Электронно-ионный источник

 

Изобретение относится к плазменным источникам заряженных частиц дли ионной очистки изделий из тугоплавких материалов. Целью изобретения является увеличение ресурса работы источника и расширение его технологических возможностей путем улучшения условия охлаждения его элементов. Для этого в источнике система образования заряженных частиц, включающая эмиттериый цилиндрический катод 6, цилиндрический анод 9 с постоянными магнитами II, полый катод 10 с наружным оребрением, размещена в герметичной полости 3, образованной изолятором 4 и элементами самой системы, и снабжена системой каналов 26-29, а в верхней части анода выполнены радиальные отверстия 24, по которым масло заполняющее полость 3, проходя, охлаждает элементы системы образования заряженных частиц. В верхней частн полости , расположен трубопровод 40 второго контура охлаждения, охлаждающий омывающее его масло. Оребренйе стимулирует движение масла по каналам и создает эффект подсоса для нагретого масла, которое может поступать к нему через радиальные отверсти:я 24. Улучшение охлаждения системы образования и эмиссии заряженных частиц снижает ионную эрозию ее элементов и повышает ресурс. 2 ил. i СЛ С 00 О5 4 ю оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 30.06.93. Бюл. P 24 (21) 3929891! 25 (22) !9.07.85 (72) А. А. Агеев, С. Д. Братчук и В. А. Серьезнов (56) Авторское свидетельство СССР № 321065, кл. В 23 К 15/00, !980.

Авторское свидетельство СССР № 351948, кл. Н 01 J 3/02, 1983. (54) ЭЛЕКТРОННО-ИОННЪ|И ИСТОЧНИК (57) Изобретение относится к плазменным источникам заряженных частиц для ионной очистки изделий из тугоплавких материалов.

Целью изобретения является увеличение ресурса работы источника и расширение его технологических возможностей путем улучшения условия охлаждения его элементов.

Для этого в источнике система образования заряженных частиц, включающая

„SU„„1364123 А1 (51)5 Н О! J 3 02 эмиттерный цилиндрический катод 6, цилиндрический анод 9 с постоянными магнитами.l l, полый катод 10 с наружным оребрением, размещена в герметичной полости 3, образованной изолятором 4 и элементами самой системы, и снабжена системой каналов

26 — 29, а в верхней части анода выполнены радиальные отверстия 24, по которым масло; заполняющее полость 3, проходя, охлаждает элементы системы образования заряженных частиц. В верхней части полости, расположен трубопровод 40 второго конту-ра охлаждения, охлаждающий омывающее

его масло. Оребреняе стимулирует движение масла по каналам и создает эффект подсоса для нагретого масла, которое может поступать к нему через радиальные отверс- g ти1 24. Улучшение охлаждения системы образования и эмиссии заряженных частиц. снижает ионную эрозию ее элементов и повышает ресурс. 2 ил. С:!

364123

Формула изпбретекия

1

Изобретение относится к устройствам плазменных источников заряженных частиц, применяемых для ионной очистки изделий из тугоплавких металлов.

Цель изобретения -- увеличение ресурса работы источника и расширение его технологических возможностей путем улучшения условий охлаждения его элементов.

Ня фиг. l изображен предлагаемый источник, общий вид, разрез; на фиг. 2 сечение А — A на фиг. l.

Электронно-ионный источник содержит корпус 1 с извлекающим катодом 2, связанным с системой вытягивания и замкнутой полостью 3, образованной изолятором 4 для хладоагента, например масла. В донной части 5 изолятора 4 аксиально извлекающему катоду 2 закреплен связанный с системой электропитания эмиттерный катод б, состоящий из крепежной 7 и рабочей 8 частей. Рабочая часть 8 помимо катода б включает анод 9, полый катод 10, постоянные магниты 1, шайбу 12 и изолятор 13, в котором закрепляется полый катод 10. Наружная поверхность последнего представляет собой винт 14 с ребрами 15. На крепежной части ? выполнен бурт 16. Наружные поверхности бурта 16 эмиттерного катода 6, изолятора 13 и полого катода 10 установлены в одной плоскости через уплотняющук> прокладку 17, которая через изоляторы 18 стягивается болтами 19. В крепежную часть 7 эмиттерного катода 6 ввинчена его рабочая часть 8 с эмиссионным каналом 20. Для стягивания и уплотнения прокладки 21 по дну 6 изолятора 4 предназначены винты 22.

По внутренней поверхности 23 цилиндрического анода 9 между его радиальными отверстиями 24 и по внутренней поверхности 25 крепежной части 7 выполнены продольные каналы 26 и 27, сообщающиеся с продольными каналами 28 и 29, выполнейными соответственно по их наружным поверхностям 30 и 31 кольцевыми каналами 32 и 33. Нижний торец 34 винта 14 полого катода 10 закреплен ниже продольных осей 35 радиальных отверстий 24 и образует полость 36, а верхний торец 37 винта 14 — выше свободного торца 38 анода 9. !

1ри этом выход иэ полости 3 для хладоагента выполнен в виде обратного конуса 39, в основании которого закреплен трубопровод 40 с другим хладоагентом.

Источник работает следующим образом.

lIepen началом работы источника полость

3 заполняют хладоагентом, например маслом. От системы электропитания подают напряжение на корпус 1, извлекающий катод 2, осуществляющий извлечение ионов (электронов) через эмиссионный канал 20. В процессе работы источника плазма нагревает катоды 6 и 10 и анод 9 с размегцен5

2 ными в нем постоянными магнитами 1>, которые в свою очередь нагревают хладоагент, заполняющий полость 36 и каналы 26, 27, 28, 29, 32, 33. Хладоагент иэ полости 36, нагретый от полого катода 10, поднимается вверх и закрученный ребрами 15, выполненными по BHHTUBoH линии, по обратному конусу 39 попадает в зону трубопровода 40 с другим хладоагентом -- проточной водой.

Таким же образом нагретый от анода 9 и эмиттерного катода б хладоагент из кольцевых каналов 32 и 33 по их внутренним стенкам поднимается вверх по продольным каналам 26 и 27 и через продольные отверстия 24, закрученный ребрами 15, по обратному конусу 39 попадает в зону трубопровода 40 с проточной водой. Масло, перемещаясь вдоль трубопровода 40, интенсивно охлаждается и в охлажденном состоянии по стенкам изолятора 4 опускается вниз.

В результате организованного конвективного потока хладоагента, исключающего застойные явления в полостях и отсутствие пузырьков гязя, ухудшающих теплообмен, происходит регулярное охлаждение основных элементов электронно-ионного источника: анода, катодов, постоянных магнитов.

Электронно-ионный источник с продольным извлечением частиц из отражательного разряда, содержащий корпус с извлекающим катодом, и замкнутую полость для хладоагента, в верхней части которой расположен трубопровод второго контура охлаждения, а в донной части полости аксиально извлекающему катоду и друг другу закреплены эмиттерный цилиндрический катод с эмиссионным каналом, цилиндрический анод с постоянными магнитами в нижней его части и радиальными отверстиями в верхней и полый катод с . наружным оребрением, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса, работы источника и расширения его технологических возможностей путем улучшения условий охлаждения его элементов, по внутренней поверхности цилиндра анода между его радиальными отверстиями и по внутренней поверхности цилиндра эмиттерного катода выполнены продольные каналы, сообщающиеся с выполненными по их наружным поверхностям продольными каналами, оребренная поверхность полого катода выполнена в виде винта, нижний торец которого располо>кен ниже продольных осей радиальных отверстий цилиндра анода и образует с поверхностью полого катода полость, а верхний торец размещен выше свободного торца цилиндра анода, при этом выход из полости для хладоагента имеет форму обратного конуса, в основании которого расположен трубопровод второго контура охл а жде н ия.

1;и;.1 i Ä с

18

22

1 ,Г 8 20 10 f7

ЗЗ

Фпг. 1

1364123 г

29

27

Составитель В. Спиридонов

Редактор Т. Горячева Техреа И. Верес Корректор Л. Пнлипенко

Заказ 2828 Тираж Подпнсное

ВНИИПИ Государственногб комитета СССР по делам нзобретеннй и открытий

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Пронзводственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород. ул. Проектная. 4