Узел соединения частей оболочки вакуумного прибора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»999126, ф %

Ф /

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.10.81 (21) 3353746/18-21 (И) М. Кп. с присоединением заявки Hо

Н 01 J 29/86

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2302.83. Бюллетень ¹ 7 (53) УДК 621. 385. ..032(088.8) Дата опубликования описания 230283 ф

Р т. с, ; М.Р.Айнбунд, В.С.Гурьян у,. ð FX Вилькин т

-; 1 =

4 .;Щ f

: - с г

Ъ (72) Авторы .изобретения (71) Заявитель (5 4) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ЧАСТЕИ ОБОЛОЧ1<И ВАКУУИНОГО

ПРИБОРА

Изобретение относится к элекигронной технике и может быть использова,но в электровакуумных приборах (ЭВП), свойства которых зависят от воздействия различных газов, например, в фотоэлектронных умножителях, фотокатоды в которых не должны подвергаться воздействию газов, выделяющихся при заварке прибора.

Известен узел соединения колбы вакуумного прибора с ножкой, осуществляемый с помощью сварки сопряженных металлических фланцев, герметично соединенных с ножкой f1).

Недостатком этого узла соединения колбы с ножкой является проникнове.ние в объем прибора газов, выделяюWxcs при сварке и приводящих к ухудшению параметров прибора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является узел соединения частей оболочки вакуумного прибора, содержащий сопряженные металлические- фланцы, герметично соединенные с частями оболочки и имею.щие участки по периферии плоских поверхностей для взаимнбго соединения пучком энергетического излучения, при этом конфигурация сопрягаемах поверхностей фланцев имеет не менее одного колена при заданном отношении длины линии сопряжения фланцев в осевом сечении к ширине зазора между ними (,2 ).

Недостатками этого узла являются большая трудоемкость изготовления сопрягаеьмх фланцев с малыми допусками, трудность сохранения этих допусков в процессе соединения (сварки) фланцев с элементами оболочки, сложность сопряжения этих фланцев в вакууме при относительно малых зазорах между сопрягаемыми поверхностями, а также трудности сварки этих фланцев в вакууме из-за несовпадения наружных диаметров фланцев вследствие наличия допусков на их диаметры и взаимного смещения фланцев друг относительно друга в пределах величины зазора в месте сопряжения. Это связано с тем, что для обеспечения вакуумно-плотного соединения смещение кромок (разновысотность) свариваемых элементов должно быть очень малым. Так, например, при лазерной сварке согласно ОСТ 11.054.067-74 смещение .свариваемых кромок элементов не должно превышать 15% от меньшей толщины свариваевых кромок. Поэтому, при толщине листового ковара

999126

30 вакуумного прибора, содержащем сопряженные металлические фланцы, герме- 25 ких поверхностей для взаимного соедив осевом сечении к ширине зазора между ними,:плоские поверхности фланцев выполнены со взаимной неплоскостностью не более 0,1 мм, а остальны зазоры имеют шири ну О, 2-0, 8 мм, и р аз40 раллельной укаэанным периферийным поверхностям, не. менее чем на удвоенный максимальный размер проекции пуч50

60 к колбе 1, нанесен фотокатод 5. Внутри колбы 1 расположены электроды при-65 около 0,5 мм, используемого для изготовления типичных металлостеклянных узлов электровакууглных приборов, допуск на диаметр свариваемых фланцев не должен превышать 0,075 мм.

При проведении лазерной сварки в ва. кууме глубина проплавления металла уменьшается вдвое по сравнению со сваркой на атмосфере. Вследствие этого для лазерной сварки в вакууме требуется еще более высокая точность совмещения кромок свариваемых эле ментов (фланцев), и повышаются требования к точности стыковки свариваемых деталей, что в свою очередь,повышает требования к точности выполнения самих деталей (допуска .измеряются десятками микрон) и затрудняет процесс их сочленения в вакууме.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления узла.

Указанная цель достигается тем, что в узле соединения частей оболочки тично соединенные с частями оболочки и имеющие участки по периферии плоснения пучком энергетического излучения, при этом конфигурация сопрягаемых поверхностей фланцев имеет не менее одного колена при заданном отношении длины линии сопряжения фланцев ность наружных размеров периферийных сопрягаемых поверхностей превышает сумму зазоров между сопряженными поверхностями фланцев в плоскости, пака излучения на открытый участок периферии плоских поверхностей.

При этом целесообразно выбирать отношение длины линии сопряжения фланцев в осевом сечении к ширине .зазоров между ними не менее 40, а отношение длины линии сопряжения вдоль периферийных плоских поверхностей фланцев к зазору между ними не менее 25.

На чертеже приведена схема одного из типов прибора, сопрягаемые фланцы которого имеют два колена.

Узел содержит цилиндрическую колбу

1, к одному концу которой приварен металлический фланец 2, сопряженный с металлическим фланцем 3, приваренным к стеклянному плоскому диску 4, на поверхность которого, обращенную

20 бора, например микроканальная пластина 6 и анод 7 (в случае фотоэлектронного умножителя), выведенные, например, в ножку 8, приваренную к другому концу колбы 1. Периферийные (наружные) поверхности фланцев 2 и. 3 плоские и имеют небольшой зазор сг между собой. Неплоскостность периферийных плоских участков фланцев 2 и

3 такова, что с(0,1 мм, например, неплоскостность находится в пределах 0,04 мм, что обеспечивает ,о 0,08 мм. Зазор Ь между цилиндрическими участками фланцев складывается из значений зазоров tl = Q Q и составляет, например, О, 3 мгл. Длины цилиндрических участков миланцев

2 и 3 выполнены такими, чтобы зазор был явно больше зазора сГ (например, С =0,25 мм) для обеспечения плотного прилегания периферийных участков фланцев 2 и 3.

Соответствующий выбор размеров ,поверхностей фланцев вдоль линии сопряжения обеспечивает необходимое отношение ее к зазорам. Например,при длинах 3 мм вдоль зазора о 0,06мм, 2 мм вдоль зазора О 0,3 мм и 3 мм вдоль зазора С 0,25 мм обеспечивается общее отношение длины линии сопряжения к зазорам 56, причем вдоль за, zapata отношение длины линии сопряже-! ния к зазору составляет 37. диаметр 2) фланца 2 и диаметр д фланца 3 не равны, например, д7 Д

При этом разность этих диаметров больше зазора О между цилиндрическими поверхностями сопрягаемых фланцев по крайней глере на удвоенное значение проекции излучения 9 на периферийную плоскую поверхность фланца

2, т.е. Зг- Я 7! (Ьл -Ь )+2ф;

В случае использования лазерной сварки в вакууме в процессе изготовления ЭВП при зазорах более 0,1 мм проведение сварки очень затруднительно и вели ко газ остделе ние, причем в случае зазоров 0,2 мм и более заварка ЭВП в вакууме с сохранением его параметров практически невозможна.

Было также показано, что при зазорах по цилиндрическим поверхностям менее 0,2 им часто наблюдается заклинивание в процессе сопряжения фланцев, что затрудняет или вообще не допускает проведение качественного сопряжения (стыковки) и сварки фланцев. В связи с этим необходимо зазоры между сопрягаемыми поверхностями в направлении, перпендикулярном к оси прибора, делать не менее 0,2 мм, а периферийные свариваемые поверхности сопряжения делать плоскими, что обеспечивает легкость достижения между ними необходимых малых зазоров (не более 0,1 мм). Очевидно, что верхний предел зазоров по цилиндри.999126 че ским уч астк ам сопря же ни я фл анце в выбирается в разумных технических пределах и обычно ограничивается значениями 0,8 мм (в противном случае существенно возрастает длина линии сопряжения и размеры ЭВП), Для того чтобы при любом смещении фланцев относительно друг друга (вследствие зазоров между ними по цилиндрическим поверхностям} в плос.кости, перпендикулярной к оси прибора, можно было удобно и качественно герметично сварить фланцы, необходимо, чтобы при всех этих смещениях края одного из фланцев оказались в . пределах краев другого. Учитывая от- 15 носительно большое значение зазоров по цилиндрическим поверхностям 0,20,88 мм и более, возможно и удобно произвести сварку при угле наклона излучения около. 45 к плоскости сва- 2О . риваеьых поверхностей. При этом необходимо, чтобы между краями фланцев было расстояние не меньше чем размер проплавляемого участка фланцев, который равен проекции пятна излучения 25 на соответствующую .поверхность,. т.е, необходимо, чтобы разность наружных размеров периферийных поверхностей превышала сумму зазоров между сопряженными поверхностями фланцев в плос-3О кости, параллельной. периферийным поверхностям,сопряжения. фланцев, не менее чем на удвоенное значение проекции пучка энергетического излуче- . ния на открытый участок. плоскости сопряжения .периферийных новерхностей фланцев.

Вследствие отмечЕнного выае малого газовыделения в процессе сварки и высокого сопротивления малого зазора по периферийным плоскостям . 4О потоку газов проникновение внутри прибора газов, выделяющихся при сварке, снижается и достаточным оказывается уменьшенное по сравнению с известным значение отношения длины 45 линии сопряжения фланцев к ширине зазора между ними, а именно, доста-точно отношение 40, при этом отношение не менее 25 должно приходиться на участок линии сопряжения. 50 вдоль периферийных свариваеьих поверхностей.

Прибор с рассмотренным узлом сочленения изготавливают, например-, следующим образом.

Внутри камеры (или в разных камерах)высоковакуумного манипулятора (на некотором расстоянии друг от друга) размещают колбу 1 с умножи. тельной частью прибора и фотокатод- 60 .ный.диск 4, производят их вакуумнотермическую обработку, формирование фотокатода на диске 4, тренировку микроканальной пластины и т.д.

Указанные операции ведут одновремен- 5 но или последовательно. Благодаря тому, что фланцы 2 и 3 разнесены осуществляется свободная откачка внутреннего пространства колбы 1 и объема вблизи фотокатода 5 ° Затем производят взаимное перемещение колбы 1 и диска 4 до сопряжения фланцев

2 и 3 и осуществляют сварку фланцев

2 и 3 по периметру фланца меньшего диаметра, например, с помощью импульсного излучения, оптического квантового генератора (ОКГ), расположенного снаружи вакуумной камерй, имеющей окно, прозрачное для излучения.

ОКГ..В процессе заварки прибор,вращают вокруг его продольной оси.

Предложенная конструкция позволяет просто осуществлять сварку фланцев 2 и 3 при наклонном падении излучения и отпадает требование к точности совмещения периферии фланцев

2 и 3„ малому значению допуска на их диаметры и малым значениям зазоров между цилиндрическими поверхнос- . тями фланцев, что присуще известной конструкции узлов сочленения. Благрдаря малому значению зазора междуплоскими поверхностями фланцев процесс сварки фланцев 2 и 3 можно вести с малым проплавлением, что дополнительно уменьшает гаэовыделение в процессе сварки и проникновение газа в полость прибора. Уменьшение необходимого.отношения длины линии-сопряжения к зазору способствует уменьшению размеров узла.

В целом это упрощает конструкцию узла соединения, снижает требования к точности выполнения деталей, упрощает процесс., соединения (сварки) узлов .и повышает технологичность изготовления прибора.

Формула изобретения

1. Узел соединения частей оболочки вакуумного прибора, содержащий сопряженные метаплические фланцы, герметично соединенные с частями оболочки и имеющие участки по периферии плоских поверхностей для взаимного соединения пучком энергетического излучения, при этом конфигурация сопрягаемых поверхностей фланцев имеет не менее одного колена при заданном отношении длины линии сопряжения фланцев в осевом сечении к ширине зазора между ними, о т л,и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повнаения технологичности, плоские поверхности фланцев выполнены со взаимной неплоскостностью не более 0,1 мм, а остальные зазоры имеют ширину 0,2-0,8 мм, и разность наружных размеров периферийных сопрягаемях поверхностей превышает

999126 бг/

l б,б

Сост авитель В. Гаврюшин

Редактор Т. Кугрышева Техред A. Бабннец Корректор М. Шароши

Заказ 1169/76 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

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

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

7 сумму зазоров между сопряженными поверхностями фланцев в плоскости, параллельной указанным периферийным поверхностям, не менее чем на удвоен ный максимальный размер проекции пучка излучения на открытый.:участок периферии плоских поверхностей.

2. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что отношение длины линии, сопряжения фланцев в осевом сечении к ширине зазоров между ними 10 составляет не менее 40, причем отно-.

I шение длины линии сопряжения вдоль периферийных плоских поверхностей к зазору между ними составляет не менее 25.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 50-38313 кл. 97 5 D 112.2, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 669428., кл. Н 01 J 29/86, 1977 (прототип).