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Absorber


Intensity Absorber - Photon Shutter

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Technische Beschreibung


The Absorber serves to absorb the synchrotron radiation and to carry away the related heat capacity of the absorber body by way of water cooling.

The absorber insert consists of

  • the basic flange (DN 100 CF),
  • the absorber body,
  • in standard design made of OFHC copper or Glidcop®,
  • an OFHC copper coil (6 x 1) vacuum-brazed to the back and serving as water cooling,
  • -a bar-like support assembly which is atmospherically sealed using a membrane bellows, and
  • -a pneumatic cylinder equipped with 2 proximity switches used as end switches.

The pneumatic cylinder is double-acting. In case of a loss of media (compressed air, voltage) the absorber moves into the beam path.
The electrical proximity switches can be exchanged against mechanical micro switches.
The positioning and arrangement of the intensity absorber in the front end is made together with a 150l/s ion pump, the all-metal gate valve, a fast-closing valve and a small chamber on a separate steel column with an x, y, z adjusting frame.

Technische Daten


Overall dimensions
-Base flange:
-Height:

CF 100 ( bigger O.R. )
about 750 mm

Active length in beam direction: appr. 80 mm

Aperture: appr. 20 x 10 mm2

Heat load: appr. 4 kW

Absorber material: OFHC-Copper or Glidcop®

Absorber stroke: 50 mm

Cooling water connection: Swagelok

Cooling water pipe: tube 6x1, copper

Leakage rate: <1 x 10-10mbar • l • s-1

Compressed air: 6 bar



 

Radiation Absorber

Wedge Plates or Crotch Absorber

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Technische Beschreibung


Wedge plates absorbers (also referred to as Crotch absorbers) are absorbers predominantly inserted in the crotch part of a dipole chamber. They are suitable for wide flat shaped photon beams with high total powers as well as for high power densities.
A wedge plates absorber consists of two separate plates fixed in a base flange. Each plate has a number of parallel wedges with intermediate grooves on the absorbing side. The wedges of each plate fit the grooves of the other plate without contact. The plates can expand under heat load with moderate stress generation (S. Hermle et al; Proceedings of PAC 1999, New York, p.1360-1362). For radiation the gap between the plates is fully closed apart from the customer specified aperture(s).
Size and geometry of the plates will be adapted to the beam characteristics at the place of the absorber in order to achieve safe absorption.
The plates are made of a copper material and can be water-cooled independently or in-line to resist the thermal load of the radiation source.

Technische Daten


Type:
Wedge plates absorber insert

Number of plates: 2

Plate material: OFHC-Copper / Glidcop on request

Plate design and dimensions: Suggested by FMB,
dependent on beam specifications at installation position

Number. of apertures /
aperture dimensions:

As specified by customer

Maximum absorbed power /
thermal power density:
5 kW and more, dependent on space available at
installation position / up to 50 W/mm² (with Glidcop,
design-dependent)

Cooling: Water cooling

Cooling scheme: Plates independent or in-line by outer connection

Base flange: DN 63/100/150 CF fixed  (others on customer request)

Flange material: 1.4429 (similar 316LN)  (others on customer request)

FEA calculation:
FEA calculation report for thermal and stress analysis

Temperature measurement:
(optional)

1 / 2 thermocouple K-type in plate(s),
Feedthrough miniature TC flat pin
(others on customer request)

Manual aligner (optional):

Manual absorber alignment;
normal to port ± 3 mm (resolution < 0.1 mm), tilt ± 2 deg

Figures


Figure 1

Photon Absorber in a Quadrupole Chamber
(PSI – SLS)


Figure 2

Splitted Crotch Absorber


Figure 3

Straight Vacuum Chamber Riva- CGM2
incl. two absorbers (PSI – SLS)



 



Gerade Kammern


Narrow Gap Vessels

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Technische Beschreibung


Für den DLS Auftrag wurden insgesamt 10 Aluminiumkammern mit Bimetall–CF– Flanschen hergestellt:
– 8 Stück mit einer Länge von 947mm und
– 2 Stück mit einer Länge von 4900mm.
– Diese Kammern wurden mit passgenauen Ausheizjacken der Fa. Horst ausgeliefert.
– Im Speicherring lagern diese Kammern auf so genannten „Stands“. Diese Stands haben oben einen justierbaren Spannmechanismus, wo an beiden Außenseiten die Al– Kammer festgeklemmt und damit gehalten werden.

Zu jeder Kammer gehören:
– 1 Profil,
– 2 CF– Bimetall– Flansche,
– 4 Stiffener,
– 4 Verschlussstopfen,
– 4 Swagelok– Einschraub– Verschraubungen,
– 1 passgenauer Strong Back und
– eine NEG– Coating– Innenbeschichtung.

Das eigentliche Kammerprofil ist ein stranggepresstes Aluminiumprofil (by extrusion) und hat die Außenabmessungen von 208mm x 20mm.
In der Mitte befindet sich ein elliptischer Kanal in den Abmessungen 74mm x 11mm.
Links und rechts von dieser Ellipse befindet sich je ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 6mm. Diese werden im eigentlichen Einsatz im Speicherring zur Wasserkühlung des Kammerprofils verwendet.
An den Profilenden sind diese Kanäle mittels Stopfen verschlossen.
Das notwendige Kühlwasser wird über je 2 zusätzliche Bohrungen (eingebracht von der schmalen Außenseite des Profils) in diese Längskanäle geleitet.
Die Anschlussverschraubungen sind Einschraubverschraubungen von SWAGELOK.
Als geeignete Dichtung kommt eine flexible Al– Dichtung zum Einsatz.

Als Anschlussflansche wurden Bimetall– Blindflansche der amerikanischen Fa. ATLAS verwendet.
Diese Flansche bestehen am Flansch– Face aus hochwertigem rostfreien Edelstahl (316L) und an der Rückseite aus einer gut schweißbaren Al– Legierung (aus 6061–T6).
Beide Flanschhälften sind mittels „Explosion Bonding Process“ miteinander verbunden. Beim Bonden werden noch Titan und Kupfer als „Verbindungswerkstoff“ zwischen Edelstahl und Kupfer verwendet. Diese Verbindungswerkstoffe werden als dünne Bleche verwendet.

Flansche und Kammerprofil sind mittels HF und WIG (TIG) verschweißt. Zur zusätzlichen Stabilisierung der Schweißnähte werden so genannte „Stiffener“ zwischen dem Außendurchmesser des Flansches und dem Kammerprofil eingeheftet. Darüber hinaus wird empfohlen, jeden Transport nach der mechanischen Endfertigung mittels eines „maßgeschneiderten“ Strong Backs durchzuführen.


Dieser besteht aus:

je zwei Transitblöcke (Das sind zwei massive Al– Platten, die über Formschluss an den beiden Enden der Al– Kammer ober– und unterhalb miteinander verspannt und gleichzeitig an deren Stirnseiten gegen die Rückseite des Bimetallflansches befestigt werden. Damit wird gewährleistet, dass die Rechtwinkligkeit der Bimetallflansche zur Kammerachse in beiden Richtungen quer zur Strahlachse erhalten bleibt und die Al– Schweißnaht gegen Überbelastung ist.) und
einem Verbindungsprofil. Je nach Länge der Al– Kammer werden noch zusätzlich aufklappbare Halterungen and dieses Profil geschweißt, die eine Durchbiegung der gesamten Kammer verhindern.
Transitblöcke und Verbindungsprofil sind eine Einheit und miteinander verschraubt.


Innenbeschichtung der Al– Kammer – NEG (non– evaporable getters) – Coating (Schichtdicke ca. 1µm)

Getter sind Materialien, die in der Lage sind, Gasmoleküle durch chemische Kräfte zu adssorbieren.
Vor der NEG– Innenbeschichtung der Vakuumkammer muss diese gemäß einer speziellen Technologie des CERN gereinigt werden, um die natürliche Oxidschicht komplett aufzulösen. – Bei Raumtemperatur können NEG den Großteil der Gase, ausgenommen Edelgase und Methan und andere leichte Kohlenwasserstoffe, auspumpen. NEG–Dünnfilme bieten zahlreiche Vorteile im Vergleich zu gut bekannten NEG–Streifen und –Pumpen: – Sie fangen die vom Trägermaterial ausgehenden Gase. – Nach der Aktivierung ist der NEG–Film eine saubere Metallfläche, was eine hohe Pumpgeschwindigkeit sowie eine geringere Ausgasung (sowohl thermisch als auch Ionen–/Photonen–/Elektronen–induziert) ermöglicht.
Diese NEG– Schichten benötigen keinen Platz, keine elektrischen Durchführungen und Isolierungen.

Technische Daten


Kammerlänge:     4900mm (2x) und 947mm (8x) – für DLS

Schichtdicke:     Ca. 1 µm (Schwankungen ±20%)
Das innen liegende elliptische Profil (74mm x 11mm) wurde mittels 3 Elektroden gleichzeitig beschichtet.
Entsprechend der unterschiedlichen Entfernungen zu den Elektroden ergeben sich Schichtdickenschwankungen.
Die erreichte Schichtdicke wurde auf einem Testcoupon nachgewiesen.

Beschichtungsfirma:     SAES Getters in Lainate / Italien

Anzahl der möglichen Aktivierungen der Schicht:     Ca. 20-mal

Kunde & Zeitraum


Kunde:

Diamond Light Source DLS

Realisierungszeitraum:

Februar 2006 bis Juni 2006
 

Diverse Gerade Kammern




Dipolkammern


Diverse Dipolkammern




Frontend Komponenten


X09L front end components

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Technische Beschreibung


9LFE front end components for canted beamlines XIL and SIS.

Kunde & Zeitraum


Kunde:

Swiss Light Source (PSI)
Realisierungszeitraum:

2008 - 2009

 



Diverse Speicherring Komponenten