Вакуумная газоразрядная печь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. i (И)8 Н 05 В 7/18

ГОСУДАРСТВВ+Ый КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

«О

CB

Q3 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4761267/02, (22) 21 ° 11.89 (46) 30.01.92. бал. I4 4 (71) Московский энергетический институт (72) В.Р.Коринец. А.М.Кручинин, Ф.И.Преснов, В.С,Литвинчук, А.В;Лактионов, ВХЛарькин и А.Г.Мянник (53) 621.791.042(088.8) (56) Свенчанский А.А. и др. Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева; M.: Металлургия. 1981, с.265-267.

Патент Франции

М 1541788, кл. Н 01 J 37/00, 1967. (54) ВАКУУМНАЯ ГАЗОРАЭРЯДНАЯ ПЕЧЬ (57) Изобретение относится к электрометэл-. лургии, в частности к конструкциям устайовок для нагрева металлов с испол ьзованием вакуумных источников нагрева. Цель изо„, ЯХ, 1709557 А1 бретения — повышение надежности работы печи и эффективности нагрева, а также снижение эрозии катода. Вакуумная газоразрядная печь содержит вакуумную камеру 1, средства откачки и установленный в камере источник нагрева с полым катодом 2. соединенный с источником питания постоянного тока 3. Перпендикулярно продольной оси катода 2 и под ниь1 установлен металлический водоохлаждаемый токоуправляемый дефлектор 4 со сквозным отверстием 5. соединенный с источником питания переменного тока 6; С катодом дефлектор соединен через токоограничивакяций резистор 7. Токоведущие части печи изолированы от камеры 1 изоляторами 9. Вакуумная газоразрядная печь позволяет повысить КПД на

20, снизить эрозию катода в 2-3 раза, увеличить надежность работы. 1 ил.

1709557

15 рабочего разряда источника электронагре- 20

35

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к конструкциям установок для нагрева металлов с использованием вакуумных источников нагрева.

Цель изобретения — повышение надежности работы печи и эффективности нагрева, а также снижение эрозии катода.

На чертеже дана вакуумная газоразрядная печь.

Вакуумная газоразрядная печь содержит вакуумную камеру 1 со средствами откачки и установленными в ней источник электронагрева с полым катодом 2 и нагреваемый металл в качестве анода, соединенные с источником 3 электропитания постоянного тока, а также установленный перпендикулярно продольной оси катода 2 металлический водоохлаждаемый токоуправляемый дефлектор 4 с прорезью 5 для ва, соединенный с выводами источника 6 электропитания переменного тока.

Дефлектор 4 соединен с катодом 2 через токоограничивающий резистор 7. Источник электронагрева с катодом 2, дефлектор 4 и подставка 8 для металла электрически изолированы от камеры 1 посредством изоляторов 9.

Дефлвктор 4 может быть выполнен в виде трубы с прорезью вдоль ее оси, в виде двух параллельных труб, концы которых электрически соединены при помощи фланцев, в виде диска с круглым центральным отверстием и двумя диаметрально противоположными и сдвинутыми относительно друг друга на прямой угол парами токоподводов„соединенными с выводами источника электропитания, выполненного двухфазным, с фазами, сдвинутыми на 90 С, в виде взаимно перпендикулярной крестовины с круглым центральным отверстием, в виде расположенных взаимно перпендикулярно двух пар параллельных труб. Причем концы каждой пары электрически соединены с помощью фланцев.

Вакуумная газоразрядная печь работает следующим образом.

Обрабатываемый металл располагают на подставке 8 и в камере 1 создают разрежение 0,10-10 Па. В полость катода 2 подают плазмообразующий газ, в качестве которого применяют гелий, аргон, азот и их смеси. Известным способом посредством пробоя х разрядного промежутка зажигают разряд 10 между катодом 2 и анодом 8. При этом источник 3 электропитания постоянного тока обеспечивает протекание тока разряда в диапазоне до нескольких килоампер.

Электроны разряда бомбардируют поверхность металла и нагревают ее. Включают

55 источник 6 электропитания переменного тока и пропускают ток через дефлектор 4. При этом дефлектор 4 создает изменяющееся во времени и по знаку магнитное поле прямолинейного проводника с током. Величина этого поля максимальная вблизи поверхности дефлектора 4 и уменьшается при удалении от него. Так как магнитное поле искривляет разряд 10, то величина этой деформации разряда будет максимальна у поверхности дефлектора 4, «де величина этого поля наибольшая, кроме того, принимая во внимание замкнутый вихревой характер магнитного поля, следует отметить, что деформация разряда 10 над и под дефлектором 4 будет направлена в противоположные стороны, что обеспечивает минимальную деформацию разряда в областях вблизи катода и анода, а это, в свою очередь, повышает устойчивость горения разряда 10 и обеспечивает надежность работы печи. Так как в прорези 5, где находится разряд 10, магнитное поле также минимально, происходит параллельный сдвиг прианодной области разряда и значительно расширяется эона 3 обогрева при.сохранении формы прианодной области, обеспечивающий высокий

КПД печи. При этом наилучшие показатели по устойчивости горения разряда 10 и значению КПД, например 70-80%; достигаются при расположении дефлектора 4 на равном расстоянии от поверхностей катода 2 и металла. Резистор 7 выравнивает потенциалы катода и дефлектора 4, снижая величину мощности, передаваемой разрядом 10 дефлектору 4.

Для ряда осуществляемых в вакуумных печах технологических процессов, например при обогреве жидкометаллической ванны в кристаллизаторе, сварке и наплавке, необходимо обеспечивать перемещение прианодной области разряда 10 по двум ортогональным координатам, В этом случае дефлектор выполняют в виде диска с круглым центральным отверстием, что при двухфазном источнике питания с фазами, сдвинутыми на 90О, при равных токах фаз, протекающих через токоподводы, обеспечивает перемещение прианодной области разряда по круговой траектории.

Двухкоординатное отклонение прианодной области разрядки 10,может быть осуществлено с помощью сборного дефлектора, представляющего собой пространственную крестовину в виде расположенных взаимно перпендикулярно двух пар параллельных труб, причем концы каждой пары электрически соединены с помощью фланцев. Режим параллельного смещения разряда является существенным преимуществом

1709557

Формула изобретения

Вакуумная гаэоразрядная печь, содержащая вакуумную камеру, средства откачки и установленный в камере источник нагрева

Составитель Ф. Феоктистов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор А.Долинич

Заказ 438 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 предлагаемой системы отклонения по сравнению с известными системами со знакопостоянным вдоль оси разрядам магнитным полем. КПД предложенной вакуумной гэзоразрядной печи примерно на 20 выше из вестных, эрозия катода ниже в 2-3 раза при ее высокой надежности работы. с полым катодом, соединенный с источником питания постоянного тока,.о т л и ч э ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы печи и - эффективности

5 нагрева, а также снижения эрозии катода, перпендикулярно продольной оси катода и под ним установлен металлический водоохлаждаемый токоуправляемйй дефлектор со сквозным отверстием, соединенный с

10 источником питания перемениого тока и с катодом источника нагрева через токоограничивающий резистор.