Устройство вакуумплотного ввода в трекочувствительную мишень Советский патент 1982 года по МПК G01T5/06 G01T7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ВАКУУМПЛОТНОГО ВВОДА В ТРЕКОЧУВСТВИТЕЛЬНУЮ МИШЕНЬ

1

Изобретение относится к конструктивным элементам пузырьковых камер, в частности к пузырьковым камерам, оснащенным трекочувствительной мишенью, размещенной внутри рабочего объема каMejs i, и предназначено для теплоизолированного и вакуумплотного металлического. ввода внутрь трекочувствительной мишени чувствительных элементов, например бульбы конденсационного термометра, датчика измерения динамического давления, а также линий системы термостатирования, заполнения и измерения статического давления.

Известны устройства для ввода чувствительных элементов и рабочих коммуникаций внутрь камеры, содержащие рабочий элемент и внешнюю охватьтающую деталь, где роль внешней оболочки играет вакуум ный кожух камеры Cl

Известны также устройства (переливные сильфоны) для ввода криогенной жидкости внутрь дьюара, содержащие вакуумную и рабочую оболочки t 2 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство вакуммплотного ввода в трекочувст- вительную мишень, содержащее внутреннюю оболочку и внешнюю оболочку с уплотнением на кольдевой зуб в стенке мшдени. В этом устройстве, рабочая температура которого составляет / ЗО К, ввод вьшолнен из малотеплопроводного металла (нержавеющей стали). Корпус мишени целиком выполняется из прозрачного и эластичного материала (плексигласа, лексана и т. п.), теплопроводность которого более чем на порядок меньше, чем у нержавеющей стали.

Уплотнение ввода осуществляется путем посадки охлажденной до температуры жидкого азота цилиндричесЕ.ой части внешней оболочки на кольцевой зуб. Последний после отогрева ввода, зэнедрившись в материал стенки, обеспечивает вакуумплорное соединение. Цилиндрическая часть внешней оболочки проходит через стенку мишени насквозь и, имея по одну сторону

39628254

KoriraKT с рабочим веществом мишени, аоболочка запрессовара на зур 4 и имеет

по другую сторону контакт с рабочим ве-разрыв; на ширине разрыва выполнен

ществом камеры, играет роль теплового паз 5,

моста между ними. Рабочие вешества ми-Пространство между внешней и внутшепи и камеры как по условиям работы, ;ренней оболочками в той части ввода, котак и в зависимости от сочетания рабочихторая вмонтирована в стенку, вакуумиройешеств могут иметь существенно разнуювано.

температуру. Пространство между внешнейОчевидно, что в идеальном случае, при

и внутренней оболочками не вакуумирова- .равенстве нулю коэффициента теплопровод

но З .19ности стенки мишени, наличие разрыва

Наличие большого градиента темпера-внешней оболочки в стенке полностью

туры между рабочими жидкостями камерыисключило бы теплоприток по вводу. Оди мишени, вызывая значительный локаль-нако в действительности коэффициент тепный тепловой поток по ввиду, являетсялопроводности материала стенки мишени

причиной конвективных токов, .искажающих j(плексигласа или лексана) л в 30 раз

треки, по одну сторону ввода и причиной меньше, чем у нержавеющей стали , и бопаразитного кипения по другую сторонулее чем на два порядка меньше, чем у

ввода. Это особенно актуально, например,других металлов. В этом случае наличие

для дейтериевой мишени, размещаемой вкольцевого паза в стенке мишени обеспежлдком водороде, где разница температур -20чивает эффективное уменьшение локально-

может достигать 5 К.го теплопритока по вводу. Для этого глуКроме того, отсутствует контроль забина кольцевого паза должна быть в 10герметичностью ввода и системы зашиты.2О раз больше толшины стенки внешней

В случае нарушения герметичности вводаоболочки.

возможно практически неконтролируемое 5 Схема откачки и контроля за герме-загрязиение дорогостоящего рабочего ве-ти чностью (фиг. 2) включает в себя/ шества мишени, например дейтерия, водо-узел 6 вывода внешней и внутренней обородом или утечка этого продукта. Длялочек из корпуса камеры 7 в ее вакуумобеспечения чистоты проведения экспери-ный кожух 8, линию 9 откачки внешней мента примесь, например, водорода в дей- оболочки, контактный вакууметр 10, систерии не должна превышать объем-гаму 11 вакуумной откачки, -бустерную яых долей. Таким образом к конструкцииемкость 12, газоанализатор, например трекочувствительной мишени, в частностиспектрометр 13.

вводов, предъявляются жесткие требова-После окончания откачки внешней обония, а для обеспечения наделдаости выпол-лочки последняя отсоединяется от системы

нения этого требования необходим конт- вакуумной откачки. По вакуумметру 1О

роль герметичности.ведется контроль за состоянием уплотне-

Цель изобретения - уменьшение тепло-;ния ввода. В случае ухудшения вакуума

притока и осуществление контроля за гер-. проводится анализ натекающего газа и

метичностью.возобновляется откачка внешней оболочки.

Указанная цель достигается тем, чтоВ этом случае нарушение герметичности

в устройстве вакуумплотного ввода в со стороны мишени, так и со стороны

кочувствительную мишень, содержащемкамеры не приводит к смешению и, следовнутреннюю оболочку и внешнюю оболоч-вательно, к загрязнению рабочих веществ

ку с уплотнением на кольцевой зуб в стен-мишени и камеры. Таким образом при

ке мшпени, внешняя оболочка имеет раз-возобновлении откачки в случае течи возрьт и на ширине разрыва в стенке мишениможно продолжение работы мишени. . выполнен кольцевой паз, причем прост-Результаты испытания устройства для

ранство внешней и внутренней обо-вакуумплотного ввода следующие. Модель

лочками в той части ввода, которая вмон-мишени, выполненную из лексана, заполтирована в стенку мишени, вакуумировано.н$пот жидким дейтерием и помещают в

На фиг. 1 приведено предлагаемое уст-среду жидкого водорода. Разность темперойство, общий вид; на фиг. 2 - схемаратур между водородом и дейтерием сосконтроля герметичности ввода путем от-тавляет 5,3 К. Паразитного кипения и

качки кольцевого пространства междуконвективных токов в зоне вводов не обвнёшией и внутренней оболочками. наружено. Вакуум между внешней и внутВ стенку мишени 1 вмонтирован.ва-ренней оболочками поддерж шается стакуумплотный ввод, состоящий из внутрен-бильно на уровне Ю Тор, при запуске наней 2 и внешней 3 оболочек. Внешняяcoca вакуум становится примерно . Предлагаемое устройство позволит уменъши.ть теплопритОк из рабочего объема мишени в кожух камеры примерно в пять раз. Осуществление контрол51 за герметичностью обеспечит чистоту проведе НИИ эксперимента, а также сохранность дорогостоящего вешества мишени, что было невозможно при ранее используемом устройстве. Формула изобретениЕ Устройство ваку мплотного ввода в трекочувствительную мишень, содержащее внутреннюкх оболочку и внешнюю оболочку с уплотнением на кольцевой зуб в стенке мшиени, о тличающееся тем, что, с целью уменьшения теплопритока и 96 54 :осуществления контроля за герметичное- тью, внешняя оболочка имеет разрью и на ширине разрыва в стенке мшаени выполнен кольцевой паз, причем пространство мемоду внешней и внутренней оболочками в той части ввода, которая вмонтирована а стенку мишени, вакуумировано. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Александров Ю. А. и др. камеры. М., Госатомиздат, 1963, ,с. 210, 253. 2.Микулин Е. И. Криогенная техника. :М., 4 Мащиностроение, 1969, с. 228. 3.CERN lABi СИ -1211 Geneve 23-314-523-oNen-trino 15Т-Е ctanc oe Г бе cliateuriBuEE.(прототип).

ffO UJt fpfHUf