Электронно-лучевая пушка



Электронно-лучевая пушка
Электронно-лучевая пушка
Электронно-лучевая пушка
Электронно-лучевая пушка
Электронно-лучевая пушка
Электронно-лучевая пушка

 


Владельцы патента RU 2518502:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский технологический институт "Прогресс" (RU)

Изобретение относится к аппаратуре для электронно-лучевой сварки материалов, преимущестенно металлов, в вакууме. Технический результат - упрощение технического обслуживания электронно-лучевой пушки и увеличение рабочего пространства для обработки деталей. Электронно-лучевая пушка содержит катодный блок, включающий корпус, изолятор, катод. Катодный блок установлен на промежуточном корпусе. В промежуточном корпусе со стороны катодного блока установлен анод, на боковой поверхности выполнен вакуумопровод. Промежуточный корпус установлен на фланце корпуса фокусирующего блока, оснащенного теплообменником и выполненного с возможностью установки блока катушек со стороны фланца. Теплообменник образован корпусом фокусирующего блока, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнен спиральный паз, и кожухом. На фланце фокусирующего блока расположены штуцеры теплообменника и выполнены подводящие каналы и канал для выводов блока катушек. Катодный блок выполнен с крышкой, снабженной штуцерами, расположенными на боковой поверхности крышки. В качестве изолирующего теплоносителя в катодном блоке используется фторорганическая жидкость. Корпус катодного блока соединен с промежуточным корпусом откидной петлей и зажимами. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к аппаратуре для электронно-лучевой сварки материалов, преимущестенно металлов, в вакууме.

Известна электронно-лучевая пушка (по патенту на полезную модель RU 38081, выбранная в качестве прототипа), содержащая источник электронов, представляющий собой размещенный в корпусе катодный блок, состоящий из изолятора, на котором закреплены нагреватель, катод и элементы электронно-оптической системы, источник электронов установлен на промежуточном корпусе, выполняющем функции несущего элемента, внутри промежуточного корпуса установлен анод, фокусирующую систему. Промежуточный корпус выполнен с фланцем, анод установлен в промежуточном корпусе со стороны источника электронов, а на боковых поверхностях последнего расположены эксцентриковые замки для фиксации источника электронов в рабочем положении, фокусирующая система прикреплена к фланцу промежуточного корпуса и снабжена теплообменником, состоящим из двух цилиндрических стенок с образованием полости для пропуска охлаждающей жидкости, блок фокусировки установлен со стороны теплообменника, обращенной к промежуточному корпусу.

Расположение фланца определяет положение посадочного места электронно-лучевой пушки в сварочной установке. Его выполнение на промежуточном корпусе, а также предложенная конструкция фокусирующией системы и теплообменника приводят к увеличению ее габаритов (части, выступающей вниз от посадочного места, по фланцу), следовательно, уменьшается размер детали, которая может быть помещена в рабочую зону электронного луча. Кроме того, недостатком известного устройства является сложность технического обслуживания, обусловленная труднодоступностью отдельных элементов конструкции.

Технической задачей является упрощение технического обслуживания электронно-лучевой пушки и увеличение рабочего пространства для обработки деталей.

Технический результат достигается в электронно-лучевой пушке, содержащей катодный блок, включающий корпус, изолятор, катод. Катодный блок установлен на промежуточном корпусе. В промежуточном корпусе со стороны катодного блока установлен анод, на боковой поверхности выполнен вакуумопровод. Промежуточный корпус установлен на фланце корпуса фокусирующего блока, оснащенного теплообменником и выполненного с возможностью установки блока катушек со стороны фланца. Теплообменник образован корпусом фокусирующего блока, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнен спиральный паз, и кожухом. На фланце фокусирующего блока расположены штуцеры теплообменника и выполнены подводящие каналы и канал для выводов блока катушек. Катодный блок выполнен с крышкой, снабженной штуцерами, расположенными на боковой поверхности крышки. В качестве изолирующего теплоносителя в катодном блоке используется фторорганическая жидкость. Корпус катодного блока соединен с промежуточным корпусом откидной петлей и зажимами.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1-2 - общие виды сварочной электронно-лучевой пушки; фиг.3 - вид сверху; фиг.4 - промежуточный корпус; фиг.5 - фокусирующий блок; фиг.6 - катодный блок.

Электронно-лучевая пушка содержит катодный блок (фиг.6), включающий корпус 1, обладающий вакуумной, гидравлической и достаточной рентгеновской плотностью, высоковольтный металлостеклянный изолятор 2, катод 3 косвенного подогрева. Катод 3 установлен в держателе 13, помещенном внутри цилиндра Венельта 14. Внутри держателя 13 расположен накаливатель 15.

Катодный блок выполнен с герметичной крышкой 7, снабженной штуцерами 8 и каналами для воды, соединенными с охлаждающим устройством 17, выполненным в виде змеевика, прикрепленного к крышке 7. Штуцеры 6 расположены на боковой поверхности 9 крышки 7, что позволяет уменьшить габариты электронно-лучевой пушки.

В качестве изолирующего теплоносителя в катодном блоке используется фторорганическая жидкость, ею заполнена полость 16 в корпусе 1, расположенная над изолятором 2.

В корпусе 1 выполнен ввод 12 для высоковольтного кабеля (не показан).

Катодный блок установлен на промежуточном корпусе 4 и соединен с ним откидной петлей 10 и зажимами 11, выполненными в виде струбцин. В промежуточном корпусе 4 со стороны катодного блока установлен анод 5 (фиг.4), на боковой поверхности выполнен вакуумопровод 6. В промежуточном корпусе 4 вблизи от анода 5 выполнен контур водяного охлаждения.

В промежуточном корпусе 4 установлен шибер, обеспечивающий сохранение высокого вакуума в полости между анодом 5 и катодом 3 и/или в полости фокусирующего блока. Также во время ремонта или профилактики катодного блока или фокусирующего блока нет необходимости напускать воздух во всю установку, что снижает время цикла сварки. Шибер состоит из механической и электрической части. Механическая часть представляет собой прямоугольный корпус, расположенный внутри промежуточного корпуса под анодом 5. Уплотнение происходит через резиновое кольцо, расположенное внутри промежуточного корпуса 4 между корпусом шибера и опорной поверхностью на промежуточном корпусе соосно каналу лучепровода 28. Шибер имеет два рабочих положения: «открыто» и «закрыто». В положении «открыто» открыт канал лучепровода 28 для сварки. В положении «закрыто» полость между катодом 3 и анодом 5 герметично изолирована от окружающей среды.

Промежуточный корпус 4 в свою очередь установлен на фланце 18 корпуса 19 фокусирующего блока (фиг.5), оснащенного теплообменником. Фокусирующий блок выполнен с возможностью установки блока катушек со стороны фланца 18. Для этого на внутренней поверхности корпуса 19 фокусирующего блока выполнены посадочные места для блока катушек, включающего фокусирующую и отклоняющую катушку 26, 27, на нижней поверхности корпуса 19 фокусирующего блока закреплен лучепровод 28, на фланце 18 выполнен подводящий канал 24 для выводов 25 управляющих цепей блока катушек.

Теплообменник образован корпусом 19 фокусирующего блока, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнен спиральный паз 20, и кожухом 21. Во внутренней полости между корпусом 19 фокусирующего блока и кожухом 21 пропускается охлаждающая вода. На фланце 18 фокусирующего блока расположены штуцеры 22 теплообменника и выполнены подводящие каналы 23.

Электронно-лучевая пушка используется следующим образом.

Пушка устанавливается внутри рабочей вакуумной камеры на фланец 18. Таким образом, основным несущим элементом, на который устанавливаются все элементы электронно-лучевой пушки, является корпус 19 фокусирующего блока.

Электроны, вылетая из накаливателя 15, бомбардируют катод 3. Эти элементы имеют ограниченный срок службы. Для их обслуживания или замены убираются зажимы 11 и катодный блок откидывается, повисая на окидной петле 10, открывая доступ к аноду 5, катоду 3 и другим элементам, установленным на изоляторе 2. Обслуживание может производиться без полного отсоединения катодного блока от промежуточного корпуса 4.

Фланец 18, выполненный на корпусе 19 фокусирующего блока, определяет его функцию как несущего элемента электронно-лучевой пушки. Кроме того, такое расположение фланца 18 определяет положение посадочного места электронно-лучевой пушки в сварочной установке. Его выполнение на корпусе 19 фокусирующего блока приводит к уменьшению габаритов электронно-лучевой пушки (части, выступающей вниз от посадочного места, по фланцу 18), следовательно, увеличивается размер детали, которая может быть помещена в рабочую зону электронного луча.

С этим же связано и упрощение из-за изменения порядка сборки-разборки устройства, технического обслуживания. Так, при необходимости обслуживания фокусирующего блока, например блока катушек, шибер может быть закрыт, промежуточный корпус 4 вместе с катодным блоком могут быть сняты с фланца 18 без разгерметизации пространства с высоким вакуумом между катодом 3 и анодом 5. При этом удается существенно сократить время ремонта и повторного включения электронно-лучевой пушки, поскольку достижение высокого вакуума в этом пространстве занимает много времени из-за присутствия большого количества элементов со сложными поверхностями.

Использование фторорганической жидкости в качестве изолирующего теплоносителя позволяет увеличить рабочее напряжение, увеличивается теплопередача от изолятора к охлаждающему устройству. Из-за более высокого напряжения пробоя возможно уменьшить габариты катодного блока. При пробое фторорганическая жидкость не подвергается обугливанию (горению), что увеличивает период планового обслуживания (замены). При утечке фторорганическая жидкость не оставляет следов, что повышает вакуумную чистоту электронно-лучевой пушки, поскольку не происходит газовыделение в процессе последующей работы.

1. Электронно-лучевая пушка, содержащая катодный блок, включающий корпус, изолятор, катод, катодный блок установлен на промежуточном корпусе, в промежуточном корпусе со стороны катодного блока установлен анод, на боковой поверхности выполнен вакуумопровод, промежуточный корпус установлен на фланце корпуса фокусирующего блока, оснащенного теплообменником и выполненного с возможностью установки блока катушек со стороны фланца.

2. Электронно-лучевая пушка по п.1, характеризующаяся тем, что теплообменник образован корпусом фокусирующего блока, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнен спиральный паз, и кожухом.

3. Электронно-лучевая пушка по п.1, характеризующаяся тем, что на фланце выполнены штуцеры теплообменника.

4. Электронно-лучевая пушка по п.1, характеризующаяся тем, что на фланце выполнен канал для выводов блока катушек

5. Электронно-лучевая пушка по п.1, характеризующаяся тем, что катодный блок выполнен с крышкой, снабженной штуцерами, расположенными на боковой поверхности крышки.

6. Электронно-лучевая пушка по п.1, характеризующаяся тем, что в качестве изолирующего теплоносителя в катодном блоке используется фторорганическая жидкость.

7. Электронно-лучевая пушка по п.1, характеризующаяся тем, что корпус катодного блока соединен с промежуточным корпусом откидной петлей и зажимами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нанесения покрытий, нагревания и плавки металла в вакууме. .

Изобретение относится к технике генерирования сильноточных электронных пучков и может быть использовано для создания импульсных сильноточных электронных ускорителей, а также для поверхностной обработки материалов и изделий этими пучками.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для электронно-лучевой плавки высокореакционных металлов и сплавов в вакууме или среде инертного газа.

Изобретение относится к области ускорительной техники, и в частности к импульсным источникам, генерирующим сильноточные электронные пучки. .

Изобретение относится к электротехнике и вакуумной металлургии высокочистых тугоплавких металлов и позволяет повысить стабильность электронной термоэмиссии и эффективность аксиальной электронной пушки в условиях плавки тугоплавких металлов при подводе большой мощности.

Изобретение относится к области электронной техники и его применение может быть особенно перспективным для нужд специальной электрометаллургии, а именно электронно-лучевой плавки металлов и сплавов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к приборам и устройствам для термообработки материалов и изделий. .

Изобретение относится к области генерирования пучков заряженных частиц с энергией до сотен кэВ с сопутствующим коротковолновым излучением и может быть использовано для радиационной обработки и стерилизации объектов, возбуждения активных сред и химических реакций, для проведения спектроскопических и диагностических измерений и т.п.

Способ СВЧ-генерации на основе электронных пучков может быть использован в бортовой системе электропитания, системе электропитания мобильных аппаратов, а также в различных стационарных системах электроснабжения. Способ СВЧ-генерации, основан на получении электронного пучка с помощью электронной пушки из предварительно ионизированной с помощью электрической дуги рабочей среды, частичном отборе мощности из электронного пучка с помощью коллектора виртуального катода для СВЧ-генерации. Оставшийся электронный пучок пропускают через выполненное в коллекторе виртуального катода аксиальное отверстие, затем электронный пучок модулируют и ускоряют электрическим полем рабочей частоты системы электропитания СВЧ-трафика, после этого на электронный пучок воздействуют скрещенным электрическим полем, радиальная составляющая которого удерживает электронный пучок в сжатом состоянии, а продольная составляющая тормозит электронный пучок, превращая его энергию в эквивалентную электрическую мощность путем двухполупериодного преобразования конвекционного тока электронного пучка в переменный ток электрической цепи системы электропитания в режиме резонанса токов на рабочей частоте системы электропитания СВЧ - трафика, а совершившие работу в электрической цепи электроны направляют на катод электрической дуги, где они рекомбинируют катионы в молекулы и атомы рабочей среды, которая вновь подвергается ионизации электрической дугой. Технический результат - повышение мощности в системе электропитания СВЧ-трафика за счет рекупирования всей энергии электронного пучка в систему электропитания. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в высоковольтной импульсной технике для диагностики импульсных источников релятивистских электронных потоков в сильном магнитном поле путем измерения поперечных скоростей релятивистских электронов. Измеритель содержит установленные в вакуумной камере перед источником электронов корпус измерителя с входным отверстием-диафрагмой, соленоид, размещенный вне корпуса измерителя и выполненный с возможностью создания в вакуумной камере магнитного поля с направлением силовых линий вдоль продольной оси корпуса измерителя, а также регистратор распределения электронов по расстоянию от продольной оси корпуса измерителя, размещенный за входным отверстием-диафрагмой, при этом корпус измерителя выполнен из металла с высокой проводимостью в форме усеченного конуса, обращенного меньшим по диаметру основанием к источнику электронов, и размещен в области отсутствия магнитного поля источника электронов в магнитном поле соленоида, сам соленоид размещают на расстоянии от источника электронов, обеспечивающем однородность магнитного поля от источника электронов до корпуса измерителя, и выполняют с возможностью формирования импульсного магнитного поля с длительностью, исключающей проникновение поля через стенки корпуса измерителя. Технический результат - повышение точности измерения. 4 ил.
Наверх