МАГНИТОПРОВОД Советский патент 1967 года по МПК H05H11/04 

В существующих бетатронах полюсы магнитопровода делаются с равномерным коэффициентом заполнения сталью (полюсы, изготовленные из пластин стали, уложенных но эвольвенте), или возрастающим по радиусу (полюсы, изготовленные из радиально расположенных пластин стали различной длины). Неравномерность загрузки стали нолюса магнитным потоком велика. Средняя величина индукции в стали полюса значительно меньше, чем индукция в центре его, поэтому сталь полюса используется нерационально. Для уменьшения веса полюсов радиус полюсного сердечника делают меньше радиуса профилированной поверхности полюса, так называемые иолюсы с выступами.

Если в полюсах без выступов радиальная фазовая неоднородность мала, то в полюсах с выступами она значительно больше. Наличие большой радиальной фазовой неоднородности вызывает изменение показателя спадания управляющего магнитного поля в рабочем зазоре, что нриводит к сокращению области фокусирующих сил в рабочем зазоре и снижению возможного числа ускоренных электронов.

образом, что в каждом из них образована полость для размещения хладагента. Коэффициент заполнения сечения сталью максимален в центральной части полюса, ограниченной радиусом центральных вкладышей, и в наружном кольце полюса, ширина которого определена потоком рассеивания, а между этими областями определяется законом спадания управляющего магнитного поля. Это

позволяет уменьшить радиальную фазовую неоднородность в рабочем зазоре магнитопровода, уменьшить его вес и повысить эффективность охлаждения и компенсации сокращения радиуса равновесной орбиты.

На фиг. 1 схематически показан магнитопровод бетатрона; на фиг. 2 - зависимость изменения коэффициента заполнения полюса сталью по радиусу; на фиг. 3 - схематически изображен сектор магнитопровода.

Полюсы магпитопровода выполнены без выступов, т. е. радиус полюсного сердечника равен радиусу профилированной поверхности полюса. Увеличение значения индукции в стали полюса в области под ускорительной камерой по сравненню со значением индукции в центральной части полюса, которое необходимо для компенсации сокращения радиуса равновесной орбиты, вызываемого насыщением центральной части, обеспечивается тем,

полюса в-круге радиуса Гс (фиг. 1) делают максимальЙБШ,,.цачйная с Гс, уменьшается по закону .,.л ,«

(. ,

( - n + f-)()r где К(г)-коэффициент заполнения -сталью кольца полюса па радиусе Го шириной Дг;

Y --отношение радиуса равновесной орбис

ты Го К радиусу центральных вкладышей г с Кс-средний коэффициент заполнения центральной части полюса сталью в круге радиуса г; п - показатель скорости спадания магнитного поля по радиусу.

Через сечепие полюса проходит не только магпитный поток, ограниченный профилированной частью полюсного наконечника, но и магнитный поток рассеяния, который равен;

,,

о

где бо - воздушный зазор на радиусе равновесной орбиты.

Для обеспечения прохождения потока рассеяния через сечение полюса периферийная часть полюса, начиная с радиуса, равного

0,56 орфн

Гг

() +

В„

4 7М1 - « + т

где Sn - индукция, принятая в стали полюса; заполняется сталью с максимальным коэффи-циентом заполнения данного сечения кольца, ограниченного радиусом г,, и г:.

Переменный коэффициент заполнения сечения полюса магнитопровода сталью довольно близок к требуемому и обеспечивается конструкция магнитопровода (фиг. 2), собранного из профилированных пластин стали различной длины. Магнитопровод собирается из секторов, образованных пластинами стали различной длины. Обш,ее количество пластин сектора равно:

-1,

yV

где Готв -радиус центрального отверстия. Каждая пластина сектора из первых

-1

штук имеет размеры, уменьшаюП1,иеся на величину равную ГОТЕ одна относительно другой. Следуюш,ие (

оти отз /

пластины имеют одинаковый размер равный (г„ - Гс), а остальные | пластины имеют размеры, уменьшаюш,иеся на Готв

одна относительно другой.

На фиг. 2 пунктирная кривая показывает изменение коэффициента заполнения полюса сталью по радиусу для дайной конструкции магнитопровода.

Образовавшиеся в теле полюса отверстия увеличивают поверхность охлаждения и при принудительном охлаждении позволяют значительно повысить эффективность охлаждения.

Радиально-решетчатая структура и профилированная поверхность полюса создают азимутальную модуляцию управляюш,его магнитного поля. Однако при большом количестве секторов, образующих магнитопровод,

величина зазора между полюсами значительно больше воздушного зазора между пластинами соседних секторов. Поэтому глубина модуляЦИи магнитного поля по азимуту оказывается незначительной и резко спадает по

мере удаления от поверхности профилированной поверхности полюса так, что на расстоянии от поверхности полюса, примерно равном толщине стенки ускорительной камеры, практически не ощущается.

Описанную конструкцию магнитопровода рекомендуется применять для малых бетатронов, например для переносных с энергией до 3 Мэв, предназначенных для гамма-дефектоскопии.

Предмет изобретения

Магнитопровод с рабочим зазором, образованным профилированными поверхностями полюсов, выполненных из отдельных пластин, собрапных в пакеты, отличающийся тем, что, с целью слижения веса и улучшения охлаждеиия магиитопровода, пакеты выполнены в виде секторов с переменным коэффициентом заполнения сечепия сталью таким образом, что Б каждом из них образована полость, служащая для раз: 1ещения хладагента; коэффиаиеит заполнения сечения сталью максимален в центральной части полюса, ограниченной радиусом, центральных вкладьиией, и в наружном кольце полюса, ширина которого определена потоком рассеивания, а между

этими областями определяется законом спадапия управляюи,его магнитного поля.

J от

- Л

1 -/Ъ/П/

t H-rome