Каскадгый электростатический гена-patop

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВЕОРСКОМУ СВЦДЕТИЗЬСТВУ

<н633330 (6! ) Дополнительное к авт. свмд-sy (22} Заявлено 24.06.77 (21} 2500323/24-25 с присоединением заявки HP(23) Приоритет

Опубликовано 23.03.81.Бюллетень Но 11

Дата опубликования описания 230381 (5 )м. коз

Н 02 N 1/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5Э) УДК б21..319.3 (088.8) (7 2) Автор изобретения

С.A.Ïåòðîñÿí (71) Заявитель (54) КАСКАДНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к электростатическим генераторам,преимущественно для ускорителей заряженных частиц.

Известен электростатический.ленточный генератор, используемый преимущественно в ускорительной технике, в котором транспортер зарядов в виде бесконечной ленты из диэлектрика движется между зарядным и разрядным полюсами (1) .

Недостатком этого генератора является малая величина выходного тока, препятствующая его применению в 15 тех случаях, когда необходимы рабочие токи в несколько MA.

Известен также роторный генератор с полым цилиндрическим ротором из диэлектрика, снабженный зарядным 20 и разрядным полюсами, работающий в среде сжатого газа (2).

Выходной ток такого генератора, в двухполюсном исполнении, достигает нескольких мА при напряжении в несколько сот кВ.

Для получения напряжений более

1 МВ используется каскадное (последовательное) соединение роторных генераторов с жестким ротором. 30

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является каскадный электростатический генератор, содержащий роторные генераторы с цилиндрическими роторами, снабженные зарядными и разрядными полюсами и расположенные в общем баке (3!.

В нем генераторы с цилиндрическими роторами расположены аксиально один над другим.

Недостатком такого каскадного ге-. нератора является большая высота колонных аксиально расположенных роторных генераторов из-за необходимости обеспечения изоляционного промежутка разнопотенциальными полюсами

-соседних генераторов, сумма таких промежутков составляет от 50% до 60% высоты колонны.

Другим недостатком этого каскадного генератора является нерациональность распределения электрического поля как по высоте бака, так и в его поперечном сечении. Это препятствует расположению в общем баке вдоль колонны каскадного генератора ускорительной трубки, а также использованию эквипотенцнальных колец и металлических экранов, необходимых для вырав6 3330 нивания электрического поля в объеме бака.

Целью изобретения является уменьшение высоты электростатического каскадного генератора и повышение эффективности распределения электрического поля в объеме бака.

Это достигается тем, что в каскадном электростатическом генераторе, содержащем роторные генераторы с цилиндрическими роторами, снабженные зарядными и разрядными полюсами и расположенные в общем баке, роторные генераторы расположены так, что их зарядные и разрядные полюса находятся в одной плоскости, причем разрядный полюс каждого предыдущего роторного генератора совмещен по длине с зарядным полюсом каждого последующего.

На чертеже показан каскадный электростатический генератор.

Каскадный электростатический генератор состоит из ряда роторных генераторов, расположенных горизонтально один над другим и образующих таким образом вертикальную колонну.

Каждый роторный генератор содержит полый цилиндрический ротор 1 из диэлектрика, статор 2 и фланец 3.

Последние имеют опорные поверхности для механического соединения роторных генераторов в колонну. Зарядный полюс каждого роторного генератора состоит из индуктора 4 и ионизатора

5, а разрядный полюс из индуктора.6 электрически объединенного с ним ионизатора 7. Ионизаторы соседних генераторов совмещены по всей длине соединены электрически.

Колонна роторных генераторов располагается в герметизированном баке

8 из изоляционного материала, например стеклопластика, с днищем 9 и крышкой 10, выполненными из металла.

На днище с наружной стороны укреплен привод 11, закрытый герметизированным кожухом 12. Роторные генераторы снабжены механическими редукторами

13, валы которых соединены между собой изоляционными муфтами 14 вращения. Вал привода соединен с валом редуктора первого роторного генератора посредством изоляционной муфты

15 вращения.

Индуктор зарядного полюса первого генератора подключен к источнику

16 возбуждения, а его ионизатор эаземлен через днище. Ионизатор разрядного полюса последнего генератора подключен к крышке, которая вместе с электрическим экраном 17 образует высоковольтный полюс каскадного электростатического Генератора.

Между высоковольтным полюсом и заземленным днищем включен высоковольтный омический секционированный делитель напряжения, выполненный в виде ряда металлических эквипотенциальных колец 18, расположенных концентрично с баком в горизонтальных плоскостях с одинаковым шагом, Между кольцами включены сопротивления

19 одинаковой величины. Индукторы зарядных полюсов всех роторных генераторов (кроме первого) подключаются к зквипотенциальным кольцам соответствующего потенциала.

Каскадный электростатический генератор работает следующим образом.

Крутящий момент передается от привода 11 при помощи изоляционных муфт 15 и 14 вращения к редукторам

13 соответственно первого и последующих роторных генераторов. Напряжение возбуждения порядка 20-30 кВ подается к индуктору 4 зарядного полюса только первого генератора. При

20 этом начинает повышаться напряжение на ионизаторе 7 первого генератора и соединенном с ним ионизаторе 5 второго генератора. Как только это напряжение превысит потенциал ионизато25 ра 5 второго генератора на 20-30 кВ, он возбудится, и начнет повышаться потенциал его разрядного полюса. Далее процесс повторяется на всех последующих генераторах. Выходное напряЯ жение каскадного электростатического генератора распределяется между отдельными генераторами при.помощи высоковольтного делителя, который asтоматически поддерживает заданное

35 распределение в постоянных и переменных режимах работы.

При таком выполнении каскадного электростатического генератора, пред4Q усматривающем совмещение по всей длине имеющих одинаковый потенциал зарядного и разрядного полюсов соседних роторных генераторов, исключается необходимость изоляционных промежутков между ними, высота колонны при этом определяется только суммой диаметров роторов отдельных роторных генераторов и оказывается в три раза меньше, чем при аксиальном их расположении

Кроме того, совмещение однопотенциальных зарядного и разрядного полюсов соседних роторных генераторов и плавные изменения напряжения в каждом из них позволяют получить более рациональное распределение электрического поля по высоте колонны, что позволяет компактно сочетать предлагаемый каскадный генератор с ускорительной трубкой в общем баке. Электр рическое поле в поперечной плоскости колонны в конструкции -каскадного электростатического генератора является эквипотенциальным, что позволяет использовать зквипотенциальные кольца и металлические экраны и спо633330

Формула изобретения

Составитель Е.Ваев

Редактор Л.Гольдина Техред Е.Гаврилешко Корректор М.Вигула

Заказ 1654/45 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 собствует уменьшению размеров бака ускорителя °

Каскадный электростатический генератор преимущественно для ускорителей заряженных частиц, содержащий роторные генераторы с цилиндрическими роторами, снабженные зарядными и разрядными полюсами и расположенные в общем баке, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения высоты каскадного генератора и повышения эффективности распределения электрического поля в объеме бака, роторные генераторы расположены так, что их зарядные и разрядные полюса находятся в .одной плоскости, причем разрядный полюс каждого предыдущего рсторного генератора совмещен по длине с зарядным полюсом каждого последующего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вальтер A.К. Электростатические ускорители заряженных частиц. М., 1О Атомиздат, 1963 с.202.

2. Левитов В.И. и др. Электростатические генераторы с жестким ротором, ч. Н, М., ВНИИЭМ, 1965, с.87.

3. Левитов В.И. и др. Электростаl5 тические генераторы с жестким ротором. ч.1, N., ВНИИЭМ, 1963, с.165.