Электростатический ленточный ускоритель заряженных частиц

Авторы патента:

H05H5/04 - возбуждаемые электростатическими генераторами, например генератором Ван-де-Граафа

Использование: в высоковольтной технике , в частности в электрических генераторах высоковольтных ускорителей. Сущность изобретения: ускоритель содержит котел 1 опорную изолирующую колонну 2 высоковольтного генератора, высоковольтный электрод генератора - кондуктор 3, зарядно-разрядный блок 4, ускорительную трубку 5, источник заряженных частиц 6, градиентные стержни 7 и ленточный транспортер заряженных частиц 8, состоящий из ведущего и ведомого шкивов бесконечной ленты, охватывающей шкивы, привода и натяжного узла. Ведущий и ведомый шкивы огибаются бесконечной лентой с П-образным поперечным сечением, имеющей на контактной поверхности выступы по краям, а шкивы в свою очередь имеют кольцевые проточки, форма которых соответствует форме выступов . 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 05 Н

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4735906/21 (22) 11.09.89 (46) 30.09.92. Бюл. N. 36 (71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им. B,È.Ëåíèíà (72) Д.В.Муриков, П.А.Василега и Г.M,Ãîëîфост (56) А.К.Вальтер и др. Электростатические ускорители заряженных частиц. M., Гос. изд, по атомной науке и технике ГКСМ СССР по использованию атомной энергии, 1963, с,211, рис.VI-7, А.К.Вальтер и др. Электростатические ускорители заряженных частиц, М„Гос. изд, по атомной науке и технике, ГКСМ СССР по использованию атомной энергии, 1963, с.211, рис. Vl-8, (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЛЕНТОЧНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к высоковольтной технике и касается конструкции привода и ленты ленточного транспортера заряженных частиц электростатических генераторов и высоковольтных ускорителей на их основе.

Известен электростатический ленточный ускоритель заряженных частиц, содержащий вЂ” разъемный сосуд высокого давления, опорную изолирующую колонну высоковольтного генератора, высоковольтный электрод генератора (кондуктор), зарядно-разрядный блок, ускорительную трубку, источник заряженных частиц, делитель напряжения, градиентные стержни и ленточный транспортер заряженных частиц, состоящий из ведущего и ведомого Ж 1765866 А 1 (57) Использование: в высоковольтной технике, в частности в электрических генераторах высоковольтных ускорителей. Сущность изобретения: ускоритель содержит котел 1, опорную изолирующую колонну 2 высоковольтного генератора, высоковольтный электрод генератора вЂ” койдуктор 3, зарядно-разрядный блок 4, ускорительную трубку

5, источник заряженных частиц 6, градиентные стержни 7 и ленточный транспортер заряженных частиц 8, состоящий из ведущего и ведомого шкивов. бесконечной ленты, охватывающей шкивы, привода и натяжного узла, Ведущий и ведомый шкивы огибаются бесконечной лентой с П-образным поперечным сечением, имеющей на контактной поверхности выступы по краям, а шкивы в свою очередь имеют кольцевые проточки, форма которых соответствует форме выступов. 3 ил, шкивов и бесконечной ленты, охватывающей шкивы привода и натяжного узла, Недостатком такого электростатическо- 0 го ускорителя заряженных частиц является (Я то, что при высоких скоростях ленты (до 30, р м/с) ленточного транспортера зарядов про-:0 исходит из-за сильного колебания ленты биение ее о градиентные стержни, что снижает надежность его работы. При этом велики габариты ускорителя, Данная конструкция электростатического ленточного ускорителя заряженных частиц является наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предполагаемому изобретению и принята за прототип.

Целью изобретения является повышение надежности работы ускорителя при

1765866

55 уменьшении его габаритов путем улучшения тягово-сцепных характеристик ленты транспортера заряженных частиц и снижения амплитуды ее поперечных колебаний.

Цель достигается тем, что в электростатическом ленточном ускорителе заряженных частиц, содержащем котел, опорную изолирующую колонну высоковольтного генератора, кондуктор, зарядно-разрядный блок, ускорительную трубку, источник заряженных частиц, градиентные стержни и ленточный транспортер заряженных частиц, состоящий из ведущего и ведомого шкивов с бесконечной лентой, привода и натяжного узла, согласно изобретению, поперечное сечение бесконечной ленты транспортера заряженных частиц выполнено П-образной формы с краевыми выступами, а на ведущем и ведомом шкивах выполнены кольцевые проточки по форме краевых выступов с возможностью сопряжения с ними.

Выполнение поперечного сечения бесконечной ленты транспортера заряженных частиц П-образной формы с краевыми выступами позволило повысить ее виброустойчивость вследствие увеличения жесткости ленты в поперечном направлении, что дало возможность снизить амплитуду ее поперечных колебаний при скоростях ленты до 30 м и более и предотвратить биение ленты о градиентные стержни.

Выполнение на ведущем и ведомом шкивах проточек по форме краевых выступов с возможностью сопряжения с ними позволйло улучшить тягово-сцепные характеристики ленты и шкивов. что позволило передавать на ведомый шкив увеличенный момент при более высокой скорости и исключить сбегания ленты со шкивов, Для передачи того же заряда можно уменьшить габариты транспортера, а соответственно и ускорителя. Все это позволяет повысить надежность рабЬты ускорителя заряженных частиц и уменьшить его габариты.

На фиг.1 изображена схема электростатического ленточного ускорителя заряженных частиц; на фиг.2 вЂ” ленточный транспортер заряженных частиц; на фиг.3вЂ” сечение А-А на фиг.2.

Электростатический ленточный ускори.тель заряженных частиц содержит: котел

1 вЂ” разъемный сосуд высокого давления, опорную изолирующую колонну 2 высоковольтного генератора, высоковольтный электрод генератора - кондуктор 3, зарядноразрядный блок 4, ускорительную трубку 5, источник заряженных частиц 6, градиентные стержни 7 и ленточный транспортер зарядов 8, состоящий из ведущего 9 и ведомого 10 шкивов, бесконечной ленты 11, охватывающей шкивы, привода 12 и натяжного узла 13. Ведущий 9 и ведомый 10 шкивы огибаются бесконечной лентой 11, поперечное сечение которой выполнено П-образной формы, на контактной поверхности 14 которой имеются краевые выступы 15, В свою очередь на ведущем 9 и ведомом 10 шкивах выполнены кольцевые проточки 16 по форме краевых выступов 15 с возможностью сопряжения с ними. Одной из возможных форм выступов 15 и проточек 16 может быть трапецеидальная, Электростатический ленточный ускоритель заряженных частиц работает следующим образом.

На ленту 11 транспортера зарядов 8 с помощью зарядно-разрядного блока 4, расположенного в нижней части котла 1, наносится статический заряд, который переносится лентой 11 и снимается с помощью зарядно-разрядного блока 4, расположенного на опорной изолирующей колонне 2, и накапливается на высоковольтном электроде генератора вЂ” кондукторе 3.

Под действием высокого напряжения заряженные частицы от источника заряженных частиц 6 разгоняются в ускорительной трубке 5 и направляются для практического применения, Градиентные стержни 7 позволяют равномерно распределять поле вдоль транспортера зарядов 8, Движение лейты 11 транспортера зарядов 8 осуществляется с помощью привода

12 и ведущего шкива 9, Ведомый шкив 10 приводится во вращение движущейся лентой 11, Натяжной узел 13 приводит ленту 11 в состояние заданного натяжения. Наличие на контактной поверхности 14 ленты 11 выступов 15 по краям и проточек 16 на шкивах

9 и 10 позволяет увеличить скорость ленты свыше 30 м/сек, что при уменьшенных габаритах установки позволяет накапливать на кондукторе 3 необходимый потенциал, резко уменьшить поперечные колебания ленты

11, что предотвращает биение ее об градиентные стержни 7, стабилизируя распределение потенциала вдоль ускорительной трубки 5, а также потенциал на кондукторе

3. Все это позволяет повысить надежность работы электростатического ленточного ускорителя заряженных частиц, Предлагаемая конструкция электростатического ленточного ускорителя заряженных частиц имеет по сравнению с прототипом следующие преимущества: повышена надежность работы ускорителя; уменьшены габариты ускорителя.

1765866

Формула изобретения

Электростатический ленточный ускоритель заряженных частиц, содержащий котел, опорную изолированную колонну высоковольтного генератора, кондуктор, зарядно-разрядный блок, ускорительную трубку, источник заряженных частиц, градиентные стержни и ленточный транспортер заряженных частиц, состоящий из ведущего и ведомого шкивов с бесконечной лентой, привода и натяжного узла, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы ускорителя при уменьшении его габаритов путем улучшения тягово-сцепных характеристик ленты транспортера за5 ряженных частиц и снижения амплитуды ее поперечных колебаний, поперечное сечение бесконечной ленты транспортера заряженных частиц выполнено П-образной формы с краевыми выступами, а на ведущем

10 и ведомом шкивах выполнены кольцевые проточки по форме краевых выступов с возможностью сопряжения с ними.

1765866

11 14

Фиг, 3

Составитель Д.Муриков

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Т.Орловская

Заказ 3387 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Электростатический ленточный ускоритель заряженных частиц

Система транспортировки зарядов электростатического генератора // 626661

Устройство для создания струйной парометаллической мишени // 619069

Коммутирующая система электростатического генератора // 529568

Электростатический генератор // 528712

Патент 338179 // 338179

Секционированная опорная колонна электростатического генератора // 335796

Патент 153982 // 153982

Устройство для генерации импульсного электронного пучка // 2120706

Изобретение относится к технике генерации импульсных электронных пучков и может быть использовано при разработке генераторов электронных пучков и рентгеновских импульсов

Генератор высоковольтных импульсов наносекундной длительности // 2233538

Изобретение относится к области сильноточной высоковольтной электроники и может использоваться, например, для накачки лазеров на самоограниченных переходах

Сильноточный импульсный ускоритель // 2059345

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для получения сильноточных пучков заряженных частиц с токами в десятки килоампер, энергией до нескольких мегаэлектронвольт и длительностью импульса 10-100 нс

Ускоритель заряженных частиц // 2073966

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к ускорителям прямого действия с индуктивным накопителем энергии и электрически взрывающимися проводниками (ЭВП)

Генератор импульсов напряжения // 2090020

Изобретение относится к области мощной частотно-импульсной техники и может быть использовано для генерации импульсов мегавольтного диапазона с частотой до нескольких килогерц, применяющихся для питания ускорителей, электроискрового разрушения пород, создания гидроударных волн и т.д

Способ оценки распределения ионного пучка перезарядного электростатического ускорителя на облучаемом образце // 2515466

Изобретение относится к ускорителям низких и средних энергий различного назначения и, в частности, к электростатическим ускорителям. Заявленный способ включает извлечение ионизированных исследуемым пучком частиц остаточного газа в электрическом поле конденсатора, формирование извлеченных ионизированных частиц в ленточный пучок при помощи щели, отклонение электрическим полем конденсатора ионизированных частиц ленточного пучка в зависимости от их энергии, а также формирование двухмерного изображения сечения исследуемого ионного пучка путем подачи извлеченного ленточного пучка на электронно-оптический преобразователь, состоящий из усилителя на микроканальных пластинах и покрытой люминофором пластины и регистрацию оптического изображения с помощью видеокамеры. Оптическую ось видеокамеры позиционируют относительно экрана датчика изображения сечения пучка. На экран датчика наносят тестовую геометрическую фигуру, которую сравнивают с эталонной геометрической фигурой, заложенную в программном алгоритме вычислительной машины, после чего продолжают юстировку видеокамеры до момента совпадения форм эталонной и тестовой геометрических фигур. Технический результат заключается в повышении точности оценки распределения ионного пучка. 3 ил.

Высоковольтный источник постоянного напряжения и ускоритель частиц // 2551364

Изобретение относится к высоковольтному источнику (81) постоянного напряжения, содержащему набор конденсаторов с первым электродом (37), к которому приложен первый потенциал, с вторым электродом (39), который расположен концентрично к первому электроду и к которому приложен второй потенциал, отличающийся от первого потенциала, с несколькими расположенными концентрично друг другу промежуточными электродами (33), которые расположены концентрично друг другу между первым электродом (37) и вторым электродом (39) и которые могут быть приведены на последовательность нарастающих ступеней потенциала, которые находятся между первым потенциалом и вторым потенциалом, переключающее устройство (35), с которым соединены электроды (33, 37, 39) набора электродов, и которое выполнено таким образом, что при работе переключающего устройства (35) расположенные концентрично друг другу электроды (33, 37, 39) набора электродов могут приводиться на нарастающие ступени потенциала, причем расстояние между электродами (33, 37, 39) набора конденсаторов уменьшается по направлению к центральному электроду (37). Кроме того, изобретение относится к ускорителю с подобным высоковольтным источником постоянного напряжения. Технический результат - повышение напряжения источника питания и энергии заряженных частиц. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Высоковольтный источник постоянного напряжения и ускоритель частиц // 2567373

Изобретение относится к высоковольтному источнику постоянного напряжения, содержащему набор конденсаторов с первым электродом (37), который может быть приведен на первый потенциал, с вторым электродом (39), который расположен концентрично к первому электроду (37) и может быть приведен на второй потенциал, отличающийся от первого потенциала, с по меньшей мере одним промежуточным электродом (33), который расположен концентрично между первым электродом (37) и вторым электродом (39) и который может быть приведен на промежуточный потенциал, который находится между первым потенциалом и вторым потенциалом. Переключающее устройство (35) для заряда набора конденсаторов соединено с электродами (33, 37, 39) набора электродов и выполнено таким образом, что при работе переключающего устройства (35) расположенные концентрично друг другу электроды (33, 37, 39) набора электродов могут приводиться на нарастающие ступени потенциала. Переключающее устройство (35) набора конденсаторов включает в себя электронные лампы (63), в особенности управляемые электронные лампы. Изобретение также относится к ускорителю частиц с подобным высоковольтным источником постоянного напряжения. Технический результат - повышение стабильности работы и энергии ускоренных частиц. 2 н.п. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Высоковольтный электростатический генератор // 2625335

Изобретение относится к области высоковольтных электростатических ускорителей частиц. Высоковольтный электростатический генератор содержит узел концентрических электропроводящих полуоболочек (10), разделенных экваториальным зазором (14), по существу с цилиндрической симметрией относительно оси (А-А). Вблизи экваториального зазора (14) краевые области (16), по меньшей мере, выбранного поднабора полуоболочек (20) выполнены определенной формы, при которой краевые области радиально внешних полуоболочек (106, 116) поднабора расширяются радиально в сторону от оси, а краевые области (16) радиально внутренних полуоболочек (101, 111) поднабора расширяются радиально внутрь таким образом, что расширяющиеся краевые области являются по существу выровненными параллельно линиям (18) равных электростатических потенциалов вблизи этих краевых областей (16). Технический результат - снижение электростатического напряжения в окрестности расширяющейся краевой области. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.