Система для термостатирования и откачки объективов криогенной пузырьковой камеры

СОЮЗ СООЕТСНИХаййцниееснипРЕСПУБЛИК зш С 01 Т 5/06 м и каазц 1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 539,1.072(088,8) 8 ГОСУДАРСТВЕННЬЮ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СИСТЕМА ДЛЯ ТЕРИОСТАТИРОВАНИЯ И ОТКАЧКИОБЪЕКТИВОВ 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 по 801029113 А верхности иллюминатора затвердевшими газами, в систему введены промежуточная емкость, входной вентильс контуром регулирования уровня впромежуточной емкости и выхлопнойвентиль с контуром регулированиядавления в этой емкости, причемпромежуточная емкость установленана выходе из крионасоса, входнойвентиль с контуром регулированияуровня расположен между источникомпитания криоагентом и крионасосом,а выхлопной вентиль с контуромрегулирования уровня - на выходепромежуточной емкости, Ф 10291Изобретение относится к конструктивным элементам пузырьковых камер, в частности к пузырьковым камерам, объективы которым находятся в непосредственной близости от рабочей жидкости, а иплюминаторы в рабочей5 жидкостиДанное 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. 35Из известных систем термостатирования наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система термостатирования жидководородной пузырьковой камеры, 40 состоящая из юбки объектива, теплообменника объектива, подогревателя, выхлопывающего из теплообменника криоагент, и вентиля, регулирующего расход в этом теплообменнике, систе мы питания криоагентом, состоящей из сборника ожижителя и сепаратора фаз, крионасоса и системы внешней откачки вакуумной полости объектива, используемой во время вакуум ной тренировки этой полости перед началом работы установки .В этом устройстве крионасос и юбка объектива термостатируются жидким водородом, поступающим непосред ственно из сборникаожижителя. Непосредственно в вакуумном кожухе жидкая фаза отделяется от паровой в 13, 1сепараторе фаэ, откуда жидкость рас-.пределяется по потребителям. Давление в сборнике ожижигеля поддерживается равным давлению в рабочемобъеме камеры для исключения иатекания или опорожнения камеры через неплотности в соответствующих вентиляхи вывода ее, тем самым, из режима.Однако в таком устройстве возможно натекание гелия из полости теплой части объектива. Чистота гелияне превышает 5 10 объемных долейпо сумме вымерзающих при жидководородной температуре примесей.В этих случаях изменение давле"ния, сопровождающегося равновеснымизменением температуры в линии термостатирования объективов, приводитк десорбции сконденсированнцх газовна поверхности крионасосов и юбкиобъективов и вымерэанию их на более холодной поверхности сферического иллюминатора,Возможное натекание гелия изобъективов, которым они промываются, приводит к вымерзанию примесей,содержащихся в гелии, преимущественно на более холодной поверхностииллюминатора, Вымерзание газов наболее холодной поверхности сферического иллюминатора камеры приводит к образованию вуали и невозможности дальнейшей экспозиции камеры.Наиболее существенным недостатком данной системы термостатирования и откачки объективов являетсяналичие условий образования вуалина сферическом иллюминаторе объектива, т,е. загрязнения поверхностииллюминатора затвердевшими газами,что делает невозможной дальнейшуюэкспозицию камеры и сопровождаетсябольшой потерей времени на устранение этого явления (до двух суток).Целью изобретения является исключение загрязнения поверхности иллюминатора объектива затвердевшими газами.Для этого в систему, содержащуюобъектив пузырьковой камеры, по крайней мере один крионасос, соединенный с теплообмеыником объектива,источник питания криоагентом, введены промежуточная емкость, входной вентиль с контуром регулирования уровня в промежуточной емкостии выхлопной вентиль с контуром регулирования давления в этой емкости,20 тива.Система работает следующим обра 45 зом еЖидкий водород из источника питания криоагентом 27 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 холодно го регулирующего вентиля 7 с сервомотором. Давление в емкости 2 и, тем самым, в линии термостатирова 3 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. 10Система дпя 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-интегрально- дифференциального действия (ПИД), регулирующего входного вентиля 1, 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, сфероэллин 35 тической линзы 26, источника питания криоагентом 27.Иллюминатор объектива 25, сфероэллиптическая линза 26, кварцевое стекло 18, вакуумная полость 11 юб-. 4 О ки объектива и юбка объектива 12 являются главными элементами объек 13 ания объективовподдержгвается автономно с помощью контура регулирования давления, состоящего из пневмопреобразователя 8, преобразующего измеряемое давление криогенной жидкости в стандартный пневматический сигнал, регулятора ПИЛ 9 и регулирующего выхлопного вентиля 1 О, который сбрасывает криоагент в холодный обратный поток.Наличие урбвня 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.м -а хотя парциальное давление вымер- . зающих примесей (азот, кислород, окись азота и т.д.) предлагаемая система позволяет уменьшить с 10до 10мм 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 дарение насыщенных паров в рабочем объеме камеры 24. Величина давления криоагента поддерживается такой, чтобы парциальное давление вымерзаощих примесей было на уровне 10 з 10мм ртст. При выполнении этих условий температура крионасосов 1 и теплообменника 13 объектива будет ниже температуры иллюминатора, что наряду с понижением парциаль 5 1 О 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 яв 29113 ляется 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. Авчиевтор Е. Месропова Техред Т.Фанта га орректо аж 711 комитета ССС й и открытий ская наб ., д дпнсн 70/1 Тир ИИПИ Государственног по делам изобретен13035, Москва, Ж, Раув Заказ 69 ВН