Система для термостатирования и откачки объективов криогенной пузырьковой камеры

 

СИСТЕМА ДЛЯ TEPh CTATHPOВАНИЯ И ОТКАЧКИ ОБЪЕКТИЮВ КРИОГЕННОЙ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ, содержащая объектив пузырьковой камеры, по крайней мере один крионасос, соединенный с теплообменником объектива , источник питания криоагентом, отличающаяся тем, что, с целью исключения загрязнения поверхности иллюминатора затвердевшими газами, в систему введены промежуточная емкость, входной вентиль с контуром регулирования уровня в промежуточной емкости и выхлопной вентиль с контуром регулирования давления в этой емкости, причем промежуточная емкость установлена на выходе из крионасоса, входной вентиль с контуром регулирования уровня расположен между источником питания криоагентом и крионасосом, а выхлопной вентиль с контуром регулирования уровня - на выходе промежуточной емкости. щ

, SU„„j 029113 A

СОЮЗ СООЕТСНИХ

Ш24Ц Н

РЕСПУБЛИК зш С 01 Т 5/06

ГОСУДАРСТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3322219/18-25 (22) 17.07.81 .(46) 30.06.84..Бюл; Р 24 (72) А.В. Плескач (53) 539,1.072(088.8) (54)(57) СИСТЕМА ДЛЯ ТЕРИОСТАТИРОВАНИЯ И ОТКАЧКИ ОБЪЕКТИВОВ КРИОГЕННОЙ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ, содержащая объектив пузырьковой камеры, по крайней мере один крионасос, соединенный с теплообменннком объектива, источник питания криоагентом, отличающаяся тем, что, с целью исключения загрязнения поверхности иллюминатора затвердевшими газами, в систему введены промежуточная емкость, входной вентиль с контуром регулирования уровня в промежуточной емкости и выхлопной вентиль с контуром регулирования давления в этой емкости, причем промежуточная емкость установлена на выходе из крионасоса входной вентиль с контуром регулирования уровня расположен между источником питания криоагентом и крионасосом, а выхлопной вентиль с контуром регулирования уровня — на выходе промежуточной емкости.

Ф 10291

Изобретение относится к конструктивным элементам пузырьковых камер, в частности к пузырьковым камерам, объективы которьпс находятся в непосредственной близости от рабочей жидкости, а иллюминаторы в рабочей

5 жидкости

Данное устройство предназначено для охлаждения крионасосов., откачивающих вакуумные полости объективов, и для термостатирования объектива.

Известна система для термостатирования и защиты поверхности иллюминатора стекла криогенной пузырьковой камеры от образования на ней вуали, т.е. покрытия поверхности стекла затвердевшими газами.

Эта система содержит объективы, иллюминатор, теплообменник, охлаждающий зону иллюминатора, а также устройство для пропускания потока чистого неконденсирующего газа в направлении, противоположном направлению диффузии вымерзающих примесей.

Однако данная система может быть использована только в камерах с дьюарной системой изоляции. Для камер с высоковакуумной изоляцией и, например, с горизонтальным расположением объективов, где направление температурного градиента отличается от естественного, это устройство принципиально не может быть использовано.

Из известных систем термостатирования наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система термостатирования жидководородной пузырьковой камеры, 4О состоящая из юбки объектива, теплообменника объектива, подогревателя, выхлопывающего из теплообменника криоагент, и вентиля, регулирующего расход в этом теплообменнике, систе- 45 мы питания криоагентом, состоящей. из сборника ожижителя и сепаратора фаз, крионасоса и системы внешней откачки вакуумной полости объектива, используемой во время вакуум- 50 ной тренировки этой полости перед началом работы установки .

В этом устройстве крионасос и юбка объектива термостатируются жидким водородом, поступающим непосред- 55 ственно из сборника ожижителя. Непосредственно в вакуумном кожухе жидкая фаза отделяется от паровой в

1З, 2 сепараторе Ьаэ, откуда жидкость рас-. пределяется по потрерителям. Давление в сборнике ожижигеля поддерживается равным давлению в рабочем объеме камеры для исключения иатекания или опорожнения камеры через неплотности в соответствующих вентилях и вывода ее, тем самым, из режима.

Однако в таком устройстве возможно натекание гелия из полости теплой части объектива. Чистота гелия не превышает 5 10 объемных долей по сумме вымерзающих при жидководородной температуре примесей.

В этих случаях изменение давления, сопровождающегося равновесным изменением температуры в линии термостатирования объективов, приводит к десорбции сконденсированнык газов на поверхности крионасосов и юбки объективов и вымерэанию их на более холодной поверхности сферического иллюминатора.

Возможное натекание гелия из объективов, которым они промываются, приводит к вымерзанию примесей, содержащихся в гелии, преимущественно на более холодной поверхности иллюминатора. Вымерзание газов на более холодной поверхности сферического иллюминатора камеры приводит к образованию вуали и невозможности дальнейшей экспозиции камеры.

Наиболее существенным недостатком данной системы термостатирования и откачки объективов является наличие условий образования вуали на сферическом иллюминаторе объектива, т.е. загрязнения поверхности иллюминатора затвердевшими газами, что делает невозможной дальнейшую экспозицию камеры и сопровождается большой потерей времени на устранение этого явления (до двух суток).

Целью изобретения является исключение загрязнения поверхности иллюминатора объектива затвердевшими газами.

Для этого в систему, содержащую объектив пузырьковой камеры, по край. ней мере один крионасос, соединенный с теплообмеыником объектива, источник питания криоагентом, введены промежуточная емкость, входной вентиль с контуром регулирования уровня в промежуточной емкости и выхлопной вентиль с контуром регулирования давления в этой емкости, 20 тива.

Система работает следующим обра45 зом.

Жидкий водород из источника питания криоагентом Z7 поступает через крионасосы 1 в промежуточную емкость 2. Уровень в этой емкости поддерживается автоматически с помощью контура регулирования уровня, состоя щего из указателя уровня 3 емкостного типа, усилителя 4 сигнала, электропневмопреобразователя 5, регулятора ПИД 6 и входного холодного регулирующего вентиля 7 с сервомотором. Давление в емкости 2 и, тем самым, в линии термостатироваф 10291 причем промежуточная емкость установ; лена на выходе из крионасоса, входной вентиль с контуром регулирования уровня расположен между источником питания криоагентом и крионасосом, а выхлопной вентиль с контуром регулирования уровня — на выходе иэ промежуточной емкости.

Сущность изобретения поясняется чертежом. 10

Система дая термостатирования и откачки объективов криогенной пузырьковой камеры состоит из крионасосов 1, промежуточной емкости 2, емкостного датчика 3 уровня, усили" теля 4 электрического сигнала, электропневмопреобразователя 5,,регулятора 6 пропорционально-интегральнодифференциального действия (ПИД), регулирующего входного вентиля 7, пневмопреобразователя 8, регулято-. ра ПИД 9, регулирующего выхлопного вентиля 10, вакуумной полости 11 юбки объектива (головной части объектива), юбки объектива 12, теппообменника 13 объектива, регулирующего теплого вентиля 14, подогревателя 15, головной части юбки объектива 16, нагревателя 17, кварцевого стекла 18, вакуумных вентилей 19, 20 зоны высокого вакуума, окружающего камеру

21, вакуумного вентиля 22, задатчика 23 давления в промежуточной емкосги и системы термостатирования в целом, рабочего объема камеры 24, иллюминатора 25 объектива, сфероэлли 35 тической линзы 26, источника питания криоагентом 27.

Иллюминатор объектива 25, сфероэллиптическая линза 26, кварцевое стекло 18, вакуумная полость 11 юб-. 4О ки объектива и юбка объектива 12 являются главными элементами объек13 ния объективов поддержгвается автономно с помощью контура регулирования давления, состоящего из пневмопреобразователя 8, преобразующего измеряемое давление криогенной жидкости в стандартный пневматический сигнал, регулятора ПИД 9 и регулирующего выхлопного вентиля !0, который сбрасывает криоагент в холодный обратный поток.

Наличие уровня я промежуточной емкости 2 гарантирует наличие криогенной жидкости в крионасосах 1.

Охлаждаемые крионасосы осуществляют. откачку вакуумной полости 11 юбки объектива (головной части объектива) . . Регулирование расхода через теплообменник объектива 13 осуществляется с помощью вентиля 14, который сбрасывает криоагент в теплый обратный поток. Регулирующий вентиль

14 расположен после подогревателя

15. Головная часть юбки объектива

16 с помощью нагревателя 17 поддерживается при комнатной температуре в автоматическом режиме.

Крионасос 1 позволяет поддерживать в вакуумной полости величину вакуума на уровне 10 — 10 мм рт.ст.

«4 хотя парциальное давление вымер- зающих примесей (азот, кислород, окись азота и т.д.) предлагаемая система позволяет уменьшить с

10 до 10 мм рт.ст; В случае большого натекания через уплотнение кварцевого стекла 18 система откачки объективов может быть соединена с вакуумным объемом камеры

21 через вентили 19 и 20 на непродолжительное время, вентиль 22 служит для тренировки вакуумной полости. объектива перед сеансом, а во время сеанса закрыт.

Давление в крионасосах 1, теплообменнике 13 объектива и промежуточной емкости 2 поддерживается с помощью задатчика давления 23 и регулятора 9 ниже, чем давление насыщенных паров в рабочем объеме камеры 24. Величина давления криоагента поддерживается такой, чтобы парциальное давление вымерзающих примесей было на уровне 10 з

10 мм рт..ст. При выполнении этих условий температура крионасосов 1 и теплообменника 13 объектива будет ниже температуры иллюминатора, что наряду с понижением парциаль29113

5 10 ного давления вымерзающих примесей исключает возможность вымерзания этих примесей на иллюминаторе обьектива.

Результаты испытания системы следующие. В проведенных восьми сеансах,работы камеры не наблюдалось ни одного случая загрязнения поверхности иллюминатора затвердев- . шими газами, хотя имели место случаи повышения давления в сборнике ожижителя, посадки напряжения. К концу каждого сеанса характерной картины помутнения иллюминаторов, что является приз. аком загрязнения иллюминатора затвердевшими газами; не наблюдалось.

Таким образом, применение данной

5 системы позволяет полностью исключить загрязнение поверхности иллюминатора затвердевшими газами, что, в свою очередь, улучшит условия эксплуатации всей камеры в целом.

10 Кроме того, данная система позволяет значительно улучшить криосорбционные свойства насоСа из-за понижения парциального давления вымерэающих примесей.

1029113

Составитель Н. Авчиева

Техред Т.Фанта Корректор Г. Огар

Редактор Е. Иесропова

Заказ 6970/1 Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4