Патент ссср 240887

 

О П И С А Н И Е 24ОЗЗУ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саеетскик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 23.1.1968 (¹ 1211685/26-25) Кл. 2!h, 16/60 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.11.1970. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 15.V,1970

Комитет оо делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 05b

УДК 62! .385.7-8 (088.8) Авторы изобретения!

И. А. Кононов, К. А. Нестеренков и М. И. РасшивалйинI

I !

Заявитель

ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ПУШКА

В известных электроннолучевых пушках, вакуумных установках цветной и черной металлургии катодный узел, обеспечивающий получение электронного луча, представляет собой монолитный катод из тантала или вольфрама, который нагревается сверху электронной бомбардировкой, излучаемой катодом прямого накала из вольфрамовой проволоки в виде плоской спирали, концы которой соединены с токоподводами пушки.

Электроннолучевые пушки с такой катодной системой обеспечивают получение электронного луча мощностью не более 100—

200 квт при разгоняющем напряжении 20—

30 кв.

Повышение мощности электроннолучевой пушки за счет увеличения разгоняющего !напряжения свыше 30 кв нежелательно из-за роста рентгеновского излучения и усложнения изоляции пушки и электрооборудования.

Увеличепие геометрических размВров массивного катода и катода прямого накала не позволяет повысить мощность электроннолучевой пушки из-за недостаточно равномерного нагрева массивного катода ввиду коробления спирального катода и провисания его средней, более нагретой, части.

Кроме того, известные способы крепления катодов с элементами пушки сложны и трудоемки. Они требуют специальных устройств для приварки концов спиралей к токоподводам и приспособлений для выполнения радиальных отверстий в массивных катодах при их креплении на проволочных державках и т. д., а в случае появления незначительных дефектов. например отверстий в центре катода,— замены обоих катодов со всеми вытекающими из этого трудностями.

Осмотр и регулировка отдельных элементов

10 катодной системы в собранном виде в этих конструкциях пушек затруднительны, а некоторые элементы практически недоступны для обслуживания.

Цель настоящего изобретения — повышение выходной мощности электронного луча и плоскопараллельности катода прямого накала и основного катода; быстроразъемное элвктромеханическое соединение катода прямого накала с токоподводами: свободный доступ

20 для осмотра, замены и регулировки элементов катодной системы в смонтированном виде.

Предлагаемая пушка отличается тем, что в катодной системе основной катод выполнен в виде диска с кочусным отверстием в центре, 25 в которое вмонтирована вставка в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к катоду прямого накала, а катод прямого на кала, представляющий собой плоскую бпфилярную спираль, выполнен с тремя токоподводами, средний из которых расположен з

240887 центре этой спирали и поддерживает ее or провисания, сохраняя при разогреве плоскопараллельность катода прямого накала относительно плоскости основного катода. Одновременно этот же токоподвод своей вершиной, выступающей за плоскость спирали, обеспечивает расталкивающий электроны эффект, создавая этим усиленный разогрев всей, в том числе и отдаленной от центра, поверхности основного катода. К тому же для повышения отдачи электронного тока с отдаленной от центра эм иттирующей поверхности основното катода диск его может сыть выполнен из материала, у которого эмиссионная отдача одинакова с отдачей материала вставки, но при значительно меньшей температуре его разогрева, например из молибдена и вольфрама.

Кроме того, конструкция основного катода обеспечивает замену при эксплуатации не всего катода, а только центральной, быстро разрушаемой ионной бомбардировкой, части.

В торцах крайних токоподводов выполнены сквозные отверстия, выходящие в плоскость, наклоненную к оси токоподвода. Пропущенные через эти отверстия концы спирали отгиба ются плоскостью, обеспечивая надежный электромеханический контакт за счет пружинящего поверхностного прижима, Для электромеханического соединения, центральной части спирали катода прямого накала со средним токоподводом на последнем сделана боковая прорезь, в которую вставлена центральная часть спирали, прижатая к низу прорези гайкой-экраном с резьбой в верхней части для перемещения по резьбе токоподвода.

Вакуумная камера выполнена разъемной на уровне ускоряющего анода, причем съемная верхняя часть не связана с элементами катодной системы, что обеспечивает осмотр, замену, регулировку и чистку элементов катодной системы в смонтированном виде.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства в разрезе; на фиг. 2 —:катодная система.

Внутри вакуумной камеры 1, состоящей из съемной верхней части 2 и нижней части 8, расположены высоковольгные изоляторы 4, ускоряющий анод 5, катодная система б, охлаждаемая водой плита 7 и высоковольтные вводы 8. К электронной пушке относятся также лучевод 9, выполненный из фокусирующих электромагнитных линз 10 и П и камер промежуточной откачки газов,12 и 18, и электромагниты 14 для отклонения луча.

Катодная система (фиг. 2) состоит из прикатодного электрода с обоймой 15 и монтируемого в обойме основного катода, состоя5

15 го

З0

З5

55 щего из диска 1б и вставки 17. Основной катод удерживается в прикатодном электроде с помощью двух параллельно закрепленных в обойме вольфрамовых шпилек. Катод 18 прямого накала, предназначенный для электронного нагрева основного катода, выполнен в виде плоской бифилярной спирали, концы которой соединены с токоподводами 19, а центральная часть крепится на среднем токопод. воде 20 с помощью гайки-экрана 21.

Сборку узлов пушки осуществляют соглас но фиг. 1, а осмотр, замену, чистку и регули ровку элементов катодной системы — при снятой верхней части вакуумной камеры, которую устанавливают на пушке в последнюю очередь.

Предмет изобретения

1. Электроннолучевая пушка вакуумной плавильной установки, содержащая вакуумную камеру с ускоряющим анодом и катодной системой, состоящей из прикатодного электрода, закрепленного в нем основного катода и катода прямого накала в виде плоской бифилярной спирали, укрепленной,в двух токопроводах, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, основной катод выполнен в виде диска с конусным отверстием в центре, в которое вмонтирована вставка в виде усеченного конуса, п ричем erI. большее основание обращено к катоду прямо го накала, а катод прямого накала выполне с одним дополнительным токопроводом, кото оый расположен в центре спирали и высгпает за ее плоскость, 2. Пушка по п. 1, отличающаяся тем, что. с целью исключения сварного и винтового соединения катода прямого накала с токопроводами и обеспечения их быстроразъемното электромеханического соединения, крайние токопроводы с торцов снабжены сквозными отверстиями, выходящими в плоскость, наклонную к оси токопровода, а на среднем токопроводе сделана боковая прорезь, в которую вставлена центральная часть спирали, удерживаемая гайкой-экраном, навинченной на токопровод.

3. Пушка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью облегчения осмотра, замены и регулировки элементов катодной системы, камера выполнена разъемной на уровне ускоряющего анода и имеет съемную верхнюю часть, не связанную с элементами катодной системы.

240887

Уиг.1

20 21 19

Ус з.2

Составитель Е. Балабаи

Редакто Б, Федотов

Корректор Г. С. Мухина

Техред Т. П. Курилко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1238/7 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 415