RU177326U1 - Sealed enclosure - Google Patents

Sealed enclosure Download PDF

Info

Publication number
RU177326U1
RU177326U1 RU2017112391U RU2017112391U RU177326U1 RU 177326 U1 RU177326 U1 RU 177326U1 RU 2017112391 U RU2017112391 U RU 2017112391U RU 2017112391 U RU2017112391 U RU 2017112391U RU 177326 U1 RU177326 U1 RU 177326U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
window
damping frame
metal
thickness
input window
Prior art date
Application number
RU2017112391U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Фёдорович Коваленко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА")
Priority to RU2017112391U priority Critical patent/RU177326U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU177326U1 publication Critical patent/RU177326U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B9/00—Housing or supporting of instruments or other apparatus
    • G12B9/02—Casings; Housings; Cabinets
    • G12B9/04—Details, e.g. cover
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Полезная модель может быть использована при создании герметичной проходной оптики для ввода в замкнутые объемы лазерного излучения. Герметичный корпус содержит входное окно из прозрачного в заданном оптическом диапазоне материала, установленную между входным окном и стенкой корпуса металлическую демпфирующую оправу, толщину которой определяют по соотношению, связывающему коэффициент теплопроводности материала входного окна, минимальную толщину входного окна и коэффициент теплопроводности материала металлической демпфирующей оправы. Зазор между входным окном и металлической демпфирующей оправой заполнен связующим материалом - металлическим припоем или стеклоцементом, а металлическая демпфирующая оправа соединена сваркой по всему периметру со стенкой герметичного корпуса, входное окно выполнено в виде плоскоцилиндрической линзы, цилиндрическая поверхность которой направлена к излучению, а плоская поверхность опирается на оправу. Технический результат - расширение функциональных возможностей и уменьшение потерь на отражение при вводе лазерного излучения в замкнутый объем и его фокусировке на мишени в тонкую линию. 1 ил.The utility model can be used to create hermetic pass-through optics for input into confined volumes of laser radiation. The sealed enclosure contains an entrance window of a material that is transparent in a given optical range, a metal damping frame installed between the entrance window and the case wall, the thickness of which is determined by the ratio connecting the thermal conductivity of the input window material, the minimum thickness of the input window, and the thermal conductivity of the metal damping frame. The gap between the inlet window and the metal damping frame is filled with a bonding material - metal solder or glass cement, and the metal damping frame is welded around the perimeter to the wall of the sealed enclosure, the inlet window is made in the form of a cylindrical lens, the cylindrical surface of which is directed towards the radiation, and the flat surface rests on the rim. The technical result is the expansion of functionality and reduction of reflection losses when introducing laser radiation into a closed volume and focusing it on a target in a thin line. 1 ill.

Description

Полезная модель может быть использована при создании герметичной проходной оптики для ввода в замкнутые объемы лазерного излучения.The utility model can be used to create hermetic pass-through optics for input into confined volumes of laser radiation.

Известен малогабаритный подводный светильник, содержащий герметичный корпус, галогенную лампу и термостойкое окно, которое выполнено из пластины кристалла лейкосапфира, ось которого перпендикулярна главной оптической оси рефлектора. Термостойкое окно герметично перекрывает лицевую поверхность корпуса. Патент Российской Федерации №2115860, МПК F21V 31/00, 20.07.1998. Недостатком является недолговечная герметичность соединения термостойкости окна и корпуса, обусловленная применением уплотнительных колец. В качестве материала уплотнения применена радиационно стойкая резина марки ИРП. Известно, что использование уплотнительных колец как отдельных элементов, установленных между составными частями устройства, а также органических материалов, к которым относятся резины, налагает ограничения на температурные условия эксплуатации такого соединения и не позволяет решать задачу долговременной герметичности всего узла.A small-sized underwater lamp is known, comprising a sealed housing, a halogen lamp and a heat-resistant window, which is made of a leucosapphire crystal plate, the axis of which is perpendicular to the main optical axis of the reflector. Heat-resistant window hermetically closes the front surface of the housing. Patent of the Russian Federation No. 21115860, IPC F21V 31/00, 07.20.1998. The disadvantage is the short-term tightness of the connection of heat resistance of the window and the housing, due to the use of o-rings. As a seal material, radiation-resistant rubber of the IRP brand was used. It is known that the use of o-rings as separate elements installed between the components of the device, as well as organic materials, which include rubbers, imposes restrictions on the temperature conditions of operation of such a compound and does not allow solving the problem of long-term tightness of the entire assembly.

Известен герметичный корпус с входным окном из лейкосапфира, выполненный из алюмокерамики, в котором стенка герметичного корпуса через алюминиевую прокладку с двухсторонней отбортовкой соединена по всему периметру с входным окном. Патент Российской Федерации №128780, МПК H01J 17/00, 27.05.2013. Недостатком является ограниченная область применения герметичного комплекса с входным окном, обусловленная использованием алюмокерамики. Использование алюмокерамических корпусных деталей в создании ответственных элементов приборов и устройств затруднено ввиду сложности их дальнейшего герметичного соединения с металлическими конструкциями. Кроме того, значительная разность в коэффициентах термического расширения алюмокерамического материала и металлов ограничивает температурный диапазон применения таких конструкций.Known sealed housing with an inlet window of leucosapphire made of alumina ceramics, in which the wall of the sealed enclosure is connected through the aluminum gasket with two-sided flanging around the perimeter with the inlet window. Patent of the Russian Federation No. 128780, IPC H01J 17/00, 05.27.2013. The disadvantage is the limited scope of the sealed complex with the entrance window, due to the use of alumina ceramics. The use of aluminum-ceramic body parts in the creation of critical elements of devices and devices is difficult due to the complexity of their further tight connection with metal structures. In addition, a significant difference in the coefficients of thermal expansion of the ceramic-alumina material and metals limits the temperature range of application of such structures.

Известен также выполненный из нержавеющей стали герметичный корпус, содержащий входное окно, в котором между входным окном и стенкой корпуса установлена металлическая демпфирующая оправа, зазор между входным окном и металлической демпфирующей оправой заполнен связующим материалом металлическим припоем или стеклоцементом, а металлическая демпфирующая оправа соединена сваркой по всему периметру со стенкой герметичного корпуса. Патент Российской Федерации №145664, МПК G12B 9/04, H05K 5/06, H05K 5/03, 27.06.2014.A sealed housing made of stainless steel is also known, comprising an inlet window in which a metal damping frame is installed between the inlet window and the casing wall, the gap between the inlet window and the metal damping frame is filled with a bonding material with metal solder or glass cement, and the metal damping frame is welded throughout perimeter with the wall of the sealed enclosure. Patent of the Russian Federation No. 145664, IPC G12B 9/04, H05K 5/06, H05K 5/03, 06/27/2014.

Известен также выполненный из нержавеющей стали герметичный корпус, содержащий входное окно из прозрачного в заданном оптическом диапазоне материала, между входным окном и стенкой корпуса установлена металлическая демпфирующая оправа, зазор между входным окном и металлической демпфирующей оправой заполнен связующим материалом -металлическим припоем или стеклоцементом, а металлическая демпфирующая оправа, соединенная сваркой по всему периметру со стенкой герметичного корпуса, имеет толщину, рассчитываемую по соотношениюA sealed case made of stainless steel is also known, containing an input window made of a material transparent in a given optical range, a metal damping frame is installed between the input window and the wall of the case, the gap between the input window and the metal damping frame is filled with a bonding material — metal solder or glass cement, and metal the damping frame, connected by welding along the entire perimeter with the wall of the sealed enclosure, has a thickness calculated by the ratio

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где ho - толщина металлической демпфирующей оправы;where h o is the thickness of the metal damping frame;

λok - коэффициент теплопроводности материала входного окна;λ ok is the coefficient of thermal conductivity of the material of the input window;

hok - толщина входного окна;h ok - input window thickness;

λo - коэффициент теплопроводности материала металлической демпфирующей оправы. Патент Российской Федерации №166242, МПК G12B 9/04, Н05К 5/06, Н05К 5/03, 20.11.2016. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.λ o - the coefficient of thermal conductivity of the material of the metal damping frames. Patent of the Russian Federation No. 166242, IPC G12B 9/04, Н05К 5/06, Н05К 5/03, 11/20/2016. This technical solution was made as a prototype.

Известно, что во входном окне герметичного корпуса при определенных условиях могут возникать существенные термооптические аберрации, искажающие пропускаемый лазерный пучок. При пропускании лазерного пучка большой мощности входное окно может нагреваться на несколько десятков градусов. Например, для ввода (вывода) излучения непрерывного HF-лазера используют окна из оптического кварцевого стекла КИ. Указанный лазер работает на 8-и длинах волн от 2,64 до 2,87 мкм, причем около 24% мощности лазера приходится на длины волн более 2,8 мкм (Химические лазеры. Пер. с англ. Под ред. Р. Гросса и Дж. Бота. - М.: Мир, 1980. - 664 с.), для которых показатель поглощения стекла КИ составляет 0,02 см-1 (ГОСТ 15130-86. Стекло кварцевое оптическое. Общие технические условия). Приращение температуры элементарного объема входного окна из кварцевого стекла КИ при пропускании излучения HF-лазера без учета отвода тепла можно приближенно оценить по уравнениюIt is known that, under certain conditions, significant thermo-optical aberrations can occur in the entrance window of a sealed enclosure, which distort the transmitted laser beam. When a high-power laser beam is transmitted, the input window can heat up several tens of degrees. For example, for the input (output) radiation of a cw HF laser, windows made of optical quartz glass KI are used. The specified laser operates at 8 wavelengths from 2.64 to 2.87 μm, and about 24% of the laser power falls on wavelengths greater than 2.8 μm (Chemical Lasers. Transl. From English. Edited by R. Gross and J. Botha. - M .: Mir, 1980. - 664 p.), For which the absorption coefficient of KI glass is 0.02 cm -1 (GOST 15130-86. Optical quartz glass. General specifications). The increment in the temperature of the elementary volume of the input window made of quartz glass KI when transmitting radiation from an HF laser without taking into account heat removal can be approximately estimated by the equation

Figure 00000002
Figure 00000002

где T(t) - температура в момент времени t;where T (t) is the temperature at time t;

Т0 - начальная температура;T 0 - initial temperature;

χ - показатель поглощения материала входного окна на длине волны воздействующего излучения;χ is the absorption coefficient of the input window material at the wavelength of the incident radiation;

R - коэффициент отражения материала входного окна;R is the reflection coefficient of the input window material;

k - доля мощности лазерного излучения, попадающая в полосу поглощения материала входного окна;k is the fraction of the laser radiation power falling into the absorption band of the input window material;

q - плотность мощности лазерного излучения;q is the power density of the laser radiation;

с и ρ удельная теплоемкость и плотность материала входного окна.c and ρ are the specific heat and density of the input window material.

Расчет по уравнению (1) для кварцевого стекла КИ при плотности мощности лазерного излучения 200 Вт/см2 и времени t = 20 с дает приращение температуры входного окна на 11,5 К. Следовательно, при прохождении лазерного пучка через объем входного окна он будет искажаться термооптическими аберрациями, возникающими при наличии градиента температуры в объеме материала входного окна (Слюсарев Г.Г. Влияние температурного градиента стекла оптических систем на изображение, даваемое последними // Оптика и спектроскопия. - 1959. - Том VI. Вып. 2. - С. 211-218). Если термооптические аберрации превышают допустимое значение, необходимо приостановить использование проходной оптики до ее охлаждения. Так как температура окна относительно мала, отвод тепла будет осуществляться в основном за счет теплопроводности (конвективный теплообмен и радиационные потери будут существенно ниже, чем отвод тепла по механизму теплопроводности). В этих условиях может оказаться, что наибольшим тепловым сопротивлением будет обладать металлическая демпфирующая оправа, имеющая наименьшую площадь поперечного сечения по сравнению с входным окном и герметичным корпусом.The calculation according to equation (1) for KI quartz glass with a laser power density of 200 W / cm 2 and a time t = 20 s gives an increase in the temperature of the input window by 11.5 K. Therefore, when the laser beam passes through the volume of the input window, it will be distorted thermo-optical aberrations arising in the presence of a temperature gradient in the volume of the input window material (G. Slyusarev. Effect of the temperature gradient of glass of optical systems on the image given by the latter // Optics and Spectroscopy. - 1959. - Volume VI. Issue 2. - P. 211-218). If thermo-optical aberrations exceed the permissible value, it is necessary to suspend the use of loop-through optics until it is cooled. Since the window temperature is relatively low, heat will be removed mainly due to heat conduction (convective heat transfer and radiation losses will be significantly lower than heat removal by the heat conduction mechanism). Under these conditions, it may turn out that the metal damping frame having the smallest cross-sectional area in comparison with the entrance window and the sealed enclosure will have the greatest thermal resistance.

Для обеспечения эффективного теплообмена между входным окном и корпусом мощность теплового потока, проходящего через поперечное сечение демпфирующей оправы должна быть не меньше мощности теплового потока, проходящего через боковую поверхность входного окна при равном градиенте температуры:To ensure efficient heat transfer between the inlet window and the housing, the power of the heat flux passing through the cross section of the damping frame should be not less than the power of the heat flux passing through the side surface of the inlet with an equal temperature gradient:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Р1 - мощность теплового потока, проходящего через поперечное сечение демпфирующей оправы 2;where P 1 is the power of the heat flux passing through the cross section of the damping frame 2;

So - площадь поперечного сечения демпфирующей оправы;S o - the cross-sectional area of the damping frame;

gradT - градиент температуры;gradT is the temperature gradient;

P2 _ мощность теплового потока, проходящего через боковую поверхность входного окна;P 2 _ the power of the heat flux passing through the side surface of the inlet window;

Sok - площадь боковой поверхности входного окна.S ok - the area of the side surface of the input window.

Учитывая, что минимальная площадь поперечного сечения демпфирующей оправы составляетGiven that the minimum cross-sectional area of the damping frame is

Figure 00000004
Figure 00000004

где Rok - радиус входного окна,where R ok is the radius of the input window,

а площадь боковой поверхности входного окна составляетand the area of the side surface of the input window is

Figure 00000005
Figure 00000005

из (2) с учетом (3) и (4) получимfrom (2) taking into account (3) and (4) we get

Figure 00000006
.
Figure 00000006
.

Расчеты по соотношению (5) показывают, что, при толщине входного окна из кварцевого стекла КИ 3 см, толщина демпфирующей оправы из титана должна быть не менее 0,27 см. Выбор толщины демпфирующей оправы по соотношению (5) позволяет обеспечить максимальную теплопередачу от входного окна на стенку корпуса и уменьшить время охлаждения входного окна. В этом случае время охлаждения входного окна будет определяться только теплофизическими свойствами материала окна и его геометрическими размерами. В противном случае тепловой поток через демпфирующую оправу будет меньше, чем через боковую поверхность входного окна, что приведет к возрастанию времени охлаждения входного окна и снижению времени полезного использования установки, в которой используется герметичный корпус.Calculations by relation (5) show that, with a thickness of the entrance window of KI quartz glass of 3 cm, the thickness of the damping frame made of titanium should be at least 0.27 cm. The choice of the thickness of the damping frame by ratio (5) allows for maximum heat transfer from the input windows on the wall of the case and reduce the cooling time of the input window. In this case, the cooling time of the input window will be determined only by the thermophysical properties of the material of the window and its geometric dimensions. Otherwise, the heat flux through the damping frame will be less than through the side surface of the inlet window, which will increase the cooling time of the inlet window and reduce the useful life of the installation, which uses a sealed enclosure.

Недостатком прототипа является низкая функциональная возможность, заключающаяся только в пропускании лазерного излучения. Во многих случаях необходимо не только пропускание лазерного излучения в герметичный объем, но и фокусировать его. Например, при изучении свойств лазерной плазмы необходимо фокусировать лазерное излучение на мишени в тонкую линию. Для этого применяют цилиндрические линзы. Но их применение приводит к увеличению в два раза потерь на отражение лазерного излучения, так как количество отражающих поверхностей увеличивается в два раза.The disadvantage of the prototype is the low functionality, which consists only in transmitting laser radiation. In many cases, it is necessary not only to transmit laser radiation into a sealed volume, but also to focus it. For example, when studying the properties of laser plasma, it is necessary to focus laser radiation on the target in a thin line. For this, cylindrical lenses are used. But their use leads to a twofold increase in the loss of reflection of laser radiation, since the number of reflective surfaces doubles.

Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей герметичного корпуса и уменьшение потерь на отражение при вводе лазерного излучения в замкнутый объем и его фокусировке на мишени в тонкую линию.The technical result of the utility model is to expand the functionality of the sealed enclosure and reduce reflection losses when laser radiation is introduced into a closed volume and focused on a thin line on the target.

Технический результат достигается тем, что в герметичном корпусе из нержавеющей стали, содержащем входное окно из прозрачного в заданном оптическом диапазоне материала, установленную между входным окном и стенкой корпуса металлическую демпфирующую оправу, толщину которой определяют по соотношению, связывающему коэффициенты теплопроводности материала входного окна и материала демпфирующей оправы и толщину входного окна, зазор между входным окном и металлической демпфирующей оправой заполнен связующим материалом - металлическим припоем или стеклоцементом, а металлическая демпфирующая оправа соединена сваркой по всему периметру со стенкой герметичного корпуса, входное окно выполнено монолитным, имеющим цилиндрическую часть, направленную к излучению, и плоскую часть, опирающуюся на оправу, при этом толщины оправы и плоской части входного окна связаны соотношениемThe technical result is achieved in that in a sealed stainless steel case containing an entrance window made of a material transparent in a given optical range, a metal damping frame installed between the inlet window and the case wall, the thickness of which is determined by the ratio connecting the thermal conductivity coefficients of the inlet window and the damping material the rim and thickness of the inlet window, the gap between the inlet window and the metal damping frame is filled with a binder material - metal at singing or glass cement, and the metal damping frame is connected by welding along the entire perimeter to the wall of the sealed enclosure, the inlet window is made monolithic, having a cylindrical part directed to the radiation, and a flat part resting on the frame, while the thickness of the frame and the flat part of the input window are related by the ratio

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где ho - толщина металлической демпфирующей оправы;where h o is the thickness of the metal damping frame;

λok - коэффициент теплопроводности материала входного окна;λ ok is the coefficient of thermal conductivity of the material of the input window;

hok - толщина плоской части входного окна;h ok is the thickness of the flat part of the input window;

λo - коэффициент теплопроводности материала металлической демпфирующей оправы.λ o - the coefficient of thermal conductivity of the material of the metal damping frames.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлен разрез герметичного корпуса, где: 1 - стенка корпуса, 2 - металлическая демпфирующая оправа, 3 - входное окно, 4 -связующий материал, 5 - сварной шов.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which schematically shows a section of a sealed enclosure, where: 1 is the wall of the enclosure, 2 is a metal damping frame, 3 is the entrance window, 4 is a bonding material, 5 is a weld.

Входное окно 3 изготовлено из кварцевого стекла КИ или лейкосапфира. Входное окно 3 изготавливают монолитным, имеющим цилиндрическую часть, направленную к излучению, и плоскую часть толщиной hok. Цилиндрическая часть входного окна 3 осуществляет фокусировку лазерного излучения, а через плоскую часть, имеющую тепловой контакт с оправой 3, осуществляет отвод выделенного в окне тепла. Таким образом, формируют входное окно в виде плоскоцилиндрической линзы, которая будет фокусировать лазерное излучение в фокальной плоскости в линию, длина которой равна диаметру вводимого лазерного пучка, а ширина определяется фокусным расстоянием линзы и расходимостью лазерного излучения, и осуществлять отвод тепла из объема входного окна.Entrance window 3 is made of quartz glass KI or leucosapphire. The input window 3 is made monolithic, having a cylindrical part directed to the radiation, and a flat part with a thickness h ok . The cylindrical part of the input window 3 focuses the laser radiation, and through the flat part, which has thermal contact with the frame 3, carries out the heat released in the window. Thus, the input window is formed in the form of a cylindrical lens, which will focus the laser radiation in the focal plane into a line whose length is equal to the diameter of the injected laser beam, and the width is determined by the focal length of the lens and the divergence of the laser radiation, and heat is removed from the volume of the input window.

Металлическая демпфирующая оправа 2 изготовлена из титана. Стенка корпуса 1 может быть изготовлена из стали 12Х18Н10Т. В качестве связующего материала 4 использован металлический (медно-серебряный) припой ПСр-72 или стеклоцемент СЦНК 77-2. Сварной шов 5 сформирован сваркой.The metal damping frame 2 is made of titanium. The wall of the housing 1 can be made of steel 12X18H10T. As the binder material 4, metal (copper-silver) solder PSr-72 or glass cement SCSNK 77-2 was used. The weld 5 is formed by welding.

Для обеспечения эффективного теплообмена между входным окном 3 и корпусом 1 толщину оправы выбирают по соотношению (1). При этом под толщиной окна понимается минимальная толщина окна в его сечении (см. чертеж). Расчеты по соотношению (1) показывают, что при толщине входного окна из кварцевого стекла КИ 3 см толщина демпфирующей оправы из титана должна быть не менее 0,27 см.To ensure effective heat transfer between the inlet window 3 and the housing 1, the thickness of the frame is selected by the ratio (1). In this case, the thickness of the window refers to the minimum thickness of the window in its section (see drawing). Calculations according to relation (1) show that with a thickness of the entrance window of KI quartz glass of 3 cm, the thickness of the damping frame of titanium should be at least 0.27 cm.

Сборку герметичного корпуса производят следующим образом.The assembly of the sealed enclosure is as follows.

Вариант с металлическим припоем. На металлической демпфирующей оправе 2 расположено входное окно 3 с возможно малым зазором. Сверху на зазор накладывают связующий материал 4, а именно металлический припой в виде проволоки или штампованного кольца. Собранный узел помещают в печь и осуществляют пайку в вакууме (давление менее 10-3 Па) при температуре, превышающей температуру плавления металлического припоя, обычно 800-840°С. После пайки входного окна 3 и демпфирующей оправы 2 производят их отжиг для снижения внутренних напряжений.Metal solder option. On the metal damping frame 2 is located the input window 3 with a possibly small gap. Binder 4 is placed on top of the gap, namely a metal solder in the form of a wire or a stamped ring. The assembled unit is placed in a furnace and soldered in vacuum (pressure less than 10 -3 Pa) at a temperature higher than the melting point of the metal solder, usually 800-840 ° C. After soldering the input window 3 and the damping frame 2, they are annealed to reduce internal stresses.

Затем демпфирующую оправу 2 соединяют с краем стенки 1 (по возможности, в стенке корпуса для последующей сварки предусматривают тонкостенную часть - закраину для компенсации различия термического расширения материалов) посредством сварки по замкнутому контуру (используют, например, лазерную сварку).Then, the damping frame 2 is connected to the edge of the wall 1 (if possible, a thin-walled part is provided in the wall of the housing for subsequent welding — the flange to compensate for the difference in thermal expansion of materials) by means of closed-circuit welding (using, for example, laser welding).

Вариант со стеклоцементом. Связующий материал 4 стеклоцемент предварительно просушивают при температуре 190°С в течение 20 минут и засыпают на металлическую демпфирующую оправу 2. Обеспечивают спрессовку стеклоцемента (например, технологической втулкой) с удельным давлением около 15 г/см2, получая при этом прочный промежуточный элемент кольцеобразной формы. Металлическую демпфирующую оправу 2 вместе со слоем опрессованного стеклоцемента нагревают до температуры 370-400°С и выдерживают при этой температуре 1 минуту. После этого остеклованное кольцо стеклоцемента, спаянное с поверхностью металлической демпфирующей оправы 2, соединяют с входным окном 3. Позиционируют входное окно 3 в металлической демпфирующей оправе 2, нагревают в печи до температуры 370°С, выдерживают при этой температуре один час и далее со скоростью 5°С/мин доводят температуру до 440°С. Выдерживают при этой температуре 30-60 минут, обеспечивая полную кристаллизацию стеклоцемента. Затем полученную сборку остужают со скоростью не более 3-5°С/мин. Скорость охлаждения выбирают в зависимости от геометрических размеров и материалов паянных элементов, обеспечивая тем самым уменьшение возникающих внутренних напряжений. Далее производят отжиг сборки и, таким образом, устраняют возможные внутренние напряжения спая. Получают вакуум-плотный закристаллизованный слой стеклоцемента с плавным швом пайки 4. Высоких вакуумных свойств данного соединения достигают благодаря отсутствию органических связующих веществ в пресс-порошке стеклоцемента.Option with glass cement. The binder material 4 glass cement is pre-dried at a temperature of 190 ° C for 20 minutes and poured onto a metal damping frame 2. Compress the glass cement (for example, a process sleeve) with a specific pressure of about 15 g / cm 2 , while obtaining a strong intermediate ring-shaped element . The metal damping frame 2, together with a layer of pressed glass cement, is heated to a temperature of 370-400 ° C and maintained at this temperature for 1 minute. After that, the vitrified glass cement ring welded to the surface of the metal damping frame 2 is connected to the inlet window 3. The inlet window 3 is positioned in the metal damping frame 2, heated in the oven to a temperature of 370 ° C, kept at this temperature for one hour and then at a speed of 5 ° C / min bring the temperature to 440 ° C. Withstand at this temperature for 30-60 minutes, providing complete crystallization of glass cement. Then the resulting assembly is cooled at a speed of not more than 3-5 ° C / min. The cooling rate is selected depending on the geometric dimensions and materials of the soldered elements, thereby ensuring a reduction in the occurring internal stresses. Next, the assembly is annealed and, thus, eliminating possible internal junction stresses. A vacuum-dense crystallized layer of glass cement with a smooth brazing seam is obtained 4. High vacuum properties of this compound are achieved due to the absence of organic binders in the glass cement press powder.

Затем демпфирующую оправу 2 соединяют с краем стенки 1 (по возможности, в стенке корпуса для последующей сварки предусматривают тонкостенную часть - закраину для компенсации различия термического расширения материалов) посредством сварки по замкнутому контуру (используют, например, лазерную сварку).Then, the damping frame 2 is connected to the edge of the wall 1 (if possible, a thin-walled part is provided in the wall of the housing for subsequent welding — the flange to compensate for the difference in thermal expansion of materials) by means of closed-circuit welding (using, for example, laser welding).

Таким образом, предлагаемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых признаков и формой выполнения, которые придают объекту новые свойства, проявляющиеся в техническом результате.Thus, the proposed technical solution differs from the prototype in the presence of new features and form of execution, which give the object new properties that are manifested in the technical result.

Claims (6)

Герметичный корпус из нержавеющей стали, содержащий входное окно из прозрачного в заданном оптическом диапазоне материала, установленную между входным окном и стенкой корпуса металлическую демпфирующую оправу, толщину которой определяют по соотношению, связывающему коэффициенты теплопроводности материала входного окна и материала демпфирующей оправы и толщину входного окна, зазор между входным окном и металлической демпфирующей оправой заполнен связующим материалом - металлическим припоем или стеклоцементом, а металлическая демпфирующая оправа соединена сваркой по всему периметру со стенкой герметичного корпуса, отличающийся тем, что входное окно выполнено монолитным, имеющим цилиндрическую часть, направленную к излучению, и плоскую часть, опирающуюся на оправу, при этом толщины оправы и плоской части входного окна связаны соотношениемA sealed stainless steel case containing an entrance window made of a material that is transparent in a given optical range, a metal damping frame installed between the entrance window and the case wall, the thickness of which is determined by the ratio connecting the thermal conductivity coefficients of the input window and the damping frame material and the thickness of the entrance window, the gap between the entrance window and the metal damping frame is filled with a binder material - metal solder or glass cement, and a metal damper iruyuschaya rim coupled by welding around the perimeter of the wall of a sealed enclosure, characterized in that the input window is made monolithic, having a cylindrical portion directed toward radiation, and the flat portion resting on the rim, the rim and the thickness of the flat portion of the input window are related by
Figure 00000008
,
Figure 00000008
, где ho - толщина металлической демпфирующей оправы;where h o is the thickness of the metal damping frame; λok - коэффициент теплопроводности материала входного окна;λ ok is the coefficient of thermal conductivity of the material of the input window; hok -толщина плоской части входного окна;h ok - the thickness of the flat part of the input window; λo - коэффициент теплопроводности материала металлической демпфирующей оправы.λ o - the coefficient of thermal conductivity of the material of the metal damping frames.
RU2017112391U 2017-04-12 2017-04-12 Sealed enclosure RU177326U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112391U RU177326U1 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Sealed enclosure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112391U RU177326U1 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Sealed enclosure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU177326U1 true RU177326U1 (en) 2018-02-15

Family

ID=61227338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017112391U RU177326U1 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Sealed enclosure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU177326U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5095386A (en) * 1990-05-01 1992-03-10 Charles Lescrenier Optical system for generating lines of light using crossed cylindrical lenses
US5685636A (en) * 1995-08-23 1997-11-11 Science And Engineering Associates, Inc. Eye safe laser security device
RU2197010C1 (en) * 2001-11-20 2003-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение специальных материалов" Portable laser protective device
RU2293005C1 (en) * 2005-06-17 2007-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт по оборудованию для шинной промышленности" ОАО "НИИШИНМАШ" Installation for working by laser

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5095386A (en) * 1990-05-01 1992-03-10 Charles Lescrenier Optical system for generating lines of light using crossed cylindrical lenses
US5685636A (en) * 1995-08-23 1997-11-11 Science And Engineering Associates, Inc. Eye safe laser security device
RU2197010C1 (en) * 2001-11-20 2003-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение специальных материалов" Portable laser protective device
RU2293005C1 (en) * 2005-06-17 2007-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт по оборудованию для шинной промышленности" ОАО "НИИШИНМАШ" Installation for working by laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4879450A (en) Laser welding technique
US9775226B1 (en) Method and system for generating a light-sustained plasma in a flanged transmission element
EP2162774B1 (en) Device of cooling an optical component.
EP2888790B1 (en) High power solid-state laser with replaceable module for uv generation
Leroux et al. Wavefront degradation of a 200 TW laser from heat-induced deformation of in-vacuum compressor gratings
US4734913A (en) Unitary solid-state laser
TWI630637B (en) Plasma cell with floating flange
JP6095495B2 (en) Optical element sealing structure for laser ignition device, method for manufacturing the same, and laser ignition device
US20020110166A1 (en) Method and system for cooling a laser gain medium
US7724453B2 (en) Vacuum cell for optical components
Nagisetty et al. Lasing and thermal characteristics of Yb: YAG/YAG composite with atomic diffusion bonding
RU177326U1 (en) Sealed enclosure
JP2007067123A (en) Laser pulse compressor
RU166242U1 (en) SEALED HOUSING
JP2020514793A (en) High temperature optical molecular contamination prevention getter system
GB1040106A (en) Optical lens device
JPH0139667B2 (en)
RU188876U1 (en) Spatial filter for powerful multi-stage laser amplifiers
US4594716A (en) Conduction cooled solid state laser
US3566300A (en) Optical means for production of laser emission
RU2607269C1 (en) Device for compensation of thermal expansion of cooling liquid of solid-state laser active member (versions)
RU150289U1 (en) TV CAMERA
JP2823800B2 (en) Light source device
CN118202440A (en) Broadband laser pumping plasma light source
JP2007289992A (en) Laser beam machining apparatus