SU731614A1 - Установка дл высокотемпературного нагрева - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к вакуумной электротермии и касаетс , в частности, усовершенствовани  оборудовани  дл  технологической обработки изделий в вакууме, например при производстве электровакуумных приборов , конденсаторов и т. д.

Известны установки индукционного нагрева , содержащие водоохлаждаемый индуктор , размещенный в рабочей камере и подключенный к высокочастотному генератоРУ 1 Недостатки таких установок - низкий

КПД, физиологическа  опасность СВЧ-излучени , сложность одновременного равномерного нагрева групы деталей.

Известна также установка дл  высокотемпературного нагрева, содержаща  вакуумную камеру, цилиндрический термокатод, анод, установленный внутри термокатода и выполненный в виде кассеты, и экраны. Нагреваема  деталь находитс  на кассете, изготовленной из огнеупорного материала и окружена нитью накала - термокатодом. Нить накала представл ет собой тонкую проволоку , нат нутую в виде сетки, котора  закреплена на полом цилиндре, внутри которого помещено изделие. Цилиндр выполн ет

роль теплового и электростатического экрана-отражател . В св зи с тем, что упом нутый цилиндр электрически соединен с термокатодом , он имеет знак потенциала, одинаковый с электронами, и вызывает их электростатическое отталкивание по направлению к оси цилиндра, т.е. к изделию. Дл  нагрева нити накала применен источник посто нного тока низкого напр жени . Второй источник, высокого напр жени , подключен положительным полюсом к изделию, а отрицатель10 ным - к цилиндру, за счет чего создаютс  услови  дл  электронной бомбардировки издели . При этом нить накала  вл етс  термокатодом , а изделие - анодом. Благодар  внещнему цилиндру достигаетс  высокий КПД установки 2.

15

Недостатком известной установки  вл етс  низка  производительность, обусловленна  невозможностью осуществлени  высокоскоростного равномерного нагрева группы изделий , так как электронна  бомбардировка 20 осуществл етс  лишь с внешней стороны рабочей зоны.

Claims (2)

1. Цель изобретени  - повышение интенсивности нагрева и производительности установки . Поставленна  цель достигаетс  тем, что кассета выполнена в виде кольца, внутри которого установлен дополнительный электрод , электрически св занный с термокатодом , причем дополнительный электрод выполнен из тугоплавкого эмиттерного материала, например тантала, вольфрама, ниоби , рени , никел  и т.д. На чертеже показана конструкци  предлагаемой установки. Установка состоит из вакуумной камеры 1, внутри которой расположен проволочный цилиндрический термокатод 2. Внутри термокатода установлена кассета 3 с издели ми 4. Термокатод 2 и кассета 3 с издели ми 4 окружены теплозащитными экранами 5. Во внутрь кассеты 3, выполненной в виде кольца установлен изолированно от нее цилиндрический электрод 6, электрически св занный с источником 7 питани  термокатода 2. В приведенном на чертеже примере, электрических соединений внутрикамерных электродов представлена схема с заземленным катодом , хот  возможно выполнение схемы с заземленным анодом без изменени  сущности протекающих в рабочей зоне процессов . Кассета 3 соединена с положительным изолированным полюсом анодного источника 8 высокого напр жени . Отрицательный полюс анодного источника 8 заземлен и электрически соединен со средней точкой трансформатора низковольтного источника 7 питани  термокатода 2. Камера 1 подключена к вакуумному насосу (на чертеже не показан). Термокатод 2 изготовлен из танталовой проволоки (возможно применение других эмиттерных материалов, например , вольфрама), расположенной зигзагообразно по образующей цилиндра, охватывающего кассету 3. Внутренний экран (из пакета теплозащитных экранов 5) и дополнительный цилиндрический электрод 6 целесообразно также выполнить из эмиттерных материалов из р да: тантал, вольфрам, ниобий, рений, никель и др. Установка работает следующим образом. После загрузки изделий 4 на кассете 3 в рабочую камеру 1 производ т вакуумирование , затем включают источник 7 питани  термокатода 2 и разогревают термокатод 2 до температуры электронной эмиссии пр мым пропусканием тока. При этом происходит некоторый разогрев электрода 6 и внутреннего экрана 5 инфракрасным излучением от раскаленного термокатода 2. При подаче высокого положительного потенциала от источника 8 питани  на кассету 3 с издели ми 4 начинаетс  направленное движение термоэлектронов от термокатода 2 к анодукассете 3. Ускоренные в электрическом поле электроны бомбардируют издели  4, нагрева  их до высоких температур. Излучение с нагретых изделий 4 и кассеты 3 вызывает дополнительный нагрев электрода 6. При рациональном выборе материала электрода 6 в зависимости от рабочей температуры установки возможно разогреть электрод 6 до температуры эмиссии за ничтожно малое врем . При этом электрод 6 начинает сам эмиттировать термоэлектроны, которые бомбардируют обратную по отнощению к термокатоду 2 сторону изделий 4, обеспечива  услови  равномерного нагрева. Выбором диаметров окружностей электрода 6, кассеты 3, термокатода 2 в зависимости от рабочего напр жени  на аноде-кассете 3 возможно получить любое наперед заданное распределение плотности электронного тока на поверхность изделий 4. Электрод 6 играет двойную роль в процессе электронной бомбардировки изделий 4: с одной.стороны, он отражает инфракрасное и электронное излучение термокатода 2 на издели  4, с другой стороны, разогрева сь до температуры эмиссии за счет частичного поглощени  этих излучений, сам становитс  источником электронов. Така  конструкци  внутрикамерных электродов позвол ет получить разнонаправленные электронные потоки , обеспечивающие равномерный всесторонний нагрев изделий 4, а это, в свою очередь, создает услови  дл  расположени  больщого количества изделий 4 по окружности кольцевой кассеты 3. Положительный технико-экономический эффект от использовани  предлагаемой установки достигаетс  за счет обеспечени  конст руктивными мерами возможности одновременной обработки любой по величине группы изделий при равномерном всестороннем нагреве, что позвол ет повысить производительность установки. Причем, увеличение производительности установки не требует существенного увеличени  мощности источников питани  или их количества, так как введение дополнительного электрода значительно повыщает КПД установки за счет более рационального использовани  подводимой энергии и создани  дотюлнительного источника электронов. Выбира  соответствующую форму дополнительного электрода, можно получить и неравномерный электронный поток заданной неравномерности и нагревать равномерно издели  сложной неправильной формы или неравномерно издели  простой формы. Предлагаема  конструкци  существенно расшир ет технологические возможности метода электронного нагрева. Формула изобретени  I. Установка дл  высокотемпературного нагрева, содержаща  вакуумную камеру, цилиндрический термокатод, анод, установленный внутри термокатода и выполненный в виде кассеты, и экраны, отличающа с  тем.

   что, с целью повышени  интенсивности нагрева и производительности, кассета выполнена в виде кольца, внутри которого установлен дополнительный электрод, электрически св занный с термокатодом.
2. 2. Установка по п. 1, отличающа с  тем, что дополнительный электрод выполнен из тугоплавкого эмиттерного материала.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР № 211671, кл. Н 01 G 19/04, 1966.

   2.Патент Японии № 23930-68,

   кл. 67 j 3 (Н 05 В), опублик, 1968 (прототип).