Устройство для поглощения частиц Советский патент 1977 года по МПК H05H7/00 

1

Изобретение относится к электрофизическому аппаратостроению и может быть использовано в сильноточных ускорителях ионов и установках для термоядерных, исследований. Предлагаемое устройство предназначено для 5 поглощения заряженных и нейтральных частиц с энергией 10-100 КэВ, покидающих рабочую область электрофизической установки.

Известны предложения о применении для поглощения таких частиц неподвижных плас- ю тин, изготовленных из металла с коэффициентом внедрения, близким к единице, устанавливаемых нормально к падающему пучку.

Малое время достижения предельно возможной концентрации газовых молекул в 15 поглощающей пластине, свойственное данному устройству, в значительной степени устранено в известном устройстве для поглощения быстрых частиц, содержащем корпус с встроенными подвижными охлаждаемыми приемны- 0 ми элементами, выполненными из активного металла, например титана. Это устройство обладает высокой эффективностью и позволяет увеличить продолжительность работы электрофизической установки в условиях до- 25

пустимого вакзума в 5-10 раз по сравнению с неподвижными пластинами, размещенными в зоне приема пучка.

Однако применение этого устройства ограничено электрофизическими установками периодического действия, условия эксплуатации которых допускают сравнительно длительную остановку, необходимую для тепловой регенерации пластин после достижения критической концентрации внедренных частиц. Кроме того, это устройство обладает сравнительно больщими габаритами, что не позволяет по конструктивным соображениям исползовать его в некоторых типах сильноточных ускорителей ионов, в которых рабочую облас покидает хорощо сфокусированный ионный пучок.

Цель изобретения- обеспечение работы устройства в, длительном квазинепрерывном режиме.

Достигается это тем, что корпус выполнен в виде двух камер - приемной и регене- рационной, стык между которыми герметизирован эксцентрично расположенными цилиндрами с размещенными между ними приемными пластинами, боковые торцы которых вве дены в направляющие пазы корпуса и снабй ены вырезами. На чертелсе изображено предлагаемое устройство и его разрезы по А-А и Б-Б.. Устройство, служашее для поглощения пуч ка быстрых частиц 1, состоит из приемной камеры 2 с присоединительным патрубком 3 и откачным патрубком 4 и камеры регенерации 5 с откачным патрубком 6. В камерах размещены приемные пластины 7 и 8 с направляющими роликами 9, цилиндрами 10 и 11. установленными в расточках корпуса и гибкими трубами охлаждения 12. В камере регенера ции 5 установлен нагреватель 13 с радиационным экраном 14, а снаружи камеры - электропривод 15, снабженный редуктором 16, выходной вал которого через эксцентрич ное отверстие во фланце 17 соединен с цилиндром 10. Поворот эксцентричных фланцев 17обеспечивает возможность регулировки величины зазора между цилиндрами 10 и 11 и размешенными между ними приемными пластинами 7 и 8. Зазор выбирается таким, чтобы обеспечитьгерметизацию места стыка, Герметизация боковых торцов пластин осуществляется с помощью лабиринтного уплотнения, образованного поперечными вырезами 18на торцах пластин и продольными пазами 19в стенках корпуса. Совокупность лабиринтного уплотнения боковых торцов с контактным уплотнением пластин по плоскости обеспечивает динамическое вакуумное уплотнение между приемной и регенерационной камерами. Предлагаемое устройство работает следу ющим образом. Приемные пластины 7 и 8 передвигаются по направляющим роликам 9 с помощью приводного Механизма, образованного электродвигателем 15, зубчатым редуктором 16 и цилиндрами 10 и 11. При вращении цилиндров 10 и 13 одна из приемных пластин 7 перемещается в регенерационную камеру 5, а другая приемная пластина 8 - в приемную камеру 2. Приемная камера 2 отделена от камеры регенерации 5 динамическим вакуумным уплотнением. Пучок быстрых частиц Л. попадает через присоединительный патрубок 3 на приемн но пластину 8, охлаждаемую водой через гибкие трубы охлаждения 12. При этом быстрые частицы внедряются в поверхность пластины и поглощаются ею. Предварительное вакуумирование приемной камеры 2 и удаление газообразных продуктов десорбции производится через откачной патрубок 4. Одновременно приемная пластина 7 подвергается термической регенерации с помощью нагревателя 13, а откачка выделяющихгся при этом газов производится через отка ьной патрубок 6. После достижения в приемной пластине 8 критической концентрации внедренных частиц включается электропривод 15 и производится перемещение приемной пластины 7 в приемную камеру 2, а приемная пластина 8 подается в камеру регенера ции 5, где подвергается регенерации. Процесс периодически повторяется в течение длительного времени. Разделение корпуса устройства для поглощения быстрых частиц с помощью динамического вакуумного уплотнения на приемную и регенерационную камеры и выполнение приемного устройства, в виде набора чередующихся пластин, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно приводного механизма, обеспечивает возможность длительной работы в квазинепрерь Бном режиме как приемного устройства, так и электрофизической установки в целом. Конструктивное объединение динамического вакуумного уплотнения и приводного механизма для перемещения приемных пластин облегчает настройку устройства и повы- щает его надежность при эксшпуатации. Формула изобретения Устройство для поглощения частиц, содержащее корпус с встроенными подвижными охлаждаемыми приемными элементами, выполненными из активного металла, например, титана, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работы устройства в длительном квазинепрерывном режиме, корпус выполнен из двух камер - приемной и реге нерационной, стык которыми герметизирован эксцентрично расположенными цилиндрами с разметенными между ними приемными пластинами, боковые торцы которых введены в направляющие пазы корпуса и снабжены вырезами.