Газоразрядная электронная пушка Советский патент 1992 года по МПК H01J37/06 

Изобретение относится к газоразрядным электронным приборам, в которых формируются электронные пучки, а именно к электронным пушкам на основе высоковольтного тлеющего разряда низкого давле- ния, и может быть использовано для возбуждения различных сред и электроннолучевой обработки материалов.

Известна конструкция газоразрядной электронной пушки, анодный узел которой выполнен перфорированным. Это обеспечивает получение потока электронов большого сечения, состоящего из значительного числа отдельных электронных пучков, количество которых равно числу отверстий в перфорированном аноде. После прохожде- ния анода этот многолучевой поток выводится в рабочую камеру через разделительное устройство, состоящее из фольги и опорной решетки.

Известна конструкция газоразрядной электронной пушки с холодным катодом, в которой имеется катод с экраном, закрывающим его нерабочую часть поверхности, об- рабатываемый материал или мишень, бомбардируемую электронным потоком, и расположенный между ними анодный узел в виде подвижного перфорированного анода с приводом. При перемещении перфорированного анода происходит перемещение ионных пучков по поверхности катода и электронных по поверхности мишени.

Наиболее близкой к изобретению является газоразрядная электронная пушка с холодным катодом, укрепленным на высоковольтном изоляторе и подвижным в горизонтальной плоскости перфорирован- ным плоским анодом, свободно подвешенным на гибких стержнях к корпусу. К аноду неподвижно присоединены корпуса электродвигателей с эксцентрично посаженными на вал ротора грузами. Параллельно плоско- сти анода установлена опорная решетка с фольгой, которая отделяет разрядную камеру электронной пушки от технологической

камеры. Плоскопараллельное движение анода обеспечивает постоянную плотность электронов по всей площади поперечного сечения многопучкового потока, что положительно влияет на стабильность технологического процесса обработки материала.

Недостатком этой пушки является невозможность использования такой конструкции в передвижных установках и в условиях, допускающих возможность нарушения горизонтального положения анода или появления инерционных нагрузок в плоскости анода в результате внешних воздействий.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет обеспечения ра- ботоспособности при различной пространственной ориентации пушки. Изобретение может быть использовано на подвижных объектах.

Поставленная цель достигается тем, что анод установлен на жестких параллельных стержнях, концы которых шарнирно закреплены соответственно в корпусе и на аноде, механизм перемещения которого размещен вне корпуса и выполнен в виде двух одинаковых червячных реду.чгоров. Ведущие валы редукторов жестко соединены с валом электропривода, а на ведомых валах, расположенных перпендикулярно плоскости анода, с одинаковым по величине и направлению эксцентриситетом закреплены полуоси. На них шарнирно установлены стержневые тяги, жестко соединенные с торцовой частью анода. Между тягами и корпусом установлены уплотняющие элементы, выполненные в виде сильфонов.

На фиг. 1 изображена газоразрядная электронная пушка; на фиг. 2 - конструктивная пространственная схема узла подвижного анода с приводом.

Газоразрядная электронная пушка содержит холодный катод 1, укрепленный на высоковольтном изоляторе 2, перфорированный плоский анод 3, подвешенный к корпусу 4 на одинаковой длины жестких стержнях 5. Стержни 5 с анодом 3 и корпусом 4 образуют сферические кинематические пары 6, что обеспечивает возможность перемещения в плоскости, практически параллельной плоскости анода, У аноду 3 неподвижно присоединены тяги 7, образу- ющие вращательные кинематические пары с цилиндрическими поверхностями полуосей 8, установленных с эксцентриситетом е на ведомых валах 9 червячных редукторов 10. Хвостовики ведущих валов 11 обоих редукторов 10 соединены муфтами 12 с валом ротора электродвигателя 13, выполненного с двумя хвостовиками. Между корпусом 4 и тягой 7 установлены уплотни- тели-сильфоны 14. Параллельно плоскому аноду 3 установлена опорная решетка 15 с фольгой 16, которая отделяет разрядную камеру электронной пушки от технической камеры 17. Между катодом 1 и анодом 3, электрически соединенными с корпусом 4, включен высоковольтный источник питания 18. К электронной пушке присоединены вакуумный насос 19 и регулятор потока газа 20. Кроме того, на чертеже обозначены анодная плазма 21 и электронные пучки 22, которые образуются при работе пушки.

Газоразрядная электронная пушка работает следующим образом.

С помощью вакуумного насоса 19 и регулятора газового потока 20 в разрядной камере электронной пушки устанавливается рабочее давление газа порядка 1-10 Па. Включается в работу электродвигатель 13, который посредством муфт 12 вращает ведущие валы 11 редукторов 10. Поскольку ведомые валы 9 этих редукторов установлены так, чтобы направления эксцентриситета присоединительных цилиндрических поверхностей полуосей 8 совпадали, то расстояние между геометрическими осями цилиндриче- ских поверхностей в процессе движения постоянное, а прямая, соединяющая эти оси, совершает плоскопараллельное круговое движение с радиусом траектории каждой ее точки, равным эксцентриситету е. Но точ- ки на геометрических осях цилиндрических поверхностей принадлежат также и тягам 7, жестко соединенным с анодом 3, подвешенным на стержнях 5, образующих сферические кинематические пары 6 с корпусом 4. Поэтому все точки подвижной системы анода совершают движение по круговой траектории с радиусом е. При этом наличие уг1лотнителей-сильфонов 14 между корпусом 4 и тягами 7 обеспечивает герметичность разрядной камеры. От высоковольтного источника питания 18 на .катод 1 и анод 3 подается ускоряющее напряжение порядка 100 кВ. В цепи катод- анод зажигается высоковольтный тлеющий разряд, при этом между катодом и анодом образуется анодная плазма 21 и возникают электронные пучки 22, которые вследствие подвижности узла анода перемещаются вместе с ним. Электронные пучки, перемещаясь по опорной решетке 15с фольгой 16, проходят в технологическую камеру 1-7.

Формула изобретения Газоразрядная электронная пушка тлеющего разряда, содержащая корпус, плоский холодный катод, установленный в корпусе на изоляторе, и фольговое выводное окно, образующие разрядную камеру, в которой установлен с возможностью перемещения в плоскости, параллельной катоду, плоский перфорированный анод и механизм перемещения анода с электроприводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности за счет обеспечения работоспособности при различной пространственной ориентации пушки, анод установлен на жестких параллельных стержнях, концы которых подвижно закреплены соответственно в корпусе и на аноде, механизм перемещения которого размещен вне корпуса и выполнен в виде двух одинаковых червячных редукторов, ведущие валы которых жестко соединены с валом электропривода, а на ведомых валах, расположенных перпендикулярно плоскости анода, закреплены полуоси с одинаковым по величине и направлению эксцентриситетом, на которых шарнирно установлены стержневые тяги, жестко соединенные с торцовой частью анода, а между тягами и корпусом установлены уплотняющие элементы, выполненные в виде сильфонов.

эо

I

Изобретение относится к газоразрядным электронным приборам, в которых формируются электронные пучки, а именно к электронным пушкам на основе высоковольтного тлеющего разряда низкого давления, и может быть использовано для возбуждения различных сред и электроннолучевой обработки материалов. Целью изобретения является повышение эффективности обеспечения работоспособности при различной пространственной ориентации пушки. Пушка содержит разделенные изолятором 2 плоский холодный катод 1 и плоский перфорированный анод 3, установленный в разрядной камере с возможностью перемещения, механизм привода анода и фольговое выводное окно 16. Анод установлен на опорах с возможностью перемещения параллельно его плоскости, механизм привода анода расположен за пределами разрядной камеры и выполнен в виде двух идентичных редукторов, в которых ведущие валы неподвижно соединены с валом электродвигателя, а на ведомых валах установлены полуоси 8 с заданным и одинаковым по величине и направлению эксцент(Л С