Электронно-лучевая пушка

тельст 5/ ния прину диэлек видетельство ССС В 23 К 15/00,1 а Яно-лучевои 1 с фланце изолятором ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ПУШ (57) Изобретение относитс тронно-лучевой сварке, в к оборудованию для электр вой сварки крупногабаритн Цель изобретения - уменьш тов пушки и повьппение над эксплуатации путем исключ дительной прокачки жидког трика. В состав электрон пушки, содержащей корпус 11 У 2 и установленньм на нем593844 3, катодныи узел 4 с управляющиэлектродом 5 и анодом 6, введен дополнительный резервуар 7. Установка дополнительного резервуара 7, сообщающегося с объемом изолятора 3, обеспечивает отвод тепла от катодногоузла 4 через жидкий диэлектрик. Выбор расстояния от клемм 19 до стенкирезервуара 7 в 1,5-2,0 раза большим, 10чем расстояние между управляющимэлектродом 5 и анодом 6, повышаетустойчивость пушки к образованию проИзобретение относится к электронно-лучевой сварке, в частности коборудованию для электронно-лучевойсварки крупногабаритных изделий.Целью изобретения являетоя уменьшение габаритов пушки и повышение,надежности эксплуатации путем исключения принудительной прокачки жидкого диэлектрика,На чертеже изображена схема электронно-лучевой пушки.Пушка содержит корпус 1 с Фланцем2 и установленным на нем высоковольтным блоком, состоящим из изолятора,3, катодного узла 4, съемного электронно-оптического блока с управляющим электродом 5, и анод 6. На Фланце 2 установлен цилиндрический резервуар 7 с отверстием для заливки. Вотверстии для заливки установленадиафрагма 8, Фиксируемая прижимом 9.П ижим 9 поджат к диафрагме 8 крышР40кой 10 через уплотнение 11. На боковой поверхности резервуара 7 закреплен стакан 12. Через отверстие встакане 12 внутрь резервуара 7 введен высоковольтный кабель 13. Герке 45тизация участка подвода кабеля осуществляется через прокладку 14, фиксируемую в стакане 12 штуцером 15.На штуцер 15 установлен ниппель 16,закрепленный накидной гайкой 17.На изоляторе 3 установлена изоля 50ционная втулка 18 с клеммами 19 ввиде болтов. К клеммам 19 крепятсяжилы 20 высоковольтного кабеля и подключаются втулки, на которых установлен подогреватель катода,55Во втулке 18 выполнены четыре отверстия, соединяющие внутреннийобъем изолятора 3 с объемом цилиндрибоев. Обьем резервуара 7 превышает объем изолятора 3 в 3-4 раза для уменьшения разогрева диэлектрика, вызывающего снижение его изоляционных свойств без чрезмерного увеличения габаритов пушки. Конструкция электронно-лучевой пушки позволяет исключить необходимость ввода внутрь камеры шлангов для подвода диэлектрика, что улучшает условия обслуживания пушки и упрощает ее конструкцию в целом.1 ил,Гческого резервуара 7 и обеспечивающие циркуляцию жидкого диэлектрика.Электронно-лучевая пушка работа" ет следующим образом,При подаче напряжения через высоковольтный кабель 13 на клеммы 19 и через них на электронно-оптический блок катод имитирует электроны, которые посредством управляющего электрода 5 и анода 6 формируются в электронный луч. Электронный луч фокусируется на поверхности свариваемых деталей в зоне сварки фокусирующей магнитной катушки (не показана).Параметры луча и качество сварки существенно зависят от соосности (юстировки) высоковольтного узла и анода 6, которая достигается расположением фланца 2 в корпусе 1 по посадке.В процессе работы пушки затруднено образование высоковольтного пробоя между резервуаром 7 и клеммами 19 из-за того, что расстояние между ними больше расстояния от управляющего электрода до анода, Благодаря этому повышается надежность работы пушки; В(идкий диэлектрик, заполняющий внутренний объем изолятора 3 при работе пушки нагревается от катодного узла. За счет теплопередачи тепло распространяется и нагревается диэлектрик во внутреннем объеме резервуара 7. Это тепло отводится за счет лучистой теплопередачи с поверхности резервуара 7 в вакуумную камеру, а также за счет теплопроводности от корпуса резервуара 7 через корпус 1 пушки и далее в технологическую оснастку вакуумной камеры, 1593844Наиболее стаб иль на я р а бота пушк и достигается при использовании в качестне жидкого диэлектрика касторового масла.Расстояние от клемм 19 до стенки дополнительного цилиндрического ре 5 зернуара выбирают в 1,5-2 раза боль.шим, чем расстояние между управляющим электродом и анодом. Это позволяет повысить устойчивость пушки к образованию нысоконольтных пробоев.и выхода из строя кабеля 13. В случае, если расстояние между корпусом 1 и клеммами 19 превышает расстояние между управляющим электродом 5 и анодом б менее чем в 1,5 раза, наблюдается частое возникновение вЫсоковольтных пробоев между клеммами 19 и корпусом 1, В результате этого часто нарушается процесс сварки и выходит из строя 20 высоковольтный кабель. Увеличение расстояния между корпусом 1 и клеммами 19 более чем в 2 раза по отношению к расстоянию между управляющим электродом 5 и анодом б, предотвра щая образование высоковольтных пробоев, в то же время значительно увеличивает габаритные размеры и массу пушки.30На образование высоковольтных пробоев большое внимание оказывает объемжидкого диэлектрика, заключенного ирезервуаре 7. В зависимости от данно-.го объема меняется температура нагрева жидкого диэлектрика н процессе35работы пушки (фиг.2). При объеме резервуара 7, превосходящего внутреннийобъем изолятора менее чем н 3 раза,на номинальной мощности пушки принепрерывной работе н,течение 4 ч наблюдается разогрев жидкого диэлектриока до температуры 160-170 С, Это может привести к снижению его сопротивления и возникновению высоковольтного пробоя в пушке. При увеличенииобъема резервуара 7 до 3-4 объемонизолятора 3 наблюдается снижение температуры нагрева жидкого диэлектрикадо 100-110 С. Дальнейгпее увеличениеобъема резервуара 7 приводит к монотонному снижению температуры жидкогодиэлектрика. Однако при этом значительно возрастают габариты пушки,Опыт эксплуатации заявляемой пушки55в условиях серийного производства из"делий показал, что оптимальным является превышение объема резернуара 7к объему изолятора 3 н 3-4 раза,Установка цилиндрического резервуара позволяет отказаться от применения принудительной прокачки масладля охлаждения высоковольтного блока.Объем изолятора сообщается с объемом резервуара и тем самым обеспечивается отвод тепла от катодного узлачерез жидкий диэлектрик и корпус резервуара в узел крепления пушки.При этом объем цилиндрического резервуара должен превышать объем иэо"лятора в 3-4 раза. При объеме резервуара, менее чем н 3 раза превосходящего объем изолятора, наблюдаетсяразогрев диэлектрика, сопровождающийся снижением его изоляционных свойстни возникновением электрических пробоев между клеммами 19, к которымподключен высоковольтный кабель 13.Это вызывает нарушение процесса сварки и может привести к повреждениюизоляции кабеля 13. Увеличение объема цилиндрического резервуара болеечем н 4 раза по отношению к объемуизолятора нецелесообразно в связи сростом габаритов пушки.Высокая эксплуатационная надежность пушки против образования высоковольтных пробоев из-за перегревадиэлектрика при минимальных размерахцилиндрического резервуара достигается при отношении его объема кобъему изолятора как (3-4):1,Расстояние от клемм 19 до стенкицилиндрического резервуара превьппаетв 1,5-2. раза расстояние между управляющим электродом и анодом. В случае,если расстояние между стенкой цилиндрического резервуара 7 и клеммами19 превышает расстояние между управляющим электродом и анодом менее чемв 1,5 раза, наблюдается частое возникновение электрических пробоев между клеммами 19 и корпусом резервуара7. Бьгсоконольтные пробои принодят ккороткому замыканию электрическойцепи и выходу из строя высоковольтного кабеля и источника питания пушки.При величине расстояния между клеммами 19 и корпусом резервуара 7, н1,5-2,0 раза превышающим расстояниемежду анбдом и управляющим электродом, возникающие электрические пробоипри нарушении степени разряжения вкамере возникают между анодом и упранляющим электродом. Поэтому не образуется пробоя высоковольтного кабеля,Заказ 2796 Тираж 634 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 Увеличение расстояния между клеммами 19 и корпусом резервуара 7 более чем в 2 раза по отношениюк расстоянию между управляющим электродом и анодом не 5 целесообразно из-за увеличения габаритов пушки.Корпус электронно-лучевой пушки мощностью 15 кВт изготовлен из алюминиевогосплава АК 4. На фланце кор-. пуса установлен дополнительный резервуар емкостью 500 см . На фланце так 3же установлен изолятор из капролона с внутренним объемом 150 см 5.Технические характеристики пушки, Ускоряющее напряжение, кВ 60 ф 1 Ток луча, мА . До 250 Ток фокусирующей .линзы, АРабочее расстояние, мм .Габаритные размеры, мм:диаметр 150 высота 544 Данная конструкция электронно лучевой пушки позволяет исключить необходимость ввода внутрь камеры шлангов для подвода масла от насоса, от специального наконечника для ввода высоковольтного кабеля в корпус пушки, что существенно улучшает условия обслуживания пушки в процессе 1 эксплуатации при упрощении ее конструкции в целом,Формула изобретенияЭлектронно-лучевая пушка, содержащая корпус с фланцем и установленнымв нем высоковольтным блоком с изолятором, закрепленным на фланце черезуплотнение накидной гайкой, катодным узлом и съемным электронно-оптическим блоком, управляющим электродом,анодом и высоковольтным кабелем,отличающаяся тем, что,с целью уменьшения габаритов, упрощения конструкции пушки и повышениянадежности эксплуатации путем исключения принудительной прокачки жидкого диэлектрика, она снабжена цилиндрическим резервуаром для жидкогодиэлектрика и изоляционной втулкойс закрепленными в ней клеммами, приэтом цилиндрический резервуар установлен на фланце электронно-лучевойпушки, высоковольтный кабель подсоединен к клеммам, изоляционная втулказакреплена на изоляторе, причем расстояние от клемм до резервуара в1,5-2,0 раза превышает расстояниемежду управляющим электродом и анодомпушки, а объем цилиндрического резервуара превышает объем изоляторав 3-4 раза.