Электромагнитная линза

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 11 661646 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 091176(21) 2419053/18-25 с присоединением заявки йоГосударственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 050579. Бюллетень Йо 17 Дата опубликования описания 0 50579(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛИНЗА таких.охлаждаемых линз меньшенеохлаждаемых не более Чем в 1,5 раза.Целью настоящего"изобретения является уменьшение габаритов магнитных линз.указанная цель достигается тем,что охлаждаемый каркас линзы снабжен герметизирующим кожухом, а обмотка пропитана жидким теплоносителем,Для улучшения условий теплообменаобмотка может быть снабжена Прокладками в виде керамических стержней.В качестве жидкого теплоносителяможет быть использован диэтиловыйэфир.Перемещениепардв рабочей жидкости осуществляется под действиемградиента, давлений, возникающеговследствие наличия градиента температур, Максимальный градиент температур возникает между центром обмотки и охлаждаемым торцом корпуса обмотки. Кратчайшим путем переносапаров рабочей жидкости от испарителя к конденсатору будет направлениепараллельное оси линзы. Движение паров по капиллярам обмотки навстречутоку рабочей жидкости от конденсатоИзобретение относится к области технической физики, а именно, к устройству электромагнитных линз с охлаждаемой обмоткой и предназначенных для использования в электроннолучевых приборах, в частности, в электронных и растровых микроскопах, рентгеновских микроанализаторах, .электронографах и других аналогичных приборах.Известны магнитные электронные линзы с обмоткой возбуждения, намотанной изолированным медным проводом круглого сечения на медный каркас, одна или обе шечки которого 15 охлаждаются .проточной водой, что позволяет повысить плотность тока с 1,5. А/мм(в неохлаждаемых обмотках) до 2-3 А/мма, благодаря чему размеры таких линз. могут быть уменьшены 13 Известна также электромагнитная линза, содержащая обмотку возбуждеия и охлаждаемый ар, при охлаждения между витками обмотки вве-. ден компаунд или помещены прокладки, что позволяет увеличить поток тепла через обмотку, в результате чего плотность тока может быть повышена до 4,5 А/мм 2). Однако размеры " 30 ура вглубь обмотки может привести к срыву процесса охлаждения (их пористый материал является дополнительным фитилем), которые позволяют образовать незаполненные проводом полости, пронизывающие обмотку. Эти полости, образовавшиеся у поверхности трубочек, служат паропронодами, обеспечивающими вывод паров из зоны испарения в зону конденсации.Жидкий теплоноситель должен обладать следующими свойствами: высокой теплотой парообразования, низкой температурой кипения и не должен растворять изоляцию провода обмотки, Наилучшие результаты были получены с диэтиловым эфиром, который позволяет подцерживать в центре обмотки температуру в 20-30 С.На фиг.1 приведен разрез предлагаемой электромагнитной линзы; на фиг.2 изображена схема намотки электромагнитной линзы с прокладками из керамических трубочек, который служат паропроводами, облегчающими перенос паров теплоносителя .от нагретых частей к охлаждаемыму на фиг.З принедены графики зависимости температуры в середине обмотки от плотности тока для различных конструкций линз.Электромагнитная линза йа Фиг.1 имеет обмотку 1, намотанную на,охлаждаемый каркас 2, помещенный в герметизирующий корпус 3, патрубок 4 служит для откачки воздуха из корпуса 3 перед заполнением его рабочей жидкостью. Перенос тепла из глубины обмотки возбуждения к о:лаж:даемым поверхностям каркаса осущест- вляется за счет испарения рабочей жидкости с нагретых участкой с последующей конденсацией паров на охлаждаемых поверхностях. Тепловое сопротивление (сопротивление тепловому потоку) при таком механизме охлаждения близко к О На Фиг.З, приведены следующие зависимостй: 1 для линзы с каркасом, охлаждаемым проточной водой.; П - для линзы, в :обмотку которой введены две медные прокладки (приэтом одна из щечек охлаждается водой); Ш - для линзы предлагаемой конструкции, в которой и качестве жидкого теплоносителя использонался диэтиловый эфир.В электронной линзе предлагаемойконструкции плотность тока в обмотке может быть унеличина до 15 А/ммпри этом размеры линзы могут быть 5 уменьшены более чем н 2 раза по сравнению с прототипом и более чем в 3раза по сравнению с неохлаждаемойлинзой. Поэтому использование пред;ложенной линзы позволяет уменьшить 10 габариты и металлоемкость электронно-оптических приборов для исследования микроструктуры вещества (вэлектронных и растровых микроскопах,рентгеновских микроанализаторах и 15 др.), Использование описанного механизма переноса тепла, к охлаждаемымповерхностям позволяет в несколькораз сократить время на установлениестационарного температурного режима 2 О в обмотке, что облегчает работу высокостабильных стабилизаторов токовлинз и уменьшает непроизводительныезатраты времени, связанные с прогревом прибора.25Формула изобретения1. Электромагнитная линза, содержащая обмотку возбуждения и охлаждаемый каркас, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с цельюуменьшения ее габарйтов, каркас обмотки снабжен герметизирующиМ кожухом, а обмотка пропитана жидким теплоносителем.2. Электромагнитная линза по п.1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью улучшения условий теплооб-мена, обмотка снабженапрокладкамив виде керамических стержней.40 3. Электромагнитная линза по и.п.1 и 2, отличающаясятем, что, в качестве жидкого теплоносителя использован диэтиловый эфир.Источники информации, принятые45 во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 759837,кл. 21 ф 37/20, 1954.2.ХЬ,РаугапЛроектирование магнитных линз, Труды 7-го Международного50 конгресса по электронноймикроскопии, Гренобль, 1970, с,27.едактор л.Абрамс Заказ 2494/5 130 Патент, г.Ужгород, ул,Проектна нлнал ПП Составитель н.ГригТехред А,Богдан Тираж 922ЦнИИПИ Государственйогопо делам изобретени Москва аРалоская ьеваКорректорПодписноекомитета ССС Ри открытийаб.д д,4,/5