Цилиндр Фарадея Советский патент 1983 года по МПК H05H7/00 

Изобретение относится к области ускорительной тёхШ1кГй и пр эдназна чено для измерения абсолютных значе НИИ тбка Пучков з&ряжённы с (астиц в ускорительных установках любогб типа, Известны аналогичные устройства Недостатком указанных устройств 1й1 йй ея отёуте-йвйе принуйй еёйейбго охлаждения и малый теплосъеМ с пр 1 йЬ н;тёля цилиндра иэ-за применения диэлёкг рйка в качестве «зеня-г-ора, эШчй ёЛьнй ограниЧйв1е дШ5 1 ШШГ151Ш1Й«Л Известен также цилиндр ФарадеяС2 содержащий металлический вакуумный кожух, охлаждае1 ий снаружи, внутри KOTbpofо распЬЛагается поглотйте;1ь заряженных частиц сэлементами Для подавления вторичной эмиссий гальванически связанный через вакуумный вывод с измерительной схемой ййзЬлйрованный от кожуха. ; Недбстатком указанногоустройств являются ограниченные теЪлофизйческ характеристики диэлектрика, что снижает допустимую мощность пучка. Наличие большого объема диэлектрика может при;водить к значительному ....g,jg,jjLj,..,:,i. условия, одновременно станбвятся ; значительными по :величйне токи, утеч КИ, Которые под действием излучения Т йа диэлектрик могут колебаться в значительных большйзс пределах, Всё это снйжает точность измерения, . Цель изобрётёнй; - увеличение предельной допустимой мЫцкости йучка заряженных частиц, изменяемых с помощью цилйндра, при одновременной увеличении точности измерений. Это достигается тем, что в известном цилиндре Фарадёя погЛбтител и кожух выполнены в виде конического плотного средйнения с возмо ност перемещения друг относительно друга причем элементы, осуществляющие пе - -рёйёЩёние и ;конт11 т йё5Щ пёШот1итеЛем и кожухом, например подшипни ПЙй7 1181пблнё.нь1 ИЗ элёктроизЬляционно то материала, . На фиг, 1 дан пример конструкции - цилиндра Фарадёя, с отдельными узлами и элементами; на фиг, 2 - сечени по А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - сеченЙё по Б-Б на фиг, 1,Фиг, 2 и 3 ясНяют возможный характер выполнеfivfa: элейейтов, бсуществляющих перемёйГениё и коНтакт пбгШтй ё:йй и кожуха, Свинцрвый поглотитель 1 заключен в коническую оболочку 2, выпЬлнен НУй например из нержавеющей ,тали газойеделедй я йз сви t--ца при его нагреве, Входной канал цилиндра заполнен графитом 3, в котбром располагается пострянный магнит 4, указанHbJe элементы служат дл подавления втбричной эмиссии с дна и стенок канала. Внутренняя.стенка вакуумного кожуха 5 выполнена в виде,. конуса, плотно охватывающего оболоч ку поглотителя,. Между кожухом и поглотителем в пазах располагаются подшипники б качения из злектроизолйционного.материала. Поглотитель связан черкез изолированный шток 7 с металлическим штоком 8, который через рильфонное соединение 9 вывеЙён наружу вакуумного кожуха. Корпус кбжуха 1сна руй и охвачен системой 10 принудительного охлаждения, выполненной в виде трубопровода, Конструкция системы водяного охлаждения может быть выполнена в виде водяного kOJicyxa, г -V ::;... Цилиндр работает следующим образом. . ,У ;V.:../ . . . . При контакте оболочки 2 поглотителя и кожуха 5 осуществляется 1эежим съема тепловой мощности с поглотителя. Измерительная цепь при этом оказывается замкнутой на корпус. При перёмёщёйии поглотителя с помощью механизма влево (см, фиг, 1) контакт на рушается И поглотитель оказывается изолированным от кожуха 5 через диэлектрические подшипники б, В этом . полржении производят кратковременные измерения, после чего возвращают,ся к исходному состоянию, с помощью механизма перемеа;ают поглотитель вправо до плотного контакта с кожухрм, - - г- ;- . Техническая эффективность прёдлагаемого цилиндра заключена в следующем. Считая предельной температуру прглотителя близкой к температуре плавления свинца (реально допустимы нескол1зко большие значения) по известной формуле можно оценить допустимую тепловую мощность, W . . . Аоп t . где С 130 Дж/кг град ; .К - удёЛьн &й теплоемкость свинца; m 200 кг - Масса поглотителя, ДТ с ЗОО°С - допустимая температура нагрева; i - время измерения, обычно порядка 10 с, . При прй:8ёденных выше данных, которые приблизительно соответствуют данным прототипа, получим доп Ci 780 кВт, что болееЧём на ц-ва порядка превышает цифру, характеризующую прототип ( г 2 кВт) , При иЬпбльзОканий в изолирующих подшипнйках 5гО же материала, что и изоляторы у прототипа (фарфор с добавлением ВеО) сопротивление утечки может быть увеличено более чем на три порядка. Объем диэлектрика по сравнению с прототипом ( ей ЗЮ см) можно уменьшить в предлагаемой конструкции на два-три порядка, что значительно сокращает газовыделение и улучшает вакуумные характеристики цилиндра. Одновременно уменьшается влияние честабильностей сопротивления утечк и собственной емкости цилиндра под действием излучения и тепла на измерительную схему Предлагаемый цилиндр позволяет рассеивать большую, по сравнению с известными устройствами, тепловую мощность, что при вСёх прочих условиях повышает его надежность.

ЦИЛИНДР ФАРАДЕЯ, содержащий металлический вакуумный кожух, охлаждаемый снаружи, внутри которого располагается поглотитель пучка заряженных частиц с элементами для подавления вторичной эмиссии, гальванически связанный через вакуумный вывод с измерительнойсхемой и изолированный от кожуха, отличающийся тем, что, с целью увеличения предельной допустимой мощности пучка заряженных частиц, измеряемых с помощью цилиндра, при одновременном увеличении точности измерений, поглотитель и кожух выполнены в виде конического плотного соединения с возможностью перемещения друг относительно друга, причем элементы, осуществляющие перемещение и контакт между поглотителем и кожухом, напри- g мер подшипники, выполнены из электроизоляционного материала.

/J-/J

В -6

(рм.3