УЗЕЛ МИШЕННЫЙ Российский патент 2004 года по МПК G21K5/08 H05H6/00 

Изобретение относится к области физики и техники ускорителей заряженных частиц, а именно к устройствам для установки и замены твердотельных мишеней при проведении экспериментов в физике высоких энергий для получения пучков вторичных излучений.

Известно устройство для смены мишеней в ускорителе (патент US №5608224, кл. МПК⁶ G 21 K 5/10, приоритет от 15.08.95 г., опубл. 04.03.97 г.), включающее поворотный барабан с множеством отверстий для размещения твердотельных мишеней, систему трубопроводов для подачи газа и жидкостей в зону облучения и удаления облученных веществ из ускорителя, систему вакуумирования рабочей камеры, систему уплотнения различных конструктивных элементов устройства.

Данное устройство позволяет дистанционно производить смену мишеней без нарушения среды внутри ускорителя, но обладает следующими недостатками: большая сложность конструкции, обусловленная универсальностью устройства, большие габариты той части устройства, которая размещена в рабочей зоне ускорителя, то есть в зоне облучения, что способствует возникновению паразитного наведенного излучения высокой интенсивности и затрудняет использование пучка вторичного излучения, сложность конструкции снижает надежность работы в особенности систем вакуумирования и уплотнения большого количества подвижных и разъемных конструктивных элементов устройства.

Известен мишенный узел, выбранный за прототип (заявка JP №57-34520, кл. МПК G 21 K 5/08, G 21 B 1/00, H 01 J 37/00, Н 05 Н 6/00, опубл. 23.07.82 г.), содержащий корпус, систему уплотнительных устройств и механизм смены мишеней. Механизм смены мишеней выполнен в виде подвижного штока с прикрепленным на его конце стержневым держателем мишени. Устройство содержит затвор для открывания и закрывания отверстия вакуумной камеры. Затвор в закрытом состоянии охватывает по всей окружности подвижный шток, обеспечивая герметичность ввода при сохранении подвижности штока, а в открытом состоянии образует люк для ввода и извлечения держателя с мишенью.

Известное устройство имеет следующие недостатки: большая сложность конструкции (наличие двух вакуумноплотных затворов, столика с микрометрической регулировкой положения, длинноходового механизма подачи и извлечения мишени), громоздкость конструкции из-за большой протяженности механизма подачи и извлечения мишени, отсутствие четкой фиксации мишени в рабочем положении, низкая надежность системы вакуумных уплотнений из-за наличия большого количества подвижных уплотнений.

Технической задачей предлагаемого технического решения является создание устройства более простого и менее громоздкого по конструкции, более надежного при эксплуатации, позволяющего производить смену мишени без нарушения среды внутри ускорителя.

Технический результат заключается в обеспечении установки облучаемой мишени в рабочую позицию и смены мишени посредством простых технических средств без нарушения среды внутри ускорителя.

Этот технический результат достигается тем, что предлагаемый мишенный узел содержит корпус, систему уплотнительных устройств и механизм смены мишеней, выполненный двухпозиционным в виде поворотного рычага, на противоположных концах которого закреплены два гнезда для съемных кассет с мишенями, установленных посредством упоров, одно - в рабочую позицию на оси тракта транспортировки пучка ионизирующего излучения, а другое - на оси позиции смены кассеты с мишенью, причем поворотный рычаг посредством закрепленного в его центре вала шарнирно с возможностью поворота и герметизации вала закреплен в корпусе, в крышке которого размещены две подвижные в осевом направлении мембраны, одна - на оси рабочей позиции, другая - на оси смены кассеты с мишенью, при этом мембраны соединены с системой уплотнительных и резьбовых устройств, позволяющих мишень в рабочей позиции фиксировать в рабочем положении, а в позиции смены кассеты после уплотнения и фиксации закрепленного на поворотном рычаге гнезда осуществлять смену кассеты с мишенью без нарушения среды, например вакуума внутри ускорителя. Кроме того, поворотный рычаг может быть выполнен гибким.

Основные преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом состоят в следующем: предложенный мишенный узел значительно проще по конструкции, предложенная конструкция компактна, занимает мало места, в особенности в рабочей зоне ускорителя, предложенный мишенный узел позволяет с помощью упоров точно устанавливать и четко фиксировать мишень в рабочей позиции на оси тракта транспортировки пучка ионизирующего излучения, что обеспечивает надежность работы устройства, применение подвижных в осевом направлении мембран повышает надежность системы уплотнений и позволяет производить смену мишеней без нарушения среды, например вакуума внутри ускорителя.

На приведенной Фиг. изображен общий вид предложенного узла мишенного в разрезе.

Узел мишенный содержит герметичный корпус 1, механизм смены мишеней, выполненный двухпозиционным в виде гибкого поворотного рычага 2, на противоположных концах которого закреплены два гнезда 3 и 4 для размещения одинаковых съемных кассет 5 с мишенями 6, установленных посредством регулируемых упоров 7 и 8, одно - в рабочую позицию на оси 9 тракта транспортировки пучка ионизирующего излучения, а другое - на оси 10 позиции смены кассеты 5 для последующего извлечения и замены мишени 6, причем поворотный рычаг 2 посредством закрепленного в его центре вала 11 с рукояткой 12 шарнирно, с возможностью поворота и герметизации вала 11 закреплен в корпусе 1, в крышке 13 которого размещены две подвижные в осевом направлении мембраны 14 и 15, одна - на оси 9 рабочей позиции, другая - на оси 10 смены кассеты с мишенью, при этом мембраны 14 и 15 соединены с системой уплотнительных (16, 17, 18) и резьбовых (19, 20, 21, 22, 23, 24) устройств.

Мембрана 14 выполнена в виде гибкого диска, а мембрана 15 - в виде гибкого кольца, при этом мембрана 14 за счет соединенного с ней резьбового корпуса 24 имеет возможность осевого перемещения при вращении гайки 23 для осуществления фиксации гнезда 4 в рабочем положении и освобождения его при необходимости, а мембрана 15 за счет соединенного с ней резьбового корпуса 20 имеет возможность осевого перемещения при вращении гайки 19 для фиксации и уплотнения гнезда 3 при смене кассеты 5 с мишенью 6.

Мишенный узел работает следующим образом.

В гнезда 3 и 4 поворотного рычага 2 размещают кассеты с мишенями и осуществляют их фиксацию и уплотнение. Затем поворотом рычага 2 с помощью рукоятки 12 устанавливают гнезда с кассетами посредством регулируемых упоров, одно - в рабочую позицию на оси тракта транспортировки пучка ионизирующего излучения, а другое - на оси позиции смены кассеты.

Смена кассеты 5 с мишенью 6 осуществляется следующим образом: через пробку 25 в полость 26 подается атмосферное давление, гайка 21 и заглушка 22 снимаются, кассета 5 извлекается из гнезда 3, на ее место помещается другая кассета, гайка 21 с заглушкой 22 устанавливаются и уплотняются в корпусе 20, после чего через ниппель 27 полость 26 вакуумируется, гнезда 3 и 4 посредством гаек 19 и 23 освобождаются, что позволяет поворотом рычага 2 сменить позиции кассет 5 с мишенями 6.

Изобретение относится к области физики и техники ускорителей заряженных частиц, а именно к устройствам для установки и замены твердотельных мишеней при проведении экспериментов в физике высоких энергий для получения пучков вторичных излучений. Машинный узел содержит корпус, систему уплотнительных устройств и механизм смены мишеней, выполненный двухпозиционным в виде поворотного рычага, на противоположных концах которого закреплены два гнезда для съемных кассет с мишенями, установленных посредством упоров, одно - в рабочую позицию на оси тракта транспортировки пучка ионизирующего излучения, а другое - на оси позиции смены кассеты с мишенью. Поворотный рычаг посредством закрепленного в его центре вала шарнирно, с возможностью поворота и герметизации вала закреплен в корпусе, в крышке которого размещены две подвижные в осевом направлении мембраны, одна - на оси рабочей позиции, другая - на оси смены кассеты с мишенью. Мембраны соединены с системой уплотнительных и резьбовых устройств, позволяющих мишень в рабочей позиции фиксировать в рабочем положении, а в позиции смены кассеты после уплотнения и фиксации закрепленного на поворотном рычаге гнезда осуществлять смену кассеты с мишенью без нарушения среды, например вакуума внутри ускорителя. Кроме того, поворотный рычаг может быть выполнен гибким. Технический результат: обеспечение установки облучаемой мишени в рабочую позицию и смены мишени посредством простых технических средств без нарушения среды внутри ускорителя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Узел мишенный, содержащий корпус, систему уплотнительных устройств и механизм смены мишеней, отличающийся тем, что механизм смены мишеней выполнен двухпозиционным в виде поворотного рычага, на противоположных концах которого закреплены два гнезда для съемных кассет с мишенями, установленных посредством упоров одно в рабочую позицию на оси тракта транспортировки пучка ионизирующего излучения, а другое на оси позиции смены кассеты с мишенью, причем поворотный рычаг посредством закрепленного в его центре вала шарнирно с возможностью поворота и герметизации вала закреплен в корпусе, в крышке которого размещены две подвижные в осевом направлении мембраны, одна на оси рабочей позиции, другая на оси смены кассеты с мишенью, при этом мембраны соединены с системой уплотнительных и резьбовых устройств, позволяющих мишень в рабочей позиции фиксировать в рабочем положении, а в позиции смены кассеты после уплотнения и фиксации гнезда осуществлять смену кассеты с мишенью без нарушения среды внутри ускорителя.2. Узел мишенный по п.1, отличающийся тем, что поворотный рычаг выполнен гибким.