Устройство для термостатирования оптического прибора

 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в оптикомеханическом приборостроении для работы с объектами при низкой температуре, например до 4,2 К. Целью изобретения является стабилизация положения оптического прибора. При охлаждении внутренней оболочки 2 с размещенным в ее геометрическом центре оптическим прибором 1 до криогенной температуры происходит охлаждение кольцевого элемента 12 до средней температуры Кольцевой элемент 12 и внутренняя оболочка 2 с выступами 10 подвергаются температурным деформациям При этом перемещение горизонтальной плоскости разьема внутренней оболочки 2 с выступами 10 относительно кольцевого элемента 12 осуществляется за счет перекатывания шариков, установленных в зонах соединения болтов 13 с кольцевым элементом 12, во всех узлах соединения, кроме двух диаметрально противоположных, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось. Узлы сопряжения кольцевого элемента 12с внешней оболочкой 3 и узлы сопряжения кольцевого элемента 12 с внутренней оболочкой 2 смещаются во встречном направлении на одинаковое расстояние, что обеспечивает стабильное положение прибора 1. 6 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 25 D 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

*.

° each (21) 4470918/13 (22) 09.08:88 (46) 15.04,91. Бюл. М 14 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по криогенной технике с опытным производством Физико-технического института низких температур АН УССР (72) Н.Ф. Дмитренко и В.М. Науменко (53) 621,565 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 981781, кл, F 25 0 3/1О, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 1160207, кл. F 25 D 3/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ПРИБОРА (57) Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в оптикомеханическом приборостроении для работы с объектами при низкой температуре, например до 4,2 К, Целью изобретения является стабилизация положения оптического прибора. При охлаждении внутренней

„,5U,, 1642209 А1 оболочки 2 с размещенным в ее геометрическом центре оптическим прибором 1 до криоген ной температуры происходит охлаждение кольцевого элемента 12 до средней температуры, Кольцевой элемент

12 и внутренняя оболочка 2 с выступами 10 подвергаются температурным деформациям, При этом перемещение горизонтальной плоскости разъема внутренней оболочки 2 с выступами 10 относительно кольцевого элемента 12 осуществляется за счет перекаты-. вания шариков, установленных в зонах соединения болтов 13 с кольцевым элементом 12, во всех узлах соединения, кроме двух диаметрально противоположных, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось. Узлы соп ряжения кольцевого элемента 12 с внешней оболочкой 3 и узлы сопряжения кольцевого элемента 12 с внутренней оболочкой 2 смещаются во встречном направлении на одинаковое расстояние, что обеспечивает стабильное положение прибора 1. 6 ил.

1642209

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в оптикомеханическом приборостроении для работы с объектами при низкой температуре, на и ример до 4,2 К.

Цель изобретения — стабилизация положения оптического прибора.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг,4- сечение В-В на фиг, 3; на фиг,5 — сечение à — Г на фиг. 3, на фиг. 6 — схематическое изображение перемещения прибора.

Устройство для термостатирования оптического прибора 1 содержит внутреннюю и внешнюю разъемные оболочки 2 и 3, последняя из которых имеет обращенные наружу фланцы 4, и размещенный so внутренней оболочке 2 держатель 5 прибора 1, Фланцы 4 соединены посредством крепежных элементов с образованием теплового моста 6. Внутренняя и внешняя оболочки 2, 3 установлены с образованием кольцевой полости 7 и в них выполнены расположенные одно напротив другого оптические окна 8 и 9 с фильтрами. В области разъема оболочки 2, 3 имеют по три выступа

10 и 11, обращенных внутрь кольцевой полости 7 и расположенных по окружности равномерно и поочередно. При этом тепловой мост 6 снабжен кольцевым элементом

12 из теплоизолирующего материала, болтами 13 для соединения выступов 10 и 11 один с другим через кольцевой элемент 12 и шариками 14. Шарики 14 установлены в зонах соединения болтов 13 с кольцевым элементом 12 во всех узлах соединения, кроме двух узлов 15 и 16, диаметрально противоположных, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось.

В зонах соединения болтов 13 с кольцевым элементом 12 устанавливаются П-образные стальные скобы 17 или П вЂ” образные стальные скобы 18 с планками 19 и шариками 14, размещенными в глухих конических отверстиях планок 19 и в канавках 20 треугольного сечения в скобах 18. Канавки 20 выполнены под углом 30 к оси оптического прибора 1, На выступах 10 и 11 в отверстиях для болтов 13 выполнены с обоих торцов цилиндрические расточки 21, в которые вставлены сепараторы 22 с прямоугольными пазами для шариков 23, обеспечивающих точечное замыкающее силовое и тепловое взаимодействие болтов 13 в осевом и радиальном направлениях с выступами 10, 11, фланцами

4 и кольцевым элементом 12, Взаимодействие шариков 14 с кольцевым элементом 12 осуществляется через П-образные стальные скобы 18, что исключает деформацию кольцевого элемента 12. Для охлаждения прибора 1 и внутренней оболочки 2 с оптическим окном 9, содержащим фильтр, служит криогенная емкость 24, например, "с хладагентом и гибкие хладопроводы 25. В качестве уплотнения 26 разъема внутренней оболочки 2, работающей при криоген10 ных температурах, используется индий. Для исключения конденсации загрязнений на холодных рабочих поверхностях оптического прибора 1 вакуум в полости внутренней оболочки 2 и в кольцевой полости 7 достига15 ется независимо, Монтаж устройства, установка, юстировка и крепление оптического прибора 1 производится при комнатной температуре (300К), а эксплуатация — в интервале температур 300 — 4,2К.

20 Устройство работает следующим образом.

При комнатной температуре (300К) соединяют с помощью болтов 13 кольцевой элемент 12 с выступами 10, 11 внешней и

25 внутренней оболочек 3, 2. При этом прибор

1 расположен в геометрическом центре О оболочек. При охлаждении внутренней оболочки 2 с оптическим прибором 1 до криогенной температуры происходит

30 охлаждение кольцевого элемента 12 до средней температуры. Кольцевой элемент

12 и внутреняя оболочка 2 с выступами 11 подвергаются температурным деформациям. При этом перемещение горизонтальной

35 плоскости разъема внутренней орболочки 2 с выступами 11 относительно кольцевого элемента 12 осуществляется за счет перекатывания шариков 14, Узлы сопряжения кольцевого элемента 12 с выступами 11 и

40 шариками 14 смещаются, и оптический прибор 1 перемещается в точку 0z на расстояние 00, Узлы же сопряжения кольцевого элемента 12 с выступами 10 и шариками 14 смещаются и перемещают оптический при45 бор 1 в противоположную сторону на расстояние 001. причем 00z 00> с точностью до величины, обусловленной разностью температурных коэффициентов линейного расширения кольцевого элемента 12, оболочек 2, 50 3 с выступами 10, 11.

Использование в предлагаемом устройстве шариков 14 с планками 19 и ориентированное их движение в канавках 20 скоб 18 заведомо определяет перемещение оптиче55 ского прибора 1 в пространстве. а наложение взаимно параллельных и противоположных перемещений оптического прибора 1 от силовых и температурных деформаций обуславливает его стабильное положение, 1642209

6, Формула изобретения

Устройство для термостатирования оптического прибора, содержащее установленные с образованием кольцевой полости внутреннюю и внешнюю разъемные оболочки, последняя иэ которых имеет обращенные наружу фланцы, соединенные посредством крепежных элементов с образованием теплового моста, размещенный во внутренней оболочке держатель образца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации положения оптического прибора, во внутренней и внешней оболочках выполнены расположенные одно напротив другого оптические окна, оболочки в области разъема имеют три выступа, обращенных внутрь кольцевой полости, расположенных по окружности равномерно

5 и поочередно, при этом тепловой мост снабжен кольцевым элементом иэ теплоизоляцион ного материала, болтами для соединения выступов один с другим через кольцевой элемент и шарики, установлен10 ными в зонах соединения болтов с кольцевым элементом во всех узлах соединения, кроме двух диаметрально противоположных, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось.

1642209

1642209

4/ЯОдм )

Составитель В, Константинов

Редактор M. Келемеш Техред М. Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 1136 Тираж 331 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101