Способ термоэмиссионного нагрева детали

368 О 4 Союз Соеетскию Социалистических Республикависимое от авт, свидетельствааявлено 18 Х 11,190 ( 1462537.25-27) 011 37/30 231 15(00 соединением заявкиПриоритет Комитет по делам обретений и открыти ри Совете Оинистров СССР621,791.72,0 (088.8) Опубликовано 08.1.1973. Бю етень6 ата опубликования описания З.Ч.1973 Авторыизобретения А. Ю. Волошко, О. А, Лаврентьев, В, А. Потапенко. Степаненко Заявитель ОСОБ ТЕРМОЭМИССИОННОГО НАГРЕВА ДЕТАЛИ ействующие на каным полем, разрушаютодный узел.Для обеспечения вго нагрева детали5 формы и в сильныхполях по предлагаемтермоэмиттер с термстью, повторяющейверхности детали, м10 деталью подают перосуществляют локаразогрев термоэмиттременного напряжедеталью и термоэмит15 ношения= 33,2,аа грев а детали, К; талью и термоэмитпеременного напрятура теждувелич устройство, обеспечиеализации предлагаепоказанжность герметичную вакуум включения запальый катод - внешний эмиттер 4; тумблер 5 одержит тумблер запальн 3; терм Известен способ термоэмиссионного нагрева детали с постоянной толщиной в нормальных сечениях, изготовленной из высокоэмиссионного тугоплавкого материала, с использованием размещенного над деталью термоэмиттера, обращенного к ней своей эмиттирующей поверхностью,Известный способ основан на облучении детали движущимся по направлению к ней потоком электронов, испускаемых термоэмиттером (термокатодом) и ускоренных высоким постоянным напряжением, поданным между термоэмиттером и деталью, Термоэмиттер при этом непрерывно подогревают или непосредственным пропусканием через него электрического тока, или от внешнего источника тепла. Известный способ не обеспечивает возможности равномерного нагрева детали сложной геометрической формы и в сильных импульсных магнитных полях, так как, например, возникновение магнитного поля от тока внешнего источника тепла исключает возможность формирования однородного по плотности электронного потока от термокатода, а при нагреве деталей, размещенных в сильных импульсных магнитных полях (например, катодные узлы для инжекции электронов в импульсное магнитное поле) возникают пондемоторные силы между токами подогревателя и магнит 20 где Т - темпе д - расстояние тером, см; 0 -жения, в. На чертеже 25 вающее возмо мого способа. Устройство ную камеру 1 ного катода; 30 источник теплозможности равномерно- сложной геометрической импульсных магнитных ому способу используют оэмиссионной поверхноформу нагреваемой по- ежду термоэмиттером и еменное напряжение и льный кратковременный ера, причем величину пения и расстояния между тером выбирают из соог 365804=332цб/8 55 включения запального катода; выключатель б нагрева детали; деталь 7.Способ осуществляют следующим образом, Обеспечив вакуум ниже 10 - з мм рт, ст. в камере 1, тумблером 2 включают накал запального катода 3 и затем обеспечивают подачу высокого переменного напряжения между запальным катодом 3 и термоэмиттером 4 (с помощью тумблеров б и б). Одновременно обеспечивается высокая разность потенциалов между деталью 7 и термоэмиттером 4. Вначале нагревается только та часть термоэмиттера 4, которая расположена напротив запального катода 3. Термоэлектронная эмиссия от одной зоны обеспечивает разогрев соответствующей части детали 7 до температуры, при которой начинается термоэлектронная эмиссия с детали в сторону термокатода 4. В этот момент отключают накал запального катода 3, и дальнейший разогрев термоэмиттера 4 и детали 7 обеспечивается за счет их взаимной электронной бомбардировки при наличии переменного напряжения между ними. Первоначальное локальное пятно нагрева вследствие теплопроводности и увеличения площади термоэмиссии распространяется по всей поверхности детали и термоэмиттера.Расстояние между термоэмиттером 4 и деталью 7 и величину переменного напряжения между ними определяют следующим образом. Плотность тока 1, между пластинами, расположенными на расстоянии Ы, друг от друга, к которым подано действующее переменное напряжениеУ;, = / 2 У з 1 п а 8 равна У = 2,33 10 )( а выделяемая при электронной бомбардировке пластин мощность У (усредненная по периоду) равнаО) ( ц 5/2фт =;.1 У В = 2,48 10 6 вт,Основные потери тепла Ят, пластин происходят за счет лучеиспускания, Для вольфрама, например, нагретого до температуры Т с учетом теплового экрана (т. е. случай луче- испускания в направлении нормали к поверхности детали в одну сторону) получаем:Ит,=2 10 Тф, вт,Поэтому температура Т детали, (получаемая при оценке теплового баланса), равна 5 10 15 го 25 35 40 45 50 Данным методом нагревают, например, два вольфрамовых диска (с 1% борида лантана) толщиной 2 мм и диаметром 13 мм, установленных параллельно друг другу на расстоянии 5 мм. С одной стороны от дисков на расстоянии 3 мм от одного из них размещают запальный катод - вольфрамовая проволока диаметром 1,2 мм, Между дисками было приложено переменное напряжение 900 в. Такое же напряжение прикладывают между запальным катодом и ближайшим к нему диском. Запальный катод накаливают только в течение 1 - 2 мин, после чего нагрев дисков осуществляется самопроизвольно при переменном напряжении 900 в и электронном токе 400 ма. Температура внешней поверхности диска составляет, приблизительно, 2800 С, В тех случаях, когда между запальным электродом и ближайшим к нему диском приложено постоянное напряжение (плюсом на диск), то начальный разогрев дисков осуществляют при более низком значении этого напряжения (600 в) без изменения вышеперечисленных параметров процесса,Предмет изобретения Способ термоэмиссионного нагрева детали с постоянной толщиной в нормальных сечениях, изготовленной из высокоэмиссионного тугоплавкого материала, с использованием размещенного над деталью термоэмиттера, обращенного к ней своей эмиттирующей поверхностью и нагреваемого внешним источником тепла до температуры термоэмиссии, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью обеспечения возможности равномерного нагрева детали сложной геометрической формы и в сильных импульсных магнитных полях, используют термоэмиттер с термоэмиссионной поверхностью, повторяющей форму нагреваемой поверхности детали, между термоэмиттером и деталью подают переменное напряжение и осуществляют локальный кр атковременный разогрев термоэмиттера, причем величину переменного напряжения и расстояния между деталью и термоэмиттером выбирают из соотношения: где Т - температура нагрева детали, К; д - расстояние между деталью и термоэмиттером выбирают их соотношения, см; У - величина переменного напряжения, в.Составитель Е. МамутовРедактор В. Новоселова Техред Л. Грачева Корректоры: Н. Аук и Л. БадыламаЗаказ 1200/19 Изд.1120 Тираж 780 Подписног ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2