Газоразрядный электронный кольцевой нагреватель

1 т.А" .,хО П Й - 6"АНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ 303738 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 29,1.1966 (йй 1051716/24-7)с присоединением заявки-АПК Н 05 Ь 700 Н 011 3730 Квинтет по вобретений и при Совете М СССРриоритет крыти стро бликовано 13.7.1971. Бюллетень М ДК 621.365.91(088.8 опубликования описания 15 Х 11.1971 Авторы изобрете Д. А. Носков и В. И. Судаковтитут радиоэлектроники и электронной техник Заявите мс АЗОРАЗРЯДНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ НАГРЕВАТЕЛ электродо агрвва,Цилиндр 1 и фланец 2 изготавливаютсяиз ферромагнитного материала и выполняют5 одновременно роль магнитопровода и вакуумной оболочки нагревателя. Цилиндрическоекольцо (электрода) 3, изготовленное из нсмагнитного материала, выполняет роль вакуумной оболочки нагревателя и соединяется с ци 10 линдром 1 и фланцем 2 вакуумноплотно методом пайки цли сварки для обеспечения хорошей герметизации и электрического конт акта.Фланец 5 и шпилька 6 (шпилек несколько)15 являются магнитопроводами и изготавливаются из ферромагнитного материала,По оси нагревателя размещается нагреваемая деталь (анод 4). Кольцевая полость, ограниченная цилиндром 1, фланцем 2 и цилинд 20 рическим электродом 3, имеющими электрический контакт между собой, при работе нагревателя выполняет роль отрицательного электрода (полого катода),Напряжение прикладывается между коль 25 цевой полостью (цилиндр 1, фланец 2, цилиндрическое кольцо электрода 3) и нагреваемойдеталью (анодом) 4, (плюсом на нагреваемую деталь 4). При работе нагревателя цагреваемая деталь 4 является коллектором электронов (анодом), Электромагнитная катушка 7 Эти отличи ность работы,струкцию нагр Схематичн ображенная н электродную с цилиндром 1я,позволяю срок служб евателя.я конструк а чертеже, истему, Полфланцем 2 повысить надежы и упростить кон ция нагревателя, изпредставляет двухый катод образовани цилиндрическим Известные газоразрядные электронные кольцевые нагреватели металлических тел симметричной формы с полым катодом,не достаточно надежны в работе, имеют небольшой срок службы и достаточно сложную конструкцию.Отличительная особенность описываемого нагревателя состоит в том, что он снабжен кольцевым источником магнитного поля, например соленоидом, расположенным во внутренней полости кольцевого катода коаксиально с ним и с нагреваемым телом, а катод состоит из двух участков, один из которых представляет собой в радиальном сечении С-образ ный магнитопровод, разомкнутая часть которого находится со стороны нагреваемого тела, другой, выполненный из электропроводящего немагнитного материала, прилегает к полюсам хтагнитопровода со стороны, обращенной к источнику магнитного поля, образуя с магнитопроводом электрически надежный и вакуумноплотный контакт,м 3. Анод 4 является объектом н15 20 25 зо 35 40 45 50 55 при пропускании через нее тока создает магнитное поле, которое с помощью шпилек б, фланцев 5 и 2 и цилиндра 1 концентрируется в кольцевой полостями. Электромагнитная катушка 7 закрепляется таким образом, чтобы с одной стороны обеспечить необходимую электрическую изоляцию между катушкой 7 ц окружающими ее деталями, и с другой стороны обеспечить доступ воздуха для охлаждения фланца 2, цилиндрического кольца электрода 3 и цилиндра 1,Принцип работы нагревателя состоит в следующем,При достижении внутри нагревателя необходимого вакуума с помощью электромагнитной катушки 7 создается магнитное поле в объеме кольцевой полости, и прикладывается напряжение между кольцевой полостью и нагреваемой деталью. Возникает разряд между поверхностью кольцевой полости и нагреваемой деталью. Магнитное поле, искривляя траектории электронов с одной стороны облегчает возникновение разряда, а с другой стороны способствует увеличению степени ионизации газа в объеме кольцевой полости, так что разряд оказывается локализованным в кольцевой полости, Электроны под действием электрического поля приобретают кинетическую энергию и, достигнув анода (нагреваемая деталь 4), вызывают его нагрев.Режим работы нагревателя изменяется изменением параметров разряда (ток и напря жение разряда, давление газа, напряженность магнитного поля).Устройства и приспособления, необходимые для обеспечения работы нагревателя (вакуумная камера, держатель нагреваемой детали и т. п.), подсоединяются со стороны фланцев 2 и 5,В случае затруднений с подачей напряжения на катушку 7, связанных с необходимостью ее изоляции от магнитопровода на полное рабочее напряжение, для создания необходимого магнитного поля можно использовать постоянные магниты, Это существенно уп,рощает схему питания напревателя и облегчает его эксплуатацию.В предлагаемом нагревателе в качестве источника электронов используется газоразрядная плазма, возникающая в разряде между объектом нагрева, являющимся анодом, и полым кольцевым катодом, помещенным в магнитное поле. Наличие магнитного поля в кольцевом полом катоде способствует концентрации плазмы в области катода за счет того, что под действием магнитного поля электроны движутся по сложным циклическим траекториям и производят большое число ионизирующих соударений и только после этого уходят на анод, Под действием электрического поля между анодом и катодом происходит ускорение электронов до энергийнеобходимых для нагрева анода, Применение в кольцевом нагревателе в качестве источника электронов газоразрядного полого кольцевого катода, помещенного в магнитное поле постоянного магнита или электромагнита, является новым,Благодаря использованию газоразрядного полого катода значительно повышается надежность нагревателя. Такой катод це чувствителен к вакууму и це боится ионной бомоардировки, что позволяет работать при сравнительно плохом вакууме. Он имеет простуо конструкцию и не требует накала. Нагреватель будет работать как на переменном, так и ца постоянном напряжении. Отсутствие накальных цепей позволяет запитывать нагреватель непосредственно от выпрямителя, если необходимо осуществлять нагрев на постоянном токе, а если можно вести нагрев на переменном напряжении, то на нагреватель подается напряжение прямо от повышающего трансформатора.Указанные преимущества газоразрядного кольцевого нагревателя свидетельствуют о его перспективности, При давлении 5 10 вльц рт. ст, получен ток на анод 150 ча при напряжении 500 в. Предмет изобретения Газоразрядный электронный кольцевой нагреватель металлических тел симметричной формы, являющихся анодом, содержащий полый катод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, срока службы и упрощения конструкцви, он снабжен кольцевым источником магнитного поля, например, соленоидом, расположенным во внутренней полости указанного катода коаксиально с ннм и с нагреваемым телом, а катод состоит из двух участков, один из которых представляет собой в радиальном сечении С-образный магнитопровод, разомкнутая часть которого находится со стороны нагреваемого тела, другой, выполненный из электропроводящего,не- магнитного материала, прилегает к полюсам магнитопровода со стороны, обращенной к источнику магнитного поля, образуя с магнитопроводом электрически надежный ц вакуумноплотный контакт.303738 б 5 32Составитель А, И. Обух Редактор В. В. фельдман Техред Е, БорисоваКорректор А. П. Васильева Заказ 256/943 Изд. М 704 Тираж 473 Подписное ЦНИИГ 1 И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент