RU128056U1

RU128056U1 - ACCELERATOR OUTLET WINDOW (OPTIONS)

Info

Publication number: RU128056U1
Application number: RU2012149483/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Сафонов; Дмитрий Николаевич Балбеков; Алексей Борисович Булков; Владимир Романович Петренко; Алексей Владимирович Пешков; Игорь Леонидович Батаронов; Александр Иванович Стрыгин
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-05-10

Abstract

1. Выпускное окно ускорителя электронов, содержащее титановую фольгу, зафиксированную между опорной и поддерживающей решетками, отличающееся тем, что решетки выполнены идентичными из листового титанового материала и соединены с фольгой, имеющей крупнозернистую пластинчатую структуру, диффузионной сваркой.2. Выпускное окно ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком в виде цилиндра, сформованного из секций, содержащих титановую фольгу, зафиксированную между опорной и поддерживающей решетками, отличающееся тем, что решетки выполнены идентичными из листового титанового материала и соединены с фольгой, имеющей крупнозернистую пластинчатую структуру, диффузионной сваркой, при этом секции соединены в цилиндр сваркой плавлением.3. Окно по п.2, отличающееся тем, что цилиндр сформован из одной секции с решетками и фольгой, выполненными из заготовок в виде его развертки.1. The outlet window of the electron accelerator containing titanium foil fixed between the support and supporting gratings, characterized in that the gratings are made of identical titanium sheet material and are connected to the foil having a coarse-grained plate structure by diffusion welding. 2. The exit window of an electron accelerator with a radially converging beam in the form of a cylinder formed from sections containing a titanium foil fixed between the support and supporting gratings, characterized in that the gratings are made of identical titanium sheet material and connected to a foil having a coarse-grained plate structure, diffusion welding while the sections are connected to the cylinder by fusion welding. 3. The window according to claim 2, characterized in that the cylinder is molded from one section with gratings and foil made of blanks in the form of a reamer.

Description

Варианты полезных моделей относятся к квантовой электронике, а именно, к ускорительной технике и, в частности, к выпускному окну ускорителя электронов планарной конструкции и выпускному окну ускорителя электронов для вывода сходящихся пучков ускоренных электронов в атмосферу или в газ повышенного давления, которые могут быть использованы, например, в газовых лазерах, электронных пушках и т.д.Variants of utility models relate to quantum electronics, namely, to accelerator technology and, in particular, to the exit window of an electron accelerator of planar design and the exit window of an electron accelerator to output converging beams of accelerated electrons to the atmosphere or to a high-pressure gas that can be used, for example, in gas lasers, electron guns, etc.

Известна планарная конструкция выпускного окна ускорителя электронов, содержащая решетку в виде прямоугольной рамки, в проеме которой размещены стержневые перегородки, параллельные его короткой стороне, и с опорной плоскостью, фольгу, размещенную на ней, уплотнитель и прижимную рамку, причем проем рамки герметично закрыт фольгой посредством уплотнителя, прижимной рамки и крепежных элементов (описание к SU 1688775 МПК⁵Н05Н 5/02, опубликовано: 30.04.1994).Known planar design of the exhaust window of the electron accelerator, containing a lattice in the form of a rectangular frame, in the aperture of which there are rod partitions parallel to its short side, and with a supporting plane, a foil placed on it, a seal and a clamping frame, and the frame opening is hermetically sealed with a foil by seal, clamping frame and fasteners (description to SU 1688775 IPC ⁵ Н05Н 5/02, published: 04/30/1994).

Известно выпускное окно ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком, выполненное в виде цилиндра и набрано из нескольких секций. Объединяющим элементом конструкции является цилиндрический каркас, в котором вырезаны прямоугольные сквозные отверстия. Каждое сквозное отверстие закрыто фольгой прямоугольной формы с размерами большими, чем само отверстие. Фольга уплотнена к каркасу посредством резинового или индиевого уплотнителя. Уплотнитель уложен в паз по периметру прямоугольного отверстия в каркасе. Фольга прижата к уплотнителю прижимными винтами, через прямоугольную опорную решетку. Винты вкручены в глухие отверстия в каркасе (описание к RU 2354086 МПК Н05Н 5/00 (2006.01), опубликовано: 27.04.2009).Known exhaust window of an electron accelerator with a radially converging beam, made in the form of a cylinder and selected from several sections. The unifying structural element is a cylindrical frame, in which rectangular through holes are cut. Each through hole is covered with a rectangular foil with dimensions larger than the hole itself. The foil is sealed to the frame by means of a rubber or indium seal. The sealant is laid in a groove around the perimeter of a rectangular hole in the frame. The foil is pressed against the seal with clamping screws through a rectangular support grid. The screws are screwed into the blind holes in the frame (description to RU 2354086 IPC Н05Н 5/00 (2006.01), published: 04/27/2009).

Недостатком известных конструкций является потери пучка на ребрах прижимной рамки в первом и каркаса во втором вариантах известных конструкций, а также невысокая надежность конструкции вследствие выбранных средств уплотнения и фиксации фольги.A disadvantage of the known structures is the loss of the beam on the ribs of the clamping frame in the first and the frame in the second embodiment of the known structures, as well as the low reliability of the structure due to the selected means of sealing and fixing the foil.

Задача полезной модели - увеличение выходной мощности излучения, повышение надежности, ресурса и упрощение конструкции планарного выпускного окна ускорителя электронов и выпускного окна ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком.The objective of the utility model is to increase the output radiation power, increase reliability, service life, and simplify the design of the planar exit window of an electron accelerator and the exit window of an electron accelerator with a radially converging beam.

Технический результат вариантов полезной модели - снижение потерь пучка электронов и повышение ресурса.The technical result of the utility model options is to reduce the loss of the electron beam and increase the resource.

Технический результат по первому варианту достигается тем, что в выпускном окне ускорителя электронов, содержащем титановую фольгу, зафиксированную между опорной и поддерживающей решетками, последние выполнены идентичными из листового титанового материала и соединены с фольгой, имеющей крупнозернистую пластинчатую структуру, диффузионной сваркой.The technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the outlet window of the electron accelerator containing titanium foil fixed between the support and supporting gratings, the latter are made identical from titanium sheet material and connected to the foil having a coarse-grained plate structure by diffusion welding.

Технический результат по второму варианту достигается тем, что в выпускном окне ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком в виде цилиндра, сформованного из секций, содержащих титановую фольгу, зафиксированную между опорной и поддерживающей решетками, последние выполнены идентичными из листового титанового материала и соединены с фольгой, имеющей крупнозернистую пластинчатую структуру, диффузионной сваркой, при этом секции соединены в цилиндр сваркой плавлением.The technical result according to the second embodiment is achieved by the fact that in the outlet window of the electron accelerator with a radially converging beam in the form of a cylinder formed of sections containing titanium foil fixed between the support and supporting gratings, the latter are made identical of sheet titanium material and connected to a foil having coarse-grained lamellar structure by diffusion welding, while the sections are connected to the cylinder by fusion welding.

При этом цилиндр может быть сформован из одной секции с решетками и фольгой, выполненными из заготовок в виде его развертки.In this case, the cylinder can be formed from one section with gratings and foil made of blanks in the form of a reamer.

На фиг.1 показана планарная конструкция выпускного окна ускорителя электронов, на фиг.2 - секция цилиндрического выпускного окна ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком; на фиг.3 - выпускное окно ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком в виде цилиндра, полученного соединением секций сваркой плавление; на фиг.4 - секция - развертка для формообразования цилиндрического выпускного окна с одним сварным швом; на фиг.5 - выпускное окно в виде цилиндра с одним сварным швом.Figure 1 shows the planar design of the outlet window of the electron accelerator, figure 2 is a section of a cylindrical outlet window of the electron accelerator with a radially converging beam; figure 3 - the exhaust window of the electron accelerator with a radially converging beam in the form of a cylinder obtained by joining the sections by fusion welding; figure 4 - section - scan for shaping a cylindrical outlet window with one weld; figure 5 - the exhaust window in the form of a cylinder with one weld.

Выпускное окно ускорителя электронов содержит титановую фольгу 1, зафиксированную между опорной 2 и поддерживающей 3 плоскими решетками. Решетки 2,3 выполнены из листового титанового материала идентичными по форме. Зафиксирована титановая фольга 1 между решетками 2,3 диффузионной сваркой.The outlet window of the electron accelerator contains a titanium foil 1, fixed between the support 2 and supporting 3 flat gratings. Lattices 2,3 are made of sheet titanium material identical in shape. Fixed titanium foil 1 between the gratings 2,3 by diffusion welding.

Выпускное окно ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком состоит из секций (фиг.2), соединенных сварными швами 4 в цилиндр.The outlet window of the electron accelerator with a radially converging beam consists of sections (figure 2), connected by welds 4 in the cylinder.

Секция многосекционного выпускного окна ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком в виде цилиндра содержит титановую фольгу зафиксированную между опорной и поддерживающими титановыми решетками, изогнутыми по радиусу кривизны цилиндра. Зафиксирована титановая фольга между решетками диффузионной сваркой, процесс которой совмещают с формообразованием секции.The section of the multi-section outlet window of the electron accelerator with a radially converging beam in the form of a cylinder contains a titanium foil fixed between the support and supporting titanium gratings, curved along the radius of curvature of the cylinder. A titanium foil is fixed between the gratings by diffusion welding, the process of which is combined with the shaping of the section.

Выпускное окно ускорителя электронов с радиально сходящимся пучком может иметь один сварной шов, а цилиндр сформован из одной секции (фиг.4) с решетками и фольгой, выполненными из заготовок в виде его развертки.The exit window of an electron accelerator with a radially converging beam may have one weld, and the cylinder is formed from one section (Fig. 4) with gratings and foil made from blanks in the form of a reamer.

В процессе работы выпускного окна ускорителя электронов выполнение опорной и поддерживающих решеток идентичными по форме и соединение их с фольгой диффузионной сваркой позволяет повысить геометрическую прозрачность выпускного окна, обеспечивая при этом вакуум плотное соединение. Выполнение решеток из титанового материала обеспечивает конструкции высокую прочность при одновременном снижении веса. Одинаковые свойства, такие как удельная теплоемкость, удельная теплопроводность и коэффициент линейного расширения, ооеспечивают равномерный нагрев фольги проходящим электронным пучком без образования локальных перегревов и морщин.During operation of the electron accelerator outlet window, the implementation of the support and support gratings identical in shape and their connection with diffusion welding foil can increase the geometric transparency of the outlet window, while providing a tight vacuum. The execution of lattices made of titanium material provides the construction with high strength while reducing weight. Identical properties, such as specific heat, specific thermal conductivity, and linear expansion coefficient, ensure uniform foil heating by a transmitted electron beam without the formation of local overheating and wrinkles.

Крупнозернистая пластинчатая структура обеспечивает титановой фольге повышенное сопротивление деформации в условиях диффузионной сварки, предотвращая образование морщин в окне на стадии изготовления. Отсутствие морщин на фольге увеличивает ее срок службы, при этом время на обслуживание выпускного окна ускорителя снижается.The coarse-grained lamellar structure provides titanium foil with increased deformation resistance under diffusion welding conditions, preventing the formation of wrinkles in the window at the manufacturing stage. The absence of wrinkles on the foil increases its service life, while the time for servicing the accelerator outlet window is reduced.

Пример.Example.

В заявленных конструкциях опорная и поддерживающие решетки могут быть изготовлены из титановых пластин или листов, например, сплава ВТ 14 толщиной 1,2 мм с развитой поверхностью, в которой имеются круглые, сотовые, прямоугольные или овальные отверстия с перемычками между ними, обеспечивающими оптимальное соотношение между геометрической прозрачностью и устойчивостью конструкции. Фольга сплава ВТ 1 толщиной 40 мкм. Соединение фольги с решетками осуществляют диффузионной сваркой в термокомпрессионной камере при разряжении 10^-1-10^-2 мм рт.ст с проведением нагрева и изотермической выдержки в диапазоне температуры сварки Т_с=(950-1000)° С и давлении 0,2 кгс/мм².In the claimed designs, the support and supporting grids can be made of titanium plates or sheets, for example, VT 14 alloy with a thickness of 1.2 mm with a developed surface in which there are round, honeycomb, rectangular or oval openings with jumpers between them, providing an optimal ratio between geometric transparency and design stability. Foil of alloy VT 1 with a thickness of 40 microns. The connection of the foil with the gratings is carried out by diffusion welding in a thermocompression chamber with a vacuum of 10 ^-1 -10 ^-2 mm Hg with heating and isothermal exposure in the range of welding temperature T _s = (950-1000) ° C and pressure 0.2 kgf / mm ² .

Соединение секций в цилиндр по второму варианту может быть осуществлено плазменной сваркой.The connection of the sections in the cylinder according to the second embodiment can be carried out by plasma welding.

Claims

1. The exhaust window of the electron accelerator containing titanium foil fixed between the support and supporting gratings, characterized in that the gratings are made of identical titanium sheet material and are connected to the foil having a coarse-grained plate structure by diffusion welding.

2. The outlet window of the electron accelerator with a radially converging beam in the form of a cylinder formed from sections containing titanium foil fixed between the support and supporting gratings, characterized in that the gratings are made of identical titanium sheet material and connected to a foil having a coarse-grained plate structure, diffusion welding, while the sections are connected to the cylinder by fusion welding.

3. The window according to claim 2, characterized in that the cylinder is molded from one section with gratings and foil made of blanks in the form of a reamer.