Устройство для электронной плавки Советский патент 1980 года по МПК C30B13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛАВКИ

Изобретение относится к области , электронной плавки и может быть использовано в промышленности для получения монокристаллов тугоплавких металлов. .Известны устройства для электронной плавки, включающие плавильную камеру с электронным нагревателем и блок электрического питания ц.J. Однако в таких устройствах в процессе электронной плавки из-за интенсивного газовыделения из переплавляемого металла в междуэлектродном прост ранстве пушки возникают газовые разряды, сопровождающиеся возрастанием анодного тока. При появлении импульса анодного тока высоковольтный блок питания электронной пушки испытывает многократные перегрузки. Это приводит к прерыванию процесса плавки. Наиболее близким к изобретению является устройство для электронной плавки, содержащее ограничительный вакуумный диод, предназначенный для защиты оборудования от перегрузок при возникновении импульсов анодного Диод установлен в блоке электричес кого питания, включен в цепь питания электронного нагревателя и работает в режиме ограничения анодного тока эмиссией катода.. Вакуумный диод позволяет осуществлять ограничение импульсов анодно;го тока, возникающих в момент интенсивного газовьщеления из переплавляемого металла 23 Но в указанном устройстве уменьшается пробивное напряжение ограничительного диода вследствие ухудшения вакуума в баллоне диода при нагреве деталей электродной системы и постепенного натекания газа из атмосферы кроме того, необходима специальная экранировка на ограничительном диоде для защиты обслуживающего персонала от -рентгеновского излучения, возникающего при появлении импульсов высокого напряжения в моменты интенсивного газоввделения из расплава. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и уменьшение воздействия рентгеновского излучения диода на обслуживазощий персонал. Указанная цель достигается тем, что анод и катод ограничительного диода установлены непосредственно в полости пла рильной камеры, а у обоих торцов анода коаксиально катоду установленыконические экраны, находящиеся под потенциалом катода. . Такое выполнение устройства обеспечивает улучшение вакуумных условий работы электродной системы ограничительного диода, его стабилизирующие свойства и защиту обслуживаю цего пер сонала от воздействия рентгеновского излучения. На фиг. 1 приведена схема устройства для электронной зонной плавки; на фиг. 2 - вольт-амперные характери тики ограничительного диода. Устройство для электронной зонной плавки тугоплавких металлов состоит из плавильной камеры 1, вакуумного блока 2, устройства 3 для закреплени и перемещ ения переплавляемой заготов ки 4 и высоковольтного блока 5 питания. В камере 1 размещен электронный нагреватель 6. Непосредственно в полoJгти плавильной камеры 1 размещен линейный катод 7 и цилиндрический анод 8 ограничительного диода 9, через который электронный нагреватель 6 соединен с блоком 5 электрического питания. 1 оаксиально катоду 7 у обои торцов анода 8, установлены конические экраны 10, находящиеся под потен циалом катода. Устройство работает следующим образом.. После получения в плавильной каме ре 1 предельного вакуума устанавлива ют необходимый ток канала катоДа злектронного нагревателя 6. Ток канала катода 7 устанавливают таким, чтобы ток эмиссии ограничительного ;диода в-режиме насыщения .был равен рабочему току электронной пушки. Мощ нЬсть, подводимую к заготовке 4, регулируют изменением напряжения высоковольтного б-лока 5. -, Если в процессе плавления в плавилъной камере 1 происходит скачкот образное изменение давления, вызванное интенсивным газовыделением из за готовки, в междуэлектродном промежут ке электронного нагревателя 6 возниkaeT газовый разряд и сопротивление его резко падает. При этом величина анодного тока ограничивается током ОМИССИ1. диода, работающего в режиме насыщения. Газы, выделяющиеся из заготовки, непрерывно откачивает вакуумный блок 2. После уменьшения интенсивности газовыделения вакуум в плавильной камере 1 улучшается, и режим электронной плавки восстанавливается. Благодаря размещению электродной системы ограничительного диода непосредственно в плавильной камере и установке на катоде коаксиальных конических экранов случаи прерывания процесса плавки вследствие выхода из строя ограничительного диода значительно уменьшились. Стенки плавильной камеры обеспечивают надежную защиту обслуживающего персонала от рентгеновского излучения, возникающего при работе ограничительного диода. Отпадает необходимость в изготовлении специальной защиты и улучшаются условия обслуживания установки. . . Формула изобретения 1. Устройство для электронной плавки, включающее вакуумную плавильную камеру с электронным нагревателем, соединенным с блоком электрического питания через ограничительный диод, имеющий коаксиально расположенные линейный катод и цилиндрический анод, длина которого меньше длины катода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и уменьшения воздействия рентгеновского излучения диода на обслуживающий персонсШ, анод, и катод ограничительного .диода установлены непосредственно .в полости плавильной камеры . 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что у обоих торцов анода коаксиально катоду установлены конические экраны, находящиеся под потенциалом катода. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Электронная плавка металлов. М., Металлургия, 1972, с. 51, 2.Рост и дефекты металлических кристаллов. Киев, Наукова думка, 1972, с. 315.

I-tr