Pierwszenstwo: 15.VII.1969 (P. 134 842) 17.VII.1968 Zwiazek Socjalistycznych eh Republik Radzieckich Opublikowano: 2.IX.1974 68928 KI. 21M6/60 CZYTELNIA Urzedu Polentawego hhWL laeranM^ll W» Wspóltwórcy wynalazku: Igor Pawlowicz Brukowskij, Pawel Borysowicz Jakowlew, Kiril Dawidowicz Gutterman, Alek¬ sander Wasyliewicz Perow, Wladimir Fiedoro¬ wicz Zuków, Larisa Petrowna Niekrasowa, Ju¬ rij Dymitriewicz Iwanowskij Wlasciciel patentu: Moskowskij ordiena Lenina energieticzeskij institut, Moskwa (Zwiazek Socjalistycznych Republik Ra¬ dzieckich) Uklad automatycznej regulacji elektrycznych warunków pracy zespolu elektrotermicznego z wyrzutnia elektronowa Przedmiotem wynalazku jest uklad automatycz¬ nej regulacji elektrycznych warunków pracy zes¬ polu elektrotermicznego z wyrzutnia elektronowa.Znane sa uklady regulacji warunków elektrycz¬ nych zespolu elektrotermicznego z wyrzutnia ele¬ ktronowa, którego podstawowa katoda jest nagrze¬ wana za pomoca strumieni elektronów emitowa¬ nych przez katode pomocnicza. Katoda podstawo¬ wa dziala elektronowo i jest nagrzewana przez czlon nagrzewania katody podstawowej, a katoda pomocnicza — przez czlon nagrzewania katody po¬ mocniczej.Wymienione uklady regulacji nie zabezpieczaly nalezytej stabilnosci elektrycznych warunków pra¬ cy urzadzenia elektrotermicznego z wyrzutnia ele¬ ktronowa przy kondensacji par nagrzewanego me¬ talu na powierzchni katody lub przy zmianie jej temperatury pod wplywem strumienia jonów do¬ datnich, bombardujacych jej powierzchnie lub strumienia cieplnego powstalego wskutek cieplne¬ go promieniowania powierzchni nagrzewanego cia¬ la, gdyz nie byly wyposazone w osobny czlon ko¬ rekcji nagrzewania, który automatycznie przepro¬ wadza regulacje elektrycznych warunków pracy ukladu. Dotychczas korekcja elektrycznych wa¬ runków pracy ukladu przeprowadzana byla przez operatora.Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia do automatycznej regulacji elektrycznych warun¬ ków pracy urzadzenia elektrotermicznego z wy¬ rzutnia elektronowa, która zapewnia zwiekszona stabilnosc warunków elektrycznych przy zmniej¬ szaniu emisyjnych wlasciwosci katody z powodu kondensacji na jej powierzchni par nagrzewane* s go materialu lub przy zmianie temperatury kato¬ dy pod wplywem bombardowania jej powierzchni jonami dodatnimi albo pod wplywem powstawa¬ nia strumienia cieplnego wskutek cieplnego pro¬ mieniowania powierzchni nagrzanego wyrobu. 10 Uklad automatycznej regulacji elektrycznych warunków pracy urzadzenia elektrotermicznego z wyrzutnia elektronowa wedlug wynalazku ma na¬ grzewanie katody podstawowej strumieniem ele¬ ktronów emitowanych przez katode pomocnicza; is przy czym katoda podstawowa jest zasilana z czlo¬ nu nagrzewania katody podstawowej, a katoda pomocnicza — z czlonu nagrzewania katody po¬ mocniczej. Istote ukladu stanowi czlon korekcji nagrzewania katody podstawowej, który Jest po¬ st laczony co najmniej z jednym czlonem nagrzewa¬ nia. Korzystniejsze jest takie rozwiazanie, w któ¬ rym czlon korekcji nagrzewania katody podstawo¬ wej jest polaczony równoczesnie z czlonem na¬ grzewania katody pomocniczej, gdyz wówczas sa u regulowane oba czlony nagrzewania katod.Uklad wedlug wynalazku zapewnia zwiekszenie stabilnosci elektrycznych warunków dzialania u- rzadzenia, zwiekszenie jego wydajnosci i popra¬ wienie jakosci otrzymywanych wyrobów. st Przedmiot wynalazku jest szczególowiej objas- 68 92868 928 niony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu automatycznej regulacji warun¬ ków elektrycznych urzadzenia elektrotermicznego z wyrzutnia elektronowa, a fig. 2 — jedna z mo¬ zliwych odmian wykonania opisywanego ukladu.Jak wiadomo, temperatura emitujacej powierz¬ chni katody zalezy od mocy pobieranej "ze zródla zasilania przez grzejnik katody oraz od powierz¬ chni nagrzewanego wyrobu.W szeregu przypadków powierzchnia emitujaca katody podstawowej wyrzutni elektronowej i po¬ wierzchnia nagrzewanego wyrobu znajduja sie w strefie promieniowania wzajemnego.Przy zmianie~Uemperatury powierzchni nagrze¬ wanego wjrrobu lut^przy zmianie wspólczynnika promieniowani^ wzajemnego miedzy powierzchnia¬ mi katody i wyrobu (co wystepuje na przyklad w piecach do wytapiania, przy doprowadzaniu ma¬ terialu topionego do strefy promieniowania ele¬ ktronowego) zmienia sie wynikowy strumien cie¬ plny skierowany od powierzchni wyrobu do po¬ wierzchni katody,, powodujac zmiane temperatury emitujacej powierzchni katody, a co za tym idzie — zmiane mocy urzadzenia.Ponadto przyczyna zmiany temperatury emitu¬ jacej powierzchni katody, a przez to i zmiane mo¬ cy urzadzenia, jest zmiana intensywnosci strumie¬ nia jonowego na katode powodowana zmiana in¬ tensywnosci strumieni* jonowego padajacego na katode wskutek zmian cisnienia i skladu gazów w komorze roboczej.Nalezy podkreslic, ze odchylki mocy urzadzenia od ustalonej wartosci, przy stalej wartosci mocy zródla zasilania katody podstawowej wystepuja wtedy gdy wyrzutnia elektronowa urzadzenia ele¬ ktrotermicznego pracuje w warunkach, w których nie nastepuje ograniczanie pradu przez ladunek przestrzenny, co jest charakterystyczne dla wiek¬ szosci zespolów przemyslowych w zwiazku z ko¬ niecznoscia regulacji mocy urzadzen i szeregiem komplikacji technicznych, powstajacych podczas nagrzewania katod z czystych metali do tempera¬ tur, które zabezpieczaja mozliwosc dzialania wy¬ rzutni elektronowej w warunkach ograniczania pradu przez ladunek przestrzenny. Wahania mo¬ cy urzadzenia spowodowane wspomnianymi przy¬ czynami powoduja obnizenie wydajnosci urzadze¬ nia i pogorszenie jakosci otrzymywanych wyrobów, a w zwiazku z tym wymagaja regulacji celem powrotu urzadzenia do znamionowych warunków pracy Na fig. 1 przedstawiono schemat blokowy urza¬ dzenia, uklad polaczen urzadzenia elektrotermicz¬ nego z wyrzutnia elektronowa, a na fig. 2 wy¬ rzutnia elektronowa 1 jest zasilona ze zródla za¬ silania 2. Natomiast podstawowa katoda wyrzutni elektronowej 1 jest zasilana z czlonu 3 nagrzewa¬ nia katody podstawowej, w sklad której wchodzi czlon 4 regulacji warunków pracy czlonu 3. Ka¬ toda pomocnicza wyrzutni elektronowej 1 jest za¬ silana z czlonu zasilania 5 katody pomocniczej, w sklad którego wchodzi czlon regulacji 6 wa¬ runków pracy czlonu 5. Czlon 7 korekcji nagrze¬ wania katody podstawowej jest polaczony z wyj¬ sciem zródla zasilania 2 wyrzutni elektronowej 1.Czlon 3 nagrzewania katody podstawowej skla¬ da sie z prostownika 13, transformatora 14 wla¬ czonego przez zaciski 15 i 16 do sieci zasilajacej, 5 szeregowo — równoleglych tyrystorów 17 i 18 oraz z czlonu 4 do regulacji warunków pracy.Czlon 5, nagrzewania katody pomocniczej, skla¬ dajacy sie z transformatora 19, szeregowo — rów¬ noleglych tyrystorów 20 i 21 oraz z czlonu 6 do 10 regulacji warunków pracy jest wlaczony przez za¬ ciski 22 i 23 do sieci zasilajacej.Uklad automatycznej regulacji dziala w nizej opisany sposób. Przy zmianie pradu lub napiecia zasilania wyrzutni elektronowej 1. sygnal z wyjscia 15 zródla zasilania 2 wyrzutni elektronowej 1 jest przekazywany do czlonu 7 korekcji nagrzewania katody podstawowej, z którego wyjscia sygnal ko¬ rekcji nagrzewania katody podstawowej jest do¬ prowadzany do czlonu 3 nagrzewania katody pod- 20 stawowej i do czlonu 5 nagrzewania katody po¬ mocniczej. Wskutek wplywu czlonów 4 i 6 slu¬ zacych do regulacji warunków dzialania na ele¬ menty wykonawcze czlonu 3 nagrzewania katody podstawowej i czlonu 5 nagrzewania katody po- 25 mocniczej, moc zródla zasilania katody podstawo¬ wej, a wiec i je^o temperatura zmieniaja sie do chwili, az prad i napiecie wyrzutni elektronowej ustali sie na wymaganym poziomie.W przypadkach gdy jeden z czlonów na przy- »o klad czlon 3 nagrzewania katody podstawowej, dziala w warunkach stabilizacji napiecia lub pra¬ du zasilania katody podstawowej, sygnal z czlonu 7 korekcji nagrzewania katody podstawowej do¬ prowadzany jest tylko do czlonu 5 nagrzewania 35 katody pomocniczej, który dziala w ukladzie re¬ gulacji.Jak wynika z opisu i rysunków uklad wedlug wynalazku za pomoca czlonu 7 korekcji nagrze¬ wania katody podstawowej zapewnia automatycz- 40 ne zmiany mocy zródla zasilania katody podsta¬ wowej, a wiec i temperatury powierzchni emitu¬ jacej katody w zaleznosci od sygnalu przekazywa¬ nia z wyjscia zródla zasilania 2.M PL PL