ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Атомный ледокол «Урал» Росатомфлота завершил переход в порт приписки Мурманск

29 ноября универсальный атомный ледокол «Урал» прибыл в порт приписки Мурманск. Переход из Санкт-Петербурга занял шесть суток. «Универсальный атомный ледокол «Урал» проекта 22220 наглядно демонстрирует самодостаточность страны в технологической и промышленной отраслях, - отметил и.о. генерального директора ФГУП «Атомфлот» Леонид Ирлица. - Более 90% оборудования на ледоколе произведено отечестве...

Платформа Ростеха по управлению ресурсами предприятий заместит зарубежные аналоги

«РТ-Проектные технологии» Госкорпорации Ростех совместно с компанией «Диасофт» разработали программную платформу RT ERP по управлению ресурсами для предприятий из различных отраслей экономики, в том числе в атомной промышленности. Продукт, позволяющий заместить аналогичные решения западных вендоров, был представлен на Международном форуме «Атомэкспо – 2022» в Сочи. Платформа RT ERP предна...

25 и 26 ноября в Якутии пройдет форум «Цифровой алмаз»

На площадке мероприятия соберутся главы регионов и представители федеральных и региональных органов власти, руководители крупных компаний, работающих в сфере ИТ, цифровых медиа и игровых технологий. Они обсудят проблемы, возникшие в отрасли из-за резко осложнившейся внешнеполитической ситуации, и перспективы развития России как передовой технологической державы. Пленарное заседание Форума будет...

В 28-й раз стартовала "Металл-Экспо"!

В Москве открылась 28-я Международная промышленная выставка "Металл-Экспо-2022". Свои возможности представят более 400 компаний из России и 15 стран ближнего и дальнего зарубежья. Общая площадь стендов составит 24 тыс. кв.м. В павильоне №3 ЦВК Экспоцентр развернется экспозиция производителей оборудования "МеталлургМаш", а в павильонах №2 и №8 разместятся предприятия металлургии, металлообработки,...

Самолету Ту-214 СЛО «Россия» присвоено имя Андрея Туполева

26 октября состоялась торжественная церемония присвоения самолету Ту-214 ФГБУ «Специальный летный отряд «Россия» имени выдающегося авиаконструктора Андрея Николаевича Туполева. Торжественная церемония была приурочена к 100-летнему юбилею со дня основания конструкторского бюро ПАО «Туполев» Объединенной авиастроительной корпорации. Символическая табличка с именем Андрея Туполева была установлена...

К 2030 году Росатом планирует стать ключевым поставщиком водорода и водородных технологий на глобальном энергетическом рынке

Об этом рассказала руководитель направления частного учреждения «Наука и инновации» (входит в Госкорпорацию «Росатом») Екатерина Солнцева на панельной сессии «Приоритеты развития технологий водородной энергетики и CCUS». Мероприятие прошло в Москве в рамках I Научно-практической конференции «Территория энергетического диалога» Международного форума «Российская энергетическая неделя». В сессии т...

18 Декабря 2009

Электронно-лучевая пушка с плазменным источником электронов

Электронно-лучевая пушка с плазменным источником электронов


Автoры: Пoрубoв Анатoлий Иванoвич, Петрoв Андрей Никoлаевич, Жирнoв Анатoлий Трoфимoвич, Лузин Алекcандр Михайлoвич, Юрин Петр Михайлoвич

Изoбретение oтнocитcя к электрoннo-лучевым уcтрoйcтвам и мoжет быть иcпользовано для электронно-лучевой cварки (ЭЛС) изделий в вакууме. Электронно-лучевая пушка c плазменным иcточником электронов cодержит разрядную камеру c размещенным в ней, по крайней мере, одним поcтоянным магнитом, уcкоряющий электрод, эмиттерный катод c эмиccионным каналом и фокуcирующую катушку, при этом разноименные магнитные полюcа поcтоянного магнита, размещенного в разрядной камере, и фокуcирующей катушки расположены напротив друг друга с образованием между разрядной камерой и фокусирующей катушкой общей магнитной системы, направление силовых линий магнитного поля которой совпадает с направлением потока электронов электронного луча, величина магнитной индукции магнитного поля образованной магнитной системы на оси разноименных полюсов составляет не менее 0,02Т, а смещение оси канала эмиттерного катода от оси фокусирующей катушки составляет до половины диаметра канала. Технический результат - упрощение настройки, повышение стабильности работы пушки и уменьшение ее габаритов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
В настоящее время в промышленности для ЭЛС используются пушки с плазменным источником электронов на основе плазменного газового разряда Пеннинга. Газовый разряд в такой пушке горит в специальной разрядной камере в условиях наличия неоднородного магнитного поля, которое создается размещенными в ней постоянными магнитами.
Известна электронная пушка с плазменным источником электронов, содержащая разрядную камеру, состоящую из полого катода, анода, эмиттерного катода, фокусирующую и отклоняющую системы (Белюк С.И. и др. Энергоблок для электронно-лучевой сварочной установки, содержащий пушку с плазменным эмиттером. - Автоматическая сварка, 1988, 11, стр.72-74).
Недостатком такой пушки является большая зависимость стабильного положения электронного луча в процессе работы от точности изготовления, сборки и настройки пушки.
Несоосность расположения эмиссионного канала эмиттерного катода и фокусирующей системы, изменение тока луча в процессе работы вызывает смещение луча от первоначально выбранной точки его наведения, что приводит к некачественной сварке. Поэтому для обеспечения стабильного положения электронного луча при работе независимо от величины тока каждый раз после проведения профилактических работ со снятием пушки с установки проводится специальная ее юстировка - настройка, обеспечивающая получение общей для всей пушки оптической оси. Это требует дополнительных временных затрат на ее настройку и проверку.
Наиболее близкой по сущности и достигаемому эффекту к заявляемой является электронная пушка с плазменным источником, содержащая разрядную камеру с размещенным в ней постоянным магнитом, эмиттерный катод с эмиссионным каналом, ускоряющий электрод и фокусирующую электромагнитную линзу (катушку) (Завьялов М.А. и др. Плазменные процессы в технологических электронных пушках. М.: Энергоатомиздат, 1989, с.63-64, рис.3.14(a) - прототип).
Недостатком известного решения является то, что для первичного формирования электронного луча на участке между эмиттерным катодом и ускоряющим электродом используется только ускоряющее высокое напряжение, которое лишь способствует уменьшению сечения луча и плотности потока электронов, но не влияет на траекторию движения луча. Поэтому первично сформированный электронный луч до попадания под воздействие магнитного поля фокусирующей линзы (катушки) имеет направление, определяемое положением оси эмиссионного канала. В результате при несоосности эмиссионного канала с фокусирующей катушкой и изменении величины тока луча в процессе работы пушки происходит смещение луча от первоначальной точки его наведения, что требует участия оператора в процессе сварки и может стать причиной некачественной сварки. Для устранения этого требуется тщательная настройка пушки, заключающаяся в совмещении осей эмиссионного канала и фокусирующей катушки. Операция эта трудоемка и требует персонала высокой квалификации.
Технической задачей изобретения является снижение затрат на настройку электронно-лучевой пушки за счет упрощения настройки и повышение стабильности работы пушки без изменения ее габаритов.
Решение технической задачи достигается тем, что в известной электронно-лучевой пушке с плазменным источником электронов, содержащей разрядную камеру с размещенным в ней, по крайней мере, одним постоянным магнитом, ускоряющий электрод, эмиттерный катод с эмиссионным каналом и фокусирующую катушку, согласно изобретению постоянный магнит, размещенный в разрядной камере, и фокусирующая катушка обращены друг к другу разноименными магнитными полюсами и образуют между собой общую магнитную систему, направление силовых линий магнитного поля в которой совпадает с направлением потока электронов, при этом величина магнитной индукции магнитного поля на оси противоположных полюсов образованной магнитной системы составляет не менее 0,02Т, а смещение оси канала эмиттерного катода от оси фокусирующей катушки составляет до половины диаметра канала.
Представленная совокупность признаков является новой, обладает изобретательским уровнем и решает поставленную задачу, так как наличие между разрядной камерой и фокусирующей катушкой общей магнитной системы с направлением силовых линий магнитного поля, совпадающим с направлением потока электронов, обеспечивает движение электронов вдоль этих линий, что снижает зависимость положения электронного луча от точности изготовления, сборки электронно-лучевой пушки и повышает надежность ее работы, что положительно сказывается на качестве продукции. Возможность получения такого поля обеспечивается, когда постоянный магнит, размещенный в разрядной камере, и фокусирующая катушка обращены друг к другу разноименными магнитными полюсами. Поставленная задача обеспечивается также тем, что величина магнитной индукции магнитного поля в промежутке между разрядной камерой и фокусирующей катушкой составляет не менее 0,02Т, что оказывается достаточным для совмещения электронного луча с осью фокусирующей катушки при наличии смещения оси эмиссионного канала до половины его диаметра от оси фокусирующей катушки.
В результате упрощается настройка пушки, повышается стабильность ее работы, что положительно сказывается на качестве сварки. Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг 1. схематично представлена предлагаемая электронно-лучевая пушка.
На фиг.2 показано изменение величины магнитной индукции магнитного поля системы, образованной между центром фокусирующей катушки и эмиссионным каналом эмиттерного катода.
В состав электронно-лучевой пушки входит разрядная камера 1, образованная полым катодом 2, анодом 3, эмиттерным катодом 4 с эмиссионным каналом 5, фокусирующая катушка 6 и отклоняющая система 7 электронного луча 8. В разрядной камере находятся постоянные магниты 9. Направление силовых линий 10 магнитной системы показано стрелками (В), направление движение электронов - е.
Предлагаемая электронная пушка работает следующим образом.
Эмиттирующая плазма генерируется в разрядной камере 1, в состав которой входит полый катод 2, анод 3, эмиттерный катод 4 с эмиссионным каналом 5. При образовании в разрядной камере плазмы магнитное поле магнитов 9 сжимает разряд до размеров столба, соизмеримого по размеру с диаметром отверстия эмиссионного канала 5. Так как индукция магнита достаточна велика, то магнитное поле магнитов 9 выходит за пределы разрядной камеры 1 и взаимодействует с магнитным полем фокусирующей катушки 6 с образованием общей магнитной системы с величиной магнитной индукции на ее полюсах не менее 0,02Т при минимальном значении порядка 0,005Т (см. фиг.2). Если силовые линии постоянных магнитов 9 и фокусирующей катушки 6 совпадают, то они образуют общее магнитное поле, силовые линии которого (В) направлены по ходу движения электронов (е) в луче 8. Электроны, двигаясь вдоль силовых линий магнитного поля, попадают на ось фокусирующей катушки 6, даже если ось эмиссионного канала 5 смещена относительно оси фокусирующей катушки 6 до половины диаметра канала (а), величина которого составляет 0,8-1,5 мм. В результате в дальнейшем изменение величины тока электронного луча 8 в процессе работы пушки не сказывается на положении фокального пятна электронного луча 8, которое было задано при помощи отклоняющей системы 7.
   

Кол-во просмотров: 12402
На правах рекламы