Вакуумная газоразрядная печь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК,552 09) Н 05 В 7/18 ОБРЕТЕ ДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ кие ста- ур Ьэланонием изо 3 О ГОСУДАРСТВЕН Ьй КОМИТЕТПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ 1(71) Московский энергетический институт(54) ВАКУУМНАЯ ГАЗОРАЭРЯДНАЯ ПЕЧ(57) Изобретение относится к злектрометлургии, в частности к конструкциямуствок для нагрева металлов с использовавакуумных источников нагрева, Цель бретения - повышение надежности работы печи и эффективности нагрева, а также снижение эрозии катода. Вакуумная газоразрядная печь содержит вакуумную камеру 1, средства откачки и установленный в камере источник нагрева с полым катодом 2. соединенный с источником питания постоянного тока 3. Перпендикулярно продольной оси катода 2 и под ниМ установлен металлический водоохлаждаемый токоуправляемый дефлектор 4 со сквозным отверстием 5. соединенный с источником питания переменного тока 6; С катодом дефлектор соединен через токоограничивающий резистор 7. Токоведущие части печи изолированы от камеры 1 изоляторами 9. Вакуумная газо- разрядная печь позволяет повысить КПД на 20, снизить эрозию катода в 2-3 раза, увеличить надежность работы. 1 ил.5 10 15 рабочего разряда источника электронагре 30 35 Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к конструкциям установок для нагрева металлов с использованием вакуумных источников нагрева.Цель изобретения - повышение надежности работы печи и эффективности нагрева, а также снижение эрозии катода,На чертеже дана вакуумная газоразрядная печь.Вакуумная газоразряднэя печь содержит вакуумную камеру 1 со средствами откачки и установленными в ней источник электронагрева с полым катодом 2 и нагреваемый металл в качестве анода, соединенные с источником 3 электропитания постоянного тока, а также установленный перпендикулярно продольной оси катода 2 металлический водоохлаждаемый токоупрэвляемый дефлектор 4 с прорезью 5 для ва, соединенный с выводами источника б электропитания переменного тока,Дефлектор 4 соединен с катодом 2 через токоограничивающий резистор 7. Источник электронагрева с катодом 2,дефлектор 4 и подставка 8 для металла электрически изолированы от камеры 1 посредством изоляторов 9.Дефлвктор 4 может быть выполнен в виде трубы с прорезью вдоль ее оси, в виде двух параллельных труб, концы которых электрически соединены при помощи фланцев, в виде диска с круглым центральным отверстием и двумя диаметрально противоположными и сдвинутыми относительно друг друга на прямой угол парами токоподводовсоединенными с выводами источника электропитания, выполненного двухфазным, с фазами, сдвинутыми на 90 С, в виде взаимно перпендикулярной крестовины с круглым центральным отверстием, в виде расположенных взаимно перпендикулярно двух пар параллельных труб. Причем концы каждой пары электрически соединены с помощью фланцев, "Вакуумная газоразрядная печь работает следующим образом.Обрабатываемый металл располагают на подставке 8 и в камере 1 создают разрежение 0,10-10 Па. В полость катода 2 подают плазмообразующий газ, в качестве которого применяют гелий, аргон, азот и их смеси. Известным способом посредством пробоя х разрядного промежутка зажигают разряд 10 между катодом 2 и анодом 8. При этом источник 3 электропитания постоянного тока обеспечивает протекание тока разряда в диапазоне до нескольких килоампер, Электронц разряда бомбардируют поверхность металла и нагревают ее, Включают 40 45 50 55 источник 6 электропитания переменного тока и пропускают ток через дефлектор 4. При этом дефлектор 4 создает изменяющееся во времени и по знаку магнитное поле прямолинейного проводника с током. Величина этого поля максимальная вблизи поверхности дефлектора 4 и уменьшается при удалении от него. Так как магнитное поле искривляет разряд 10, то величина этой деформации разряда будет максимальна у поверхности дефлектора 4, де величина этого поля наибольшая, кроме тогопринимая во внимание замкнутый вихревой характер магнитного поля, следует отметить, что деформация разряда 10 над и под дефлектором 4 будет направлена в противоположные стороны, что обеспечивает минимальную деформацию разряда в областях вблизи катода и анода, а это, в свою очередь, повышает устойчивость горения разряда 10 и обеспечивает надежность работы печи. Так как в прорези 5, где находится разряд 10, магнитное поле также минимально, происходит параллельный сдвиг прианодной области разряда и значительно расширяется эона 3 обогрева при.сохранении формы прианодной области, обеспечивающий высокий КПД печи, При этом наилучшие показатели по устойчивости горения разряда 10 и значению КПД, например 70-80; достигаются при расположении дефлектора 4 на равном расстоянии от поверхностей катода 2 и металла, Резистор 7 выравнивает потенциалы катода и дефлектора 4, снижая величину мощности, передаваемой разрядом 10 дефлектору 4.Для ряда осуществляемых в вакуумных печах технологических процессов, например при обогреве жидкометаллической ванны в кристаллизаторе, сварке и наплавке, необходимо обеспечивать перемещение прианодной области разряда 10 по двум ортогональным координатам, В этом случае дефлектор выполняют в виде диска с круглым центральным отверстием, что при двухфазном источнике питания с фазами, сдвинутыми на 90, при равных токах фаз, протекающих через токоподводы, обеспечивает перемещение прианодной области разряда по круговой траектории.Двухкоординатное отклонение прианодной области разрядки 10,может быть осуществлено с помощью сборного дефлектора, представляющего собой пространственную крестовину в виде расположенных взаимно перпендикулярно двух пар параллельных труб, причем концы каждой пары электрически соединены с помощью фланцев. Режим параллельного смещения разряда является существенным преимуществом1709557 Формула изобретения Вакуумная гаэоразрядная печь, содержащая вакуумную камеру, средства откачкии установленный в камере источник нагрева Составитель Ф.феоктистовТехред М,Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор А.Долинич Заказ 438 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб.; 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 предлагаемой системы отклонения по сравнению с известными системами со знакопостоянным вдоль оси разрядам магнитным полем. КПД предложенной вакуумной газо- разрядной печи примерно на 20 выше из- вестных, эрозия катода ниже в 2-3 раза при ее высокой надежности работы. с полым катодом, соединенный с источником питания постоянного токао т л и ч э ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы печи и. эффективности 5 нагрева, а также снижения эрозии катода,перпендикулярно продольной оси катода и под ним установлен металлический водоохлаждаемый токоуправляемйй дефлектор со сквозным отверстием, соединенный с 10 источником питания перемениого тока и скатодом источника нагрева через токоограничивающий резистор.