UA4752U

UA4752U - A mechanism for electron beam treatment of articles

Info

Publication number: UA4752U
Application number: UA2004021238U
Authority: UA
Inventors: Георгій Вікторович Канашевич; Георгий Викторович Канашевич; Максим Олексійович Бондаренко; Максим Алексеевич Бондаренко; Максим Петрович Рудь; В'ячеслав Андрійович Ващенко; Ірина В'ячеславівна Яценко
Original assignee: Черкаський Державний Технологічний Університет; Чекасский Государственный Технологический Университет
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-02-15

Abstract

A mechanism for electron beam treatment of articles contains electron gun with drive, and also heat screens with heating elements and unit for articles transportation. Furnaces for heating and cooling articles are disposed separately one from another and at one straight line withy trajectory of articles movement and can operate separately in different temperature modes.

Description

Корисна модель відноситься до електронно-променевої техніки і технології і може використовуватися при розробці установок для обробки поверхонь виробів електронним пучком з попереднім нагрівом у вакуумі.The useful model refers to electron-beam technique and technology and can be used in the development of installations for processing the surfaces of products with an electron beam with preheating in a vacuum.

Відомий пристрій для електронно-променевого полірування виробів складається з електронної гармати, катод якої має ниткоподібний вигляд і який встановлений вертикально, блока завантаження виробів, який виконано у вигляді каруселі з горизонтальною віссю обертання |11.A known device for electron-beam polishing of products consists of an electron gun, the cathode of which has a thread-like appearance and which is installed vertically, a unit for loading products, which is made in the form of a carousel with a horizontal axis of rotation |11.

Пристрій не передбачає попереднього розігріву і охолодження виробів в технологічному циклі обробки, що може призвести до їх руйнування в результаті термічного удару електронним пучком.The device does not provide for preliminary heating and cooling of products in the technological processing cycle, which can lead to their destruction as a result of a thermal shock by an electron beam.

Найбільш близьким за технологічною сутністю до пропонуємого винаходу є пристрій для електронно- променевої обробки виробів (2Ї, який має встановлену у вакуумній камері рухому електронну гармату із стрічковою формою пучка, піч попереднього нагріву і охолодження виробів, яка складається з нагріваючих елементів та багатошарових теплових екранів. При цьому електронна гармата встановлюється всередині теплових екранів, а привід її переміщення розташовано у щілині екранів, яка виконана з додатковими шторками.The closest technological essence to the proposed invention is a device for electron beam processing of products (2Й, which has a movable electron gun with a ribbon-shaped beam installed in a vacuum chamber, an oven for preheating and cooling products, which consists of heating elements and multilayer heat screens. At the same time, the electronic gun is installed inside the thermal screens, and the drive for its movement is located in the gap of the screens, which is made with additional curtains.

Недоліком цього пристрою є те, що він не забезпечує рівномірного попереднього нагріву і охолодження виробів, у зв'язку з тим, що механізм руху виробів побудовано по круговій системі обертання і при виході на позицію для електронно-променевої обробки температура виробу зменшується. Разом з тим, електронна гармата, яка знаходиться в середині екранів, тобто у зоні високих температур, які сягають значень 300-800", при обробці виробів може змінювати свої електронно-оптичні параметри в результаті термічного розширення складових частин з яких вона побудована (модулятора, анода і систем кріплення).The disadvantage of this device is that it does not provide uniform preheating and cooling of the products, due to the fact that the movement mechanism of the products is built on a circular rotation system and when entering the position for electron beam treatment, the temperature of the product decreases. At the same time, the electronic gun, which is located in the middle of the screens, that is, in the zone of high temperatures, which reach values of 300-800", during the processing of products, can change its electronic-optical parameters as a result of thermal expansion of the constituent parts from which it is built (modulator, anode and mounting systems).

В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення пристрою для електронно-променевої обробки виробів, рішення якої досягається шляхом незалежності процесів нагріву і охолодження виробів при електронно- променевій обробці, чого достатньо для забезпечення технічного результату. Технічним результатом є підвищення якості виробів, які оброблюються стрічковим електронним пучком за рахунок стабілізації теплових умов попереднього нагріву виробів, роботи електронно-променевої гармати і охолодження виробів після електронно-променевої обробки.The basis of the useful model is the task of improving the device for electron-beam processing of products, the solution of which is achieved through the independence of the processes of heating and cooling of products during electron-beam processing, which is enough to ensure the technical result. The technical result is an increase in the quality of products treated with a band electron beam due to the stabilization of the thermal conditions of the preheating of the products, the operation of the electron beam gun and the cooling of the products after the electron beam treatment.

Корисна модель пояснюється кресленням (Ффіг.) на якому схематично зображено пристрій для електронно- променевої обробки виробів.The useful model is explained by the drawing (Fig.), which schematically shows a device for electron beam processing of products.

Пристрій знаходиться у вакуумній камері 1 і складається з печі нагріву 2 і печі охолодження 3, електронно- променевої гармати 4, нагрівачів 5, за допомогою яких нагріваються вироби 6, блоку транспортування виробів 7, теплових екранів 8.The device is located in a vacuum chamber 1 and consists of a heating furnace 2 and a cooling furnace 3, an electron beam gun 4, heaters 5, which heat products 6, a product transportation unit 7, and heat shields 8.

Пристрій працює наступним чином.The device works as follows.

У вакуумній камері 1 створюють робочий вакуум 102-107Па. Вироби 6 перед електронно-променевою обробкою знаходяться в зоні печі попереднього розігріву 2 і до необхідної температури розігріваються нагрівачами 5. Нагрівачі 5 розташовані в печах попереднього розігріву і охолодження таким чином, щоб забезпечити рівномірний і однаковий за температурами нагрів виробів 6. Екрани 8 печі попереднього розігріву і печі охолодження мають багатошарову конструкцію і забезпечують термоізоляцію виробів від вільного об'єму вакуумної камери. Переміщаючись після попереднього нагріву за допомогою блока транспортування виробів 7 вироби виходять з печі 2 і попадають під дію електронного потоку гармати 4.A working vacuum of 102-107 Pa is created in vacuum chamber 1. Products 6 before electron beam treatment are in the area of the preheating furnace 2 and are heated to the required temperature by heaters 5. Heaters 5 are located in the preheating and cooling furnaces in such a way as to ensure uniform and uniform heating of products 6. Screens 8 of the preheating furnace and cooling ovens have a multi-layer design and provide thermal insulation of the products from the free volume of the vacuum chamber. Moving after preheating with the help of the product transportation unit 7, the products leave the furnace 2 and are exposed to the electron flow of the gun 4.

Інтенсивність потоку і швидкість переміщення виробів під потоком забезпечує необхідні умови термічної дії потоку на матеріал (оплавлення поверхневого шару або його випаровування). Пройшовши термічну обробку електронним променем вироби потрапляють в піч охолодження 3, де охолоджуються необхідний час.The intensity of the flow and the speed of movement of the products under the flow provide the necessary conditions for the thermal effect of the flow on the material (melting of the surface layer or its evaporation). After heat treatment with an electron beam, the products enter the cooling furnace 3, where they are cooled for the required time.

Температура в печах регулюється електронними термозадатчиками, наприклад РИФ-101.The temperature in the furnaces is regulated by electronic thermosetting devices, for example, RIF-101.

Перевагами даного пристрою над прототипом є: 1) конструкція печі забезпечує більш однорідне температурне поле, що підвищує якість обробки електронним потоком; 2) печі попереднього нагріву виробів і охолодження можуть при необхідності працювати в автономних режимах, тобто незалежно однин від одного. При цьому, при попередньому розігріві виробів можна задати один температурний профіль, а при охолодженні виробів з метою регулювання якості обробки, можна використати інший температурний профіль.The advantages of this device over the prototype are: 1) the design of the furnace provides a more uniform temperature field, which increases the quality of electronic flow processing; 2) furnaces for preheating products and cooling can, if necessary, work in autonomous modes, that is, independently of each other. At the same time, when preheating products, you can set one temperature profile, and when cooling products in order to adjust the quality of processing, you can use another temperature profile.

Таким чином при наявності печі нагріву і печі охолодження виробів, які розташовані окремо одна від одної і на одній прямій з траєкторією руху виробів і які можуть працювати в різних температурних режимах, стабілізуються теплові умови попереднього нагріву виробів, роботи електронної гармати і охолодження виробів після електронно-променевої обробки.Thus, in the presence of a heating furnace and a cooling furnace of products, which are located separately from each other and on the same line with the trajectory of the products and which can work in different temperature regimes, the thermal conditions of preheating of products, operation of the electron gun and cooling of products after electronic radiation treatment.

Пристрій для електронно-променевої обробки виробів може бути використаний для гнучкої термічної вакуумної обробки оптичних матеріалів в оптиці, мікрооптиці, інтегральній оптиці.The device for electron-beam processing of products can be used for flexible thermal vacuum processing of optical materials in optics, micro-optics, integrated optics.

Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР Мо1598760, кл. НО19У37/305, СОЗВ29/00. 2. Авторское свидетельство СССР Ме1711627, кл. НО1У37/305. пп меSources of information: 1. Author's certificate of the USSR Mo1598760, cl. НО19У37/305, СОЗВ29/00. 2. Author's certificate of the USSR Me1711627, cl. НО1У37/305. pp. me

Ах ЛШ одна зо г. і бе о о омио о о ої і пт Н й Кеши -- с м кAh LSH one of the g. and be o o omyo o o oi i pt N y Kesha -- s m k

З а й З тиг.Z a and Z tig.

Claims

A device for electron beam treatment of products, which accommodates an electron gun with a drive, as well as heat shields with heating elements and a unit for transporting products, which is characterized by the fact that the heating furnace and the cooling furnace of products are located symmetrically with respect to the electron gun, on the same line parallel to the trajectory of movement products 1 can work independently in different temperature regimes, and the thermal shields of the furnaces protect the electron gun from the thermal effects of the heaters.