пучка ускоренных частиц, перемоточный узел с бобинами, валик, на котором облучают пленку, двигатели приводов перемоточного узла и систему контроля [1]
Недостатком этого устройства является то, что валик, на котором облучают пленку, делает невозможным установку за облучаемым участком пленки детекторов, регистрирующих распределение треков в облучаемой пленке, что затрудняет контроль за качеством облучения, а конструктивные элементы устройства обеспечивают развертку осей треков лишь в одной плоскости. Это ведет к образованию в трековой мембране, полученной после физико-химической обработки облученной пленки, большого числа наложений пор, которые существенно ухудшают задерживающую (стерилизующую) способность и прочность трековой мембраны. Последний недостаток частично устраняет устройство, рассматриваемое нами в качестве прототипа.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для облучения полимерной пленки, включающее генератор тяжелых ионов (осколков деления ядер), устройство для протяжки через зону облучения, содержащее ведущие и направляющие валики, коллиматор, вдоль которого движется пленка [2]
Недостатком этого устройства является невозможность получения полимерных трековых мембран толщиной более 12 мкм, содержание в них остаточной радиоактивности и невозможность регулирования углового распределения треков в процессе облучения полимерной пленки.

Цель изобретения получение трековых мембран толщиной большей 12 мкм, без остаточной радиоактивности с регулируемым распределением по углам осей пор и высокой задерживающей (стерилизующей) способностью, с эффективным контролем распределения плотности треков в пленке в процессе ее облучения.

Цель достигается тем, что в устройстве для облучения пленки, содержащем камеру с окном для пропускания от источника пучка ускоренных частиц, узел перемотки с бобинами, ведущими и прижимными валиками, оси которых параллельны, двигатели приводов, датчики контроля качества облучения, согласно изобретению, камера снабжена двумя подвижными расположенными одна в другой внешней и внутренней рамками и дополнительными направляющими валиками, причем оси поворота внешней и внутренней рамок перпендикулярны друг другу, при этом ось поворота внешней рамки закреплена в корпусе камеры параллельно плоскости окна камеры, ось поворота внутренней рамки расположена напротив окна камеры и закреплена на внешней рамке, а направляющие валики установлены на внутренней рамке параллельно оси ее поворота. Оси бобин ведущих и прижимных валиков закреплены на внешней рамке; внутренняя рамка установлена между окном камеры и датчиками контроля качества облучения; оси вращения ведущих валиков расположены от плоскости внешней рамки на расстоянии l, определяемом по зависимости:
l=h(1-cosα):0,08,
где h высота внутренней рамки, м,
α угловая амплитуда колебаний внутренней рамки, град.

Помимо этого, между направляющими валиками размещены опорные валики, а двигатели приводов установлены вне камеры с передачей движения через вакуумные уплотнения.

Вышеуказанные конструктивные элементы устройства позволяют ориентировать облучаемый участок пленки под разными углами и обеспечивают расположение треков в пространстве таким образом, что после физико-химической обработки пленки число наложений пор становится минимальным при данной пористости.

Расположение рамок и установка бобин, ведущих и прижимных валиков на осях, жестко связанных с внешней рамкой, обеспечивают необходимое качество перемотки пленки.

При этом угловая амплитуда колебаний внутренней рамки выбирается из расчета, чтобы длина трека не превосходила толщины пленки в 1,5 раза, в противном случае сопротивление треков, входящих в пленку под большими углами, становится больше допустимого.

На чертеже изображено устройство для облучения пленки потоком ускоренных частиц.

Данное устройство содержит корпус камеры 1, бобины 2 и 3, верхний ведущий валик 4, верхний прижимной валик 5, нижний ведущий валик 6, нижний прижимной валик 7, внешнюю рамку 8, внутреннюю рамку 9, с осями 10 (ось внешней рамки) и 11 (ось внутренней рамки), направляющие валики внутренней рамки 12 и 13, опорный валик 14 внутренней рамки 9, датчики контроля качества облучения 15, окна 16 в корпусе камеры 1 для пучка ускоренных частиц, двигателя приводов, например, 17.

Работа устройства осуществляется следующим образом: устанавливают бобину 2 с пленкой, например, полимерной, для облучения. Полимерную пленку пропускают между валиками 4 и 5, поверх валиков 12 и 13, а затем между валиками 6 и 7 и закрепляют на бобине 3. После чего включают все привода: валиков 4,6 внешней 8 и внутренней 9 рамок, связанных, например, с помощью карданного соединения, одновременно включают и привода бобин 2 и 3. Затем включают датчики контроля 15 и подают пучок ускоренных частиц, например, тяжелых ионов, сквозь окно 16 камеры 1 на полимерную пленку, лежащую на валиках 12, 13. Пленка, проходя мимо окна 16, облучается пучком ускоренных частиц, а затем валики 6 и 7 подают ее на приемную бобину 3, ось которой приводится двигателем.

Внешняя рамка 8, находясь под облучением пучком, совершает колебания вокруг оси 10 с частотой не более десятка Гц и амплитудой в несколько десятков градусов. Одновременно внутренняя рамка 9 колеблется с частотой, равной или превосходящей частоту колебаний внешней рамки 8, с амплитудой в несколько десятков градусов относительно оси 11.

При необходимости расширения диапазона углов между осями треков частиц в пленке и нормалью к поверхности пленки, между направляющими валиками устанавливают опорный валик 14 (в частности, может быть установлено несколько опорных валиков), который разбивает участок пленки между направляющими валиками 12 и 13 на два плоских участка, ориентированных под разными углами к пучку.

В положении, когда плоскости внешней 8 и внутренней 9 рамок совпадают, плоскости, касательные к поверхностям верхних направляющего 13 и ведущего 4 валиков, и к поверхностям нижних направляющего 12 и ведущего 6 валиков, параллельны.

В случае установления нескольких опорных валиков они не должны затенять более 20% сечения внутренней рамки 9.

Передачу движения к внешней 8 и внутренней 9 рамкам можно осуществлять через два вакуумплотных ввода с параллельными осями и кривошипами на внутренних концах, а далее через два полукардана, установленных внутри вакуумной камеры так, что оси их шарниров расположены перпендикулярно осям вращения соответствующих рамок.

Таким образом устройство дает возможность облучить пленку под разными ориентированными в трехмерном пространстве углами, что исключает в значительной мере наложения пор, образующихся после физико-химической обработки облученной пленки в процессе получения из нее фильтровальной трековой мембраны.

В свою очередь, уменьшение числа наложений пор при данной пористости мембраны и ее толщине коренным образом повышает стерилизующую способность фильтровальной трековой мембраны и ее прочность.

Использование: облучение полимерных пленок при получении фильтровальных трековых мембран. Сущность изобретения: в устройстве для облучения пленки камера снабжена двумя подвижными расположенными одна в другой внешней и внутренней рамками и дополнительными направляющими валиками. Оси поворота внешней и внутренней рамок перпендикулярны друг другу. При этом ось поворота внешней рамки закреплена в корпусе камеры параллельно плоскости окна камеры. Ось поворота внутренней рамки расположена напротив окна камеры и закреплена на внешней рамке. Направляющие валики установлены на внутренней рамке параллельно ее оси поворота. Оси бобин, ведущих и прижимных валиков закреплены на внешней рамке. Внутренняя рамка установлена между окном камеры и датчиками контроля качества облучения пленки. Оси вращения ведущих валиков расположены от плоскости внешней рамки на определенном расстоянии. Данное устройство позволяет облучать пленку под разными пространственно ориентированными углами. Это повышает стерилизующую способность трековой мембраны и ее прочность. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для облучения пленки, содержащее камеру с окном для пропускания от источника пучка ускоренных частиц, узел перемотки с бобинами, ведущими и прижимными валиками, оси которых параллельны, двигатели приводов, датчики контроля качества облучения, отличающееся тем, что камера снабжена двумя подвижными, расположенными одна в другой внешней и внутренней рамками и дополнительными направляющими валиками, причем оси поворота внешней и внутренней рамок перпендикулярны одна другой, при этом ось поворота внешней рамки закреплена в корпусе камеры параллельно плоскости окна камеры, ось поворота внутренней рамки расположена напротив окна камеры и закреплена на внешней рамке, а направляющие валики установлены на внутренней рамке параллельно ее оси поворота. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оси бобин, ведущих и прижимных валиков закреплены на внешней рамке. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя рамка установлена между окном камеры и датчиками контроля качества облучения. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оси вращения ведущих валиков расположены от плоскости внешней рамки на расстоянии, определяемом по зависимости
l = h(1-cosα):0,08,
где h высота внутренней рамки, м;
α угловая амплитуда колебаний внутренней рамки, град. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено размещенным между направляющими валиками по меньшей мере одним опорным валиком. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что двигатели приводов установлены вне камеры с передачей движения через вакуумные уплотнения.