ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ RE P U B L I K A PATENTOVÝ SPIS Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 očist. 6 zák. č. 34/197 Sb. 146771 Přihlášeno 23. VI. 1970 [PV 4379-70} PT 21 g 10/01 M'PT G 0111/16 Vyloženo 28. II. 1972 ÚŘAD PRO PATENTY A VYNÁLEZY Vydáno 1. XII. 1972 DT 39.12.082:614 JIŘÍ KOČÍ, PRAiHA Osobní signální prístroj dávek škodlivého záření X a gama 1 Vynález se týká osobního signálního přístroje dávek škodlivého záření X a gama, který včas upozorní pracovníka na nebezpečí ozáření při práci s radioaktivními látkami v průmyslu, ve výzkumných a vývojových laboratořích, jakož při obsluze zdrojů záření X a gama. Výhodou tohoto přístroje je včasné varování, aniž by se pracovník při práci rozptyloval odečítáním ručkových nebo vláknových dozimetrů a byl vázán na pracovní místo opatřené zabudovanými signálními přístroji. Přístroj podle vynálezu tudíž plní preventivní ochranu pracovníka, je lehký, je funkčně spolehlivý při práci v různých prostředcích a v širokém rozmezí teplot a vlhkostí. Stávající známé přístroje tohoto druhu jsou od r. 198 prováděny na příklad jako intenzimetry s použitím miniaturních Geiger-Miillerových trubic nebo jako dozimetry s ionizační komorou. V přístrojích jsou vesměs vestavěny zdroje, jež ovšem jednak zvyšují váhu přístrojů, jednak po celou pracovní dobu je jejich energetický systém v činnosti. Tyto přístroje jsou poměrné a tomu odpovídá též jejich váha. Účelem vynálezu je odstranění většiny nedostatků a nevýhod známých konstrukcí těchto přístrojů, zejména odstranění energetického systému, popřípadě jeho podstat- 2 né zjednodušení; vlivem toho a vlivem použití otřesuvzdorné konstrukce elektrostatického relé se podaří snížení jak rozměrů, tak váhy přístroje. Zároveň je účelem vynálezu zajistit podstatné zvýšení spolehlivosti činnosti přístroje a snížení jeho poruchovosti. Předmětem vynálezu je osobní signální přístroj dávek škodlivého záření X a gama, io který včas upozorní pracovníka na nebezpečí ozáření při práci s radioaktivními látkami. Je vytvořen z elektricky vodivé, na příklad z hliníkové trubky, jejíž dutina je na jedné straně uzavřena odnímatelným víč- 1 20 3fl kem, na druhé straně je dutina uzavřena systémem otřesuvzdorného relé. Tento systém je vytvořen z hliníkového kroužku zasazeného do trubky, v němž je centrický upravena izolační průchodka z materiálu s vysokou hodnotou izolačního odporu, na příklad z teflonu. V průchodce je upevněn koovový tyčový přívod, který je kratší než osová délka dutiny trubky, a tedy se nedotýká odnímatelného víčka. K tyčovému přívodu je vodivě a mechanicky připojena elektroda, upevněná k izolační průchodce na opačné straně, než je tyčový přívod. Elektroda je menšího průměru, než je průměr izolační průchodky, popřípadě vnitř- ní průměr hliníkového kroužku z důvodu 14 6 7 7 1
3 dosažení maximálního izolačního odporu teflonové průchodky. Ke hliníkovému kroužku je mechanicky, pomocí příložky, ve tvaru kruhového segmentu a šroubů připevněna elastická kotva otřesuvzdorného relé, jež je zhotovena ze slídového^ pásku o tloušťce menší než mikronů. Šířka pásku je asi poloviční než jeho délka. Pásek je na straně odvrácené od elektrody pokoven, s výhodou na příklad je pozlacen, takže je elektricky dobře vodivý; je vodivě spojen s hliníkovým kroužkem a vlivem toho s hliníkovou trubkou. Do hliníkové trubky je dále zasazen a ke hliníkovému kroužku na příklad šrouby upevněn váleček z izolantu běžné jakosti. V tomto izolačním válečku je vytvořena na příklad válcová dutina v prostoru nad elektrodou a elastickou kotvou ze slídového pásku. Ke dnu dutiny v izolačním válečku je upevněn svým jedním koncem pružný kovový pásek, který u svého druhého konce je ohýbán a vychylován ze základní polohy stavěcím šroubem, jehož matice je upravena v izolačním válečku. Stavěči šroub je přístupný zvenčí na čelní straně válečku z izolantu. Zároveň je upraven elektrický přívod k pružnému kovovému pásku. Na opačném konci pružného kovového pásku je upevněn elektrický kontakt ve tvaru drátku ze zlata. Ve vzduchové mezeře mezi elektrodou a kotvou ze slídového pokoveného pásku je napjato vlákno z izolantu, na příklad silonové, které brání přímému dotyku kotvy a elektrody. Silonové vlákno je upevněno ke hliníkového válečku. Elektrický signální zvukový nebo světelný systém je připojen jedním pólem k vývodu pružného pásku, druhým pólem ke kontaktu vodivě spojenému s kotvou vodivou trubkou, na příklad hliníkovou. Podstata vynálezu osobního signálního přístroje dávek škodlivého záření X a gama, který včas upozorní pracovníka na nebezpečí ozáření při práci s radioaktivními látkami, spočívá v tom, že sestává z elektricky vodivé ionisační komory s elektrodovým systémem, to je z tyčového přívodu, elektrody a průchodky a z otřesuvzdorného relé, to je z elastické kotvy, pružného kovového pásku, stavěcího šroubu a napjatého vlákna a ze signálního elektroakustického nebo elektrooptického systému umístěného v krytu. Na obr. 1 je znázorněn řez rovinou, procházející osou přístroje. Základní konstrukční částí je kovová vodivá trubka 1, například hliníková, na jednom konci u- zavřená odnímatelným kovovým víčkem 2, které je do kovové vodivé trubky 1 například zašroubováno. Prostor elektricky vodivé ionizační komory 3 je uzavřen jednak odnímatelným kovovým víčkem 2, například hliníkovým víčkem, jednak kovovým vodivým kroužkem 4, například hliníkovým kroužkem, upevněným a vodivě spojeným s kovovou vodivou trubkou 1 například 14 6 7 7 1 1(1 ir ' 2(1 4 dvěma šrouby, prvým šroubem a druhým šroubem 6. V kovovém vodivém kroužku 4, například hliníkovém, je upevněna průchodka 7 z izolantu s vysokým izolačním odporem, například z teflonu. V průchodce 7 je upevněn tyčový přívod 8 ke kruhové elektrodě 9. Na vnější čelní ploše hliníkového kroužku 4 je upevněna elastická kotva 13 otřesuvzdorného relé, obdélníkového tvaru, jehož délka je asi dvojnásobná než šířka a jehož strana, které se dotýká zlatý drátek, popřípadě drátkový kontakt 11, je pokovena, například pozlacena. Pásek, popřípadě elastická kotva 10, má tloušťku menší než mikronů a je vodivě spojena a upevněna s kovovým vodivým kroužkem například s hliníkovým kroužkem, příložkou 21 ve tvaru kruhového segmentu se úvěrná šrouby 22, 23. Do kovové vodivé trubky 1 je dále zasazen a dvěma horními šrouby, levým horním šroubem 13 a pra- 3 ké kotvy 10. Ovládáním stavěcího šroubu 18 se tedy řídí poloha elastické kotvy 10. Mezi kruhovou elektrodou 9 a elastickou kotvou 10 je napjato vlákno 17, například vým horním šroubem i-i, upevněn ke kroužku 4 isolační váleček 12 z běžného izolantu, v němž je utvořena válcová dutina nad - kruhovou elektrodou 9. Ke dnu válcové dutiny v isolačním válečku 12 je přinýtován pružný kovový vodivý pásek 1, který se opírá o stavěči šroub 18, jehož matice je upravena například přímo v kroužku 12. 3o Pohyblivý konec pružného kovového vodivého pásku 1 je opatřen drátkovým kontaktem 11, například ze zlatého drátku, který dosedá na kovový, například zlatý povlak slídového pásku tak zvané elastic- silonové, které zabraňuje extrémnímu vy- 4C chýlení elastické kotvy 10 a jejímu možnému dotyku s kruhovou elektrodou S. Signální systém, například elektroakustický nebo elektrooptický, se připojuje jedním polem k přívodní levé dolní svorce 18 a * s druhým pólem k přívodní prvé horní svor- 0 60 6 ce 2, vodivě spojené s kovovou vodivou trubkou 1 přístroje. Levá dolní svorka 18 je nýtem vodivě spojena s pružným kovovým páskem 1 a přes zlatý drátkový kon- takt 11 s kovovým, popřípadě pozlaceným povrchem elastické kotvy 10, vodivě spojené s kovovou vodivou trubkou 1. V místě nad příložkou 21 je ve válečku 12 z izolantu upraveno vybrání, jež navazuje na vál- covou dutinu, v níž je uložen kontaktový systém otřesuvzdorného relé. Čárkovaně naznačený kryt 24 je nástavec, v němž je u- místěn signální elektrický systém akustický nebo optický. Na obr. 2 je znázorněn řez rovinou 19 19 a pohled směrem 20, souhlasně s obr. 1. Použité vztahové značky jsou stejné jako v obr. 1. Činnost osobního signálního přístroje dávek škodlivého záření X a gama je založena na využití silových účinků elektrostatického pole a ionizačních účinků X a ga-
ma. Nárazová ionizace paprsky X a gama v prostředí ionizační komory 3 přístroje způsobuje vybíjení elektrického náboje kondenzátoru vytvářeného prostorovým uspořádáním kruhové elektrody 3 a elastické kotvy 10. To znamená, že vlivem ionizace se snižuje napětí mezi kruhovou elektrodou 9 a elastickou kotvou 10 a klesá tím přitažlivá síla mezi nimi. Tím se mění e- 10 lastická deformace elastické kotvy 10 a poloha jejího volného konce. Těchto změn polohy je využito ke spínání elektrických obvodů při použití stavěcího šroubu 16. Elastická kotva 10 je v určité poloze podle velikosti elektrického náboje ionizační komo- 1 ry 3. Krajní pololia elastické kotvy 10, vytvořené například ze zlatého povlaku slídového pásku, je v sepnutém stavu definována polohou stavěcího šroubu 10, v rozepnutém stavu je krajní poloha elastické kotvy 10 definována dorazem, vytvořeným napjatým vláknem 17, například silonovým, jež brání přímému styku vychýlené elastické kotvy 1/0, například zlatého povlaku slídového pásku s kruhovou elektrodou 3. Z uvedeného vyplývá tento postup používání osobního přístroje: elektrostatický systém se nabíjí před začátkem pracovní směny stejnosměrným napětím 300 až 30 V, 30 a to z pomocného vnějšího zdroje, jehož dvě svorky se připojí jednak k tyčovému přívodu 8 kruhové elektrody 8, přístupnému po odnětí odnímatelného kovového víčka 2 přístroje, jednak ke svorce 13 přímo 3 vodivě spojené s kovovou vodivou trubkou 1, popřípadě s krytem 24 přístroje a ionizační komory 3. Elektrostatický systém za normálních podmínek udrží náboj, popřípadě napětí, mezi elastickou kotvou IQ a kruhovou elektrodou S po dobu aspoň 10 40 hodin. Vlivem toho se udrží také silové ú- čínky pevné kruhové elektrody S na elastickou kotvu 10 a spojení drátového kontaktu 11, například zlatého drátku a elastické kotvy IQ, se přeruší za předpokladu, 1 že stavěči šroub 16 byl před nabíjením v poloze, v níž elastická kotva 10 v základní, to je téměř nedeformované, popřípadě v téměř nevychýlené poloze se dotýká drátkového kontaktu 11. Při nabití se elastická kotva 10 vychýlí do krajní polohy definované polohou napjatého vlákna 17, například silonového. Přitom je nutno uvážit, že v důsledku toho, že nabíjecí napětí je vyšší než napětí odpovídající poloze elastické kotvy 10 v místě napjatého vlákna 17, například silonového, elastická kotva 10 působí tlakem na napjaté vlákno 17, například silonové a vliv otřesů relé se nijak 60 neprojeví, to je elastická kotva 10 zůstává v dotyku s napjatým vláknem 17, například silonovým, a nemůže nastat ani přechodné spojení drátového kontaktu 11, například zlatého drátku a elastické kotvy 10. V případě, že prostředí, v němž pracovník s 6 o- sobním přístrojem je, je ionizováno, nastane pokles náboje elektrostatického systému, napětí mezi kruhovou elektrodou 8 a elastickou kotvou 10 se sníží. Přitom elasticka kotva 10 zůstane po určitou dobu ještě ve styku s napjatým vláknem 17, například silonového, a to tak dlouho, dokud napětí neklesne na hodnotu odpovídající tomu napětí, jehož silové účinky mezi kruhovou elektrodou 9 a elastickou kotvou 10 právě stačí pro udržení elastické kotvy 10 v deformaci, při níž se elastická kotva 10 právě dotýká, ovšem bez působení tlaku, napnutého vlákna 17, například silonového. jakmile vlivem ionizace napětí a silové účinky klesají pod tuto hodnotu, připadne následkem lability polohy elastické kotvy 13 v místě napjatého vlákna 17, například silonového, dojde k pohybu elastické kotvy 10 směrem od kruhové elektrody 3, to je do míst klesajících silových účinků a elastická kotva 10, například ze zlatého povlaku slídového pásku, se vrátí do základní polohy téměř nedeformovaná. Stavěči šroub 1S se nastaví totiž záměrně clo takové polohy, aby elastická kotva 10 byla ve styku s drátkovým kontaktem 11 pod určitým tlakem, potřebným pro zajištění o- dolnosti spojení drátkového kontaktu 11 a elastické kotvy 10 proti otřesům. Sepnutím elastické kotvy 10 a drátkového kontaktu 11 se ovládá a uvádí v činnost elektroakustický nebo elektrooptický systém, který lze vytvořit uvnitř krytu ve tvaru krytu 24, naznačeného v obr. 1 čárkovaně. Z uvedeného je patrné, že otresuvzdornosti reléového systému je dosaženo zavt3- dením regulovatelného tlaku mezi elastickou kotvu 10 a drátkový kontakt 11, a to v obou krajních polohách. Přitom ve stavu sepnutém se reguluje styčný tlak elastické kotvy 10 a drátkového kontaktu 11 stavěcím šroubem 16, ve stavu rozepnutém se reguluje styčný tlak velikostí nabíjecího napětí, jež musí být vyšší než to napětí, jehož silové účinky uvedou elastickou kotvu 10 do polohy napjatého vlákna 17, například silonového. Lze tedy při činnosti relé vlivem účinku ionizace prostředí uvažovat jistý vztah a závislost mezi polohou elastické kotvy IQ, například vytvořenou ze zlatého povlaku slídového pásku, a velikostí napětí mezi kruhovou, elektrodou 9 a e- lastickou kotvou 10, přičemž tento vztah vykazuje hysterezní charakter, který se projevuje tím, že musí nastat určitý pokles napětí, popřípadě ztráta přepětí, než elastická kotva 10 přejde skokem z polohy dotyku s napjatým vláknem 17, například silonovým, z polohy rozepnuté do polohy základní, to je do polohy sepnutí s elastickou kotvou IQ, vytvořenou například ze zlatého povlaku slídového pásku a drátkového kontaktu 11, například zlatého drátku.
14 6 7 71 PREDMET PATENTU 1. Osobní signálni prístroj dávek škodlivého záření X a gama, který včas upozorní pracovníka na nebezpečí ozáření při práci s radioaktivními látkami, vyznačený tím, že sestává z elektricky vodivé ionizační komory (3) s elektrodovým systémem, to je z tyčového prívodu (8), elektrody (9 a průchodky (7), a z otřesuvzdorného relé, to je z elastické kotvy (10j, pružného kovového pásku (1). stavěcího šroubu (16] a napjatého vlákna [17], a ze signálního elektroakustického nebo elektrooptického systému umístěného v krytu (24). 2. Osobní signálni přístroj dávek škodlivého záření X a gama podle bodu 1 vyznačený tím, že ionizační komora (3) je vytvorená z kovové vodivé trubky (1), u- zavřené na jednom konci odnímatelným kovovým vĺčkern (2), na druhém konci u- zavřené kovovým vodivým kroužkem (4). který je mechanicky upevněn ke kovovo vodivé trubce {1] a s ní vodivě spojen dvěma šrouby (, 6) a do něhož je pevně zasazena průchodka (7] z izolantu s vysokou hodnotou izolačního odporu, například z teflonu, jíž prochází tyčový přívod (8) na jedné straně umístěný v ionizační komoře (3) oddálené od jejích stěn, na druhé straně opatřený kruhovou elektrodou (9), jejíž podstatná část povrchu je od povrchu průchodky (7) izolována vzduchovou mezerou. 3. Osobní signální přístroj dávek škodlivého záření X a gama pocile bodů 1 a 2, vyznačený tím, že otřesuvzdorné relé je vytvořeno jednak z elastické kotvy (10) ze slídového pásku o tlouštce menší než mikronů, jehož povrch odvrácený od elek- trody (9) je pokoven, přičemž elastická kotva (10) je upevněna ke kovovému vodivému kroužku (4), za použití příložky (21] ve tvaru kruhového segmentu a dvou šroubů (22, 23) zašroubovaných do kovového 10 vodivého kroužku (4), jednak z pružného kovového pásku (1), který je na jednom konci upevněn k izolačnímu válečku (12), na druhém konci je opatřen drátkovým kontaktem f 11) ze zlatého drátku, a který 1 je ve styku s hrotem stavěcího šroubu (16), zašroubovaným clo matice v izolačním válečku (12), který je rozebíratelně, například dvěma horními šrouby (13, 14), připevněn ke kovovému krcmžku (4), přičemž 2y nýř pro upevnění pružného kovového pásku (1) na protilehlé čelní ploše izolačního válečku (12) je zároveň pro upevnění přívodní jedné dolní svorky (18] relé, zatímco u okraje kovové vodivé trubky (1) " n9. straně přístupu ke stavěcímu šroubu (16) je vodivě upevněna druhá přívodní horní svorka (2) pro připojení druhého pólu signálního elektroakustického nebo e- lektrooptického obvodu uvnitř krytu (24). 10 dále pak v blízkosti elektrody (9), v prostoru mezi ní a elastickou kotvou (10), je napjaté silonové vlákno (17) ve směru rovnoběžném s elektrodou (9) a napříč elastické kotvy (10) otřesuvzdorného relé. 2 listy výkresů Sevcrosrnfia, n. p., provozovna 32, Most
14 6 7 71 Obr. 1
14 67 7 1 A?