DE2152094A1 - Heating system for an electron beam furnace - Google Patents
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Heizsystem für einen Elektronenstrahlofen Heating system for an electron beam furnace
Die Erfindung bezieht sich generell auf Elektronenstrahlofen und insbesondere auf ein verbessertes Heizsystem in einem derartigen Ofen.The invention relates generally to electron beam furnaces and, more particularly, to an improved heating system in one such furnace.
Elektronenstrahlofen in einer Vielzahl von Ausführungsformen sind für die Verarbeitung vieler Metalle, Legierungen oder anderer Materialien von besonderem Nutzen, wie z.B. in den Fällen, in denen hohe Reinheitsgrade durch Entgasung oder durch Vermeidung einer Reaktion mit Sauerstoff und Stickstoff zu erzielen sind. Ein anderer Anwendungsbereich von Elektronenstrahlofen ergibt sich in den Fällen, daß ein Substrat durch Verdampfung und Kondensation eines Materials zu überziehen ist. Elektronenstrahlen sind dabei besonders brauchbar für die Materialerhitzung, und zwar insofern, als es durch ihre Anwendung möglich ist, Hitze lokal in eine Schmelze einzuführen.Electron beam furnace in a variety of designs are particularly useful for processing many metals, alloys or other materials, e.g. in the Cases in which high degrees of purity are achieved by degassing or avoiding a reaction with oxygen and nitrogen can be achieved. Another area of application of electron beam furnace arises in cases where a substrate has to be coated by evaporation and condensation of a material is. Electron beams are particularly useful for material heating, insofar as it is through their Application is possible to introduce heat locally into a melt.
Elektronenstrahlofen enthalten in typischer Weise einen evakuierten Behälter, ein Heizsystem mit einer oder mehreren Elektronenstrahlkanonen und zugehörigen Ablenkeinrichtungen für die Leitung und Fokussierung des jeweiligen Elektronenstrahls und einen Behälter für das zu verarbeitende bzw* bearbeitende geschmolzene Material.Electron beam furnaces typically contain one evacuated container, a heating system with one or more electron beam guns and associated deflectors for the guidance and focusing of the respective electron beam and a container for the to be processed or processed molten material.
In Abhängigkeit von der besonderen Art der ausgeführten Verarbeitung kann der Behälter für das geschmolzene Material eine Vielzahl von Formen aufweisen« In einem Fall, in dem es erwünscht ist, das in dem Behälter enthaltene Material zu verdampfen und anschließend auf einem in geeigneter Weise abgestützten Substrat kondensieren zu lassen, um das betreffende Substrat zu überziehen, besteht ein typischer Behälter aus einem aufrecht stehenden Schmelztiegel mit offener Oberseite. Die Elektronenstrahlerhitzung ermöglicht, den Schmelztiegel selbst zu kühlen. Dadurch kann sich eine Haut aus verfestigtem geschmolzenen Material zwischen dem Schmelztiegel und dem geschmolzenen Material ausbilden. Diese Haut schützt die Reinheit des geschmolzenen Materials und macht die Verwendung von hitzebeständigen Auskleidungen für den Schmelztiegelaufbau unnötig.Depending on the particular type of processing being carried out, the container for the molten material have a variety of shapes «In a case where it is desired to use the material contained in the container evaporate and then condense on a suitably supported substrate to allow the To coat substrate, a typical container consists of an upright crucible with an open top. Electron beam heating makes it possible to cool the crucible itself. This can cause a skin to become solidified form molten material between the crucible and the molten material. This skin protects the purity of the molten material and makes the use of refractory linings for the crucible structure unnecessary.
Eine andere Art der Materialbearbeitung bzw. -verarbeitung stellt die Reinigung von Metallen und Legierungen dar. Dabei wird das geschmolzene Material oder die geschmolzene Legierung durch einen eine geringe Tiefe aufweisenden Herd geleitet. Dadurch, daß die Materialoberfläche gleichzeitig einem Vakuum und der Elektronenstrahlerhitzung ausgesetzt ist, werden v^ele flüchtige Verunreinigungen und eingeschlossene Gase aus dem geschmolzenen Material abgeführt, wodurch ein in starkem Maße gereinigtes Erzeugnis erhalten wird.Another type of material processing or processing is the cleaning of metals and alloys the molten material or alloy is passed through a shallow hearth. Because the material surface is simultaneously exposed to a vacuum and electron beam heating, v ^ ele volatile impurities and trapped gases are removed from the molten material, creating a major effect purified product is obtained.
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Andere Formen von Behältern, die bei der Materialverarbeitung verwendet werden können, umfassen Tundishe, Rinnen und Gießpfannen für die Übertragung von geschmolzenem Material zwischen verschiedenen stellen. Die Elektronenstrahlerhitzung kann dabei dazu herangezogen werden, das in derartigen Behältern befindliche Material in einem geschmolzenen Zustand zu halten.Other forms of containers that can be used in materials processing include tundishes, gutters, and ladles for the transfer of molten material between different locations. The electron beam heating can thereby are used to keep the material in such containers in a molten state.
Während der Verarbeitung des geschmolzenen Materials in einem Elektronenstrahlofen kann das verdampfte Material Ionisationsprobleme mit sich bringen oder sogar die verschiedenen Teile der Elektronenstrahlkanone überziehen, wodurch deren Betrieb beeinträchtigt wird. Im übrigen können das Abplatzen von kondensierten Materialien von kühlen Oberflächen des Vakuumbehälters sowie das Verspritzen und Verspratzen des geschmolzenen Materials aus dem schmelztiegel ebenfalls den Betrieb der Elek-' tronenstrahlkanone beeinträchtigen. Ordnet man die Elektronenstrahlkanone unterhalb des Behälters an, in welchem das geschmolzene Material enthalten ist, und benutzt man transversal verlaufende Magnetfelder zur Umlenkung des Elektronenstrahls um eine gekrümmte Bahn von 180° oder um einen noch größeren Winkel, so ist die Verunreinigung und eine Kurzschlußbildung bei der Elektronenstrahlkanone auf einen minimalen Wert herabgesetzt. During the processing of the molten material in an electron beam furnace, the vaporized material can cause ionization problems or even the various parts The electron beam gun overpowering its operation is affected. Otherwise, condensed materials can flake off the cool surfaces of the vacuum container as well as the splashing and splattering of the molten material from the crucible also the operation of the elec- ' affect the electron beam cannon. If you arrange the electron beam cannon below the container in which the molten Material is contained, and one uses transverse magnetic fields to deflect the electron beam a curved path of 180 ° or an even greater one Angle, so is the contamination and short-circuiting reduced to a minimum value in the case of the electron beam gun.
Die Erhitzung großer Oberflächen in Elektronenstrahlofen kann dadurch bewirkt werden, daß eine große Anzahl von Elektronenstrahlkanonen mit gesonderten Ablenkfeldern für jeden Elektronenstrahl verwendet wird. Wenn der Ofenbehälter relativ groß ist, mag dies kein bedeutendes Problem darstellen. Wenn jedoch der betreffende Platz eine Rolle spielt, kann die Anordnung von Einrichtungen zur Erzeugung transversal verlaufender Magnetfelder nahe beieinander äußerst schwierig werden, und zwar auf Grund der gegenseitigen Störung und Verzerrung der Felder.The heating of large surfaces in electron beam furnaces can be effected by applying a large number of Electron beam guns with separate deflection fields for any electron beam is used. If the furnace container is relatively large, this may not be a significant problem. If, however, the space concerned is a factor, the arrangement of devices for generating can run transversely Magnetic fields close together become extremely difficult due to mutual interference and Distortion of the fields.
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Während der Verarbeitung von geschmolzenem Material in einem Elektronenstrahlofen sowie während der Verdampfung des betreffenden Materials kann eine beträchtliche Menge an dampfförmigem Material erzeugt werden. Die Menge derartigen Materials hat in typischer Weise ihr Maximum in dem unmittelbar oberhalb der geschmolzenen Zielfläche liegenden Bereich. Demgemäß ist es unerwünscht, Einrichtungen zur Erzeugung transversaler Magnetfelder für die Umlenkung des Elektronenstrahls unmittelbar oberhalb der jeweiligen geschmolzenen Zielfläche anzufe ordnen. Der Grund hierfür liegt darin, daß die für die Erzeugung der Magnetfelder verwendeten Polstücke oder sonstigen Einrichtungen dafür anfällig sind, durch das kondensierte dampfförmige Material stark überzogen zu werden, und zwar mit der Möglichkeit einer daraus sich ergebenden nachteiligen Auswirkung auf die Form bzw. Konfiguration des Magnetfelds. Darüber hinaus kann das Abblättern eines derartigen Kondensats zu einer erneuten Verunreinigung der Schmelze führen.During the processing of molten material in an electron beam furnace as well as during the evaporation of the material in question Material, a significant amount of vaporous material can be generated. The amount of such material typically has its maximum in the area immediately above the molten target area. Accordingly is it is undesirable to have devices for generating transverse magnetic fields for deflecting the electron beam directly arrange above the respective melted target area. The reason for this is that the production The pole pieces or other devices used in the magnetic fields are susceptible to being condensed by the vaporous material to become heavily coated, with the possibility of a disadvantageous resultant therefrom Effect on the shape or configuration of the magnetic field. In addition, such condensate can peel off lead to renewed contamination of the melt.
Werden Polstücke oder andere Einrichtungen zur Erzeugung eines transversalen Magnetfelds für die Umlenkung eines Elektronenstrahls von einer Seite des Bereichs oberhalb der geschmolzenen Zielfläche versetzt angeordnet, so ist das oben P erwähnte Kondensationsproblem vermindert. Dennoch ergibt sich durch verschiedene Faktoren eine Beschränkung des Abstands zu dem Zielmaterial, in welchem die Umlenkeinrichtungen angeordnet werden können. Bei zu kleinem Einfallwinkel des Elektronenstrahls auf die jeweilige Zielfläche können neben den Seiten der betreffenden Zielfläche vorgesehene Oberflächenanordnungen, wie magnetische Abschirmungen oder Bauteile, die Elektronenstrahlbahn versperren. Außerdem ist bei sehr kleinem Einfallwinkel die Auftrefffläche auf der Zieloberfläche ausgebreitet, was zu einer unwirksameren Wärmeübertragung führt.Will pole pieces or other generating facilities a transverse magnetic field for deflecting an electron beam from one side of the area above the arranged offset from the melted target surface, the condensation problem mentioned above is reduced. Still it arises a restriction of the distance to the target material in which the deflecting devices are arranged by various factors can be. If the angle of incidence of the electron beam on the respective target area is too small, besides surface arrangements provided on the sides of the target surface in question, such as magnetic shields or components, the Block electron beam path. In addition, with a very small angle of incidence, the impact area is spread out on the target surface, which leads to ineffective heat transfer.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Elektronenstrahlofenheizsystem zu schaffen. Bei dem neu zu schaffenden Heizsystem sollen der Raum und die Leistung wirksam ausgenutzt werden. Ferner soll das neu zu schaffende Heizsystem von minimaler Kompliziertheit sein und die Möglichkeit bieten, eine Vielzahl von Elektronenstrahlen längs einer gekrümmten Bahn auf eine Zielfläche richten und steuern zu können. Schließlich soll das neu zu schaffende Heizsystem insbesondere für die Erhitzung großer Flächen von geschmolzenem Material geeignet sein.The invention is accordingly based on the object to provide an improved electron beam furnace heating system. With the new heating system to be created, the room and the service is effectively used. Furthermore, the newly created heating system should be of minimal complexity and provide the ability to direct a plurality of electron beams along a curved path onto a target surface and to be able to control. After all, the new heating system to be created should be particularly suitable for heating large areas of molten material.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung.The object indicated above is achieved by the invention specified in claim 1.
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to drawings.
Fig. 1 zeigt in einer Gesamtschnittansicht schematisch ein gemäß der Erfindung aufgebautes Heizsystem.Fig. 1 shows in an overall sectional view schematically a heating system constructed according to the invention.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht längs der in Fig. 1 eingetragenen Linie 2-2.FIG. 2 shows a view along the line 2-2 entered in FIG. 1.
Fig. 3 und 4 zeigen Draufsichten auf unterschiedliche Formen für Polstücke in dem Heizsystem gemäß Fig. 1 und 2.3 and 4 show top views of different shapes for pole pieces in the heating system according to FIGS. 1 and 2.
Das Elektronenatrahlofenheizsystem gemäß der Erfindung enthält ganz allgemein eine Elektronenstrahlkanone 11 zur Erzeugung eines Elektronenstrahls. Mit Hilfe von Leiteinrichtungen 12 wird der Elektronenstrahl auf eine Zielfläche 13 gerichtet. Die Leiteinrichtungen enthalten ein Paar stabförmiger Polstücke 14 und 15, deren Längsachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen und die so angeordnet sind, daß sie in der Elektronenstrahlbahn ein transversal verlaufendes Magnetfeld erzeugen. Durch Speiseeinrichtungen 16 werden die Polstücke gespeist bzw. erregt. Dadurch wird ein Magnet-The electron beam furnace heating system according to the invention contains generally an electron beam gun 11 for generating an electron beam. With the help of guidance systems 12, the electron beam hits a target surface 13 directed. The guide devices contain a pair of rod-shaped pole pieces 14 and 15, the longitudinal axes of which in a common plane and which are arranged so that they run a transversely in the electron beam path Generate magnetic field. The pole pieces are fed or excited by feeding devices 16. This creates a magnetic
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feld hinreichender Stärke erzeugt. Durch dieses Magnetfeld wird der Elektronenstrahl derart abgelenkt, daß er auf derselben Seite austritt auf der er in das Magnetfeld eingetreten ist. Das Magnetfeld ist außerdem von solcher hinreichenden Stärke, daß verhindert ist, daß der betreffende Elektronenstrahl hinter einer Ebene auftritt, die durch die Längsachsen der Polstücke verläuft.field of sufficient strength generated. By this magnetic field, the electron beam is deflected in such a way that it is on the same The side on which it entered the magnetic field. The magnetic field is also sufficient Strength that the electron beam in question is prevented from occurring behind a plane passing through the longitudinal axes the pole pieces runs.
Im folgenden sei das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Der Elektronenstrahlofen enthält einen evakuierten Behälter, von dem ein Teil mit 20 angedeutet ist. Das geschmolzene Zielmaterial 13 ist in einem langgestreckten Behälter 17 enthalten, der durch ein in Durchgängen 18 umlaufendes Kühlmittel gekühlt vird. Dadurch bildet sich zwischen dem geschmolzenen Material und den Behälterwänden eine Schicht oder Haut 19 aus verfestigtem Material aus. Der Behälter 17 ist als Herd dargestellt, in welchen geschmolzenes Material von einer Rinne 21 (Fig. 2) an einem Ende einfließt. Der Inhalt des betreffenden Herdes wird an dem anderen Ende durch eine Öffnung 22 (Fig. 2) abgeführt. Die Höhe des geschmolzenen Materials in dem Herd kann durch einen Überlauf (nicht dargestellt) reguliert werden. Andere Einrichtungen zur Einführung geschmolzenen Materials in den Herd und zur Abführung des betreffenden Materials aus dem Herd können Geräte, wie Tundishe, Heber oder Gießpfannen, enthalten. Zwischen dem Eintritt und dem Austritt des Materials in bzw. aus dem Herd strömt das betreffende Material langsam längs des Herdes. Dadurch ist das betreffende Material in sehr starkem Maße der Vakuumumgebung ausgesetzt, in der die dargestellte Vorrichtung untergebracht ist.The embodiment of the invention shown in FIG. 1 will be explained in more detail below. The electron beam furnace contains an evacuated container, part of which is indicated by 20. The molten target material 13 is in one Contain elongated container 17, which is cooled by a coolant circulating in passages 18. This forms A layer or skin 19 of solidified material forms between the molten material and the container walls. The container 17 is shown as a hearth into which molten material flows from a channel 21 (Fig. 2) at one end. The contents of the cooker in question are discharged at the other end through an opening 22 (FIG. 2). The amount of the molten material in the hearth can be regulated by an overflow (not shown). Other bodies devices for introducing molten material into the hearth and removing the material in question from the hearth can be such as tundishe, siphons or ladles. Between the entry and exit of the material in or out of the hearth the material in question flows slowly along the hearth. As a result, the material in question is very much the Exposed to vacuum environment in which the device shown is housed.
Die dargestellte Herdanordnung bewirkt, daß eine große Fläche des geschmolzenen Materials bei geringer Tiefe während einer langen Zeitspanne dem Vakuum ausgesetzt ist. Eine derartigeThe illustrated hearth arrangement causes a large area of the molten material at a shallow depth during a exposed to vacuum for a long period of time. Such a one
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Anordnung ist in besonderem Maße bei der Reinigung vieler Arten von Stahl- und Nickelbasislegierungen geeignet sowie für die meisten hitzebeständigen Metalle, wie Niob» Tantal, Titan, Zirkon und andere» Untersuchungen haben gezeigt, daß viele Reinigungsreaktionen, die unterschiedliche Verdampfungseigenschaften oder andere Arten der Entgasung umfassen, Verweilzeiten von mehreren zehn Sekunden erfordern, während derer die geschmolzene Oberfläche sehr niedrigen Drucken ausgesetzt ist. In derartigen Fällen ist die dargestellte Form eines langen, geradlinigen Herdes mit langsam strömendem geschmolzenen Material von besonderem Vorteil. Elektronenstrahlen werden dabei dazu benutzt, die Verfestigung des Materials an dem Herd zu verhindern, wenn das betreffende Material längs des Herdes strömt, und örtliche Bereiche hoher Hitze hervorzurufen, um nämlich Verunreinigungen zu verdampfen und eine thermische Bewegung hervorzurufen.Arrangement is particularly useful in cleaning many types of steel and nickel-based alloys as well for most refractory metals, such as niobium »tantalum, titanium, zirconium and others» studies have shown that many purification reactions involving different evaporation properties or other types of degassing require residence times of tens of seconds during which the molten surface is exposed to very low pressures. In such cases the form shown is a long, rectilinear hearth with slowly flowing molten material is particularly advantageous. Electron beams are used to do this used to prevent solidification of the material on the hearth when the material in question flows along the hearth, and causing local areas of high heat, namely, to vaporize contaminants and thermal agitation to evoke.
In der dargestellten Vorrichtung wird eine Vielzahl von Elektronenstrahlen dazu benutzt, das in dem Herd 17 befindliche geschmolzene Zielmaterial 13 zu erhitzen. Die Elektronenstrahlen werden von einer Vielzahl entsprechender Elektronenstrahlkanonen erzeugt, von denen nur eine Elektronenstrahlkanone 11 dargestellt ist. Diese Elektronenstrahlkanonen sind unterhalb des Herdes 17 in dessen Längsrichtung voneinander beabstandet vorgesehen.In the device shown, a large number of electron beams are used to remove that located in the hearth 17 to heat molten target material 13. The electron beams are emitted by a large number of corresponding electron beam guns generated, of which only one electron beam gun 11 is shown. These electron beam guns are provided below the cooker 17 spaced apart from one another in the longitudinal direction thereof.
Die Elektronenstrahlkanonen können durch Elektronenstrahlkanonen irgendeines geeigneten Typs gebildet sein. Eine bevorzugte Form einer Elektronenstrahlkanone ist in der US-Patentschrift 3 514 656 angegeben. Die Einzelheiten einer derartigen Elektronenstrahlkanone sind in Verbindung mit der Elektronenstrahlkanone 11 in Fig. 1 dargestellt. Es dürfte einzusehen sein, daß die anderen Elektronenstrahlkanonen von gleicher Konstruktion sein können.The electron beam guns can be formed by electron beam guns of any suitable type. A preferred one The form of an electron beam gun is shown in U.S. Patent 3,514,656. The details of such a Electron beam guns are in conjunction with the electron beam gun 11 shown in FIG. It should be understood that the other electron guns are of the same kind Can be construction.
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Gemäß Fig. 1 enthält die Elektronenstrahlkanone 11 einen länglichen Emitter 23 für die Erzeugung von Elektronen. Der Emitter ist vorzugsweise durch einen Wolframdraht gebildet, der zwischen Tragteilen 24 und 25 verläuft. Durch hier nicht näher dargestellte Einrichtungen wird eine Gleichspannung an die Teile 24 und 25 angelegt, wodurch der Emitter 23 von einem Gleichstrom durchflossen wird. Der betreffende Stromfluß führt zum Ansteigen der Emittertemperatur, wodurch freie Elektronen erzeugt werden.According to FIG. 1, the electron beam gun 11 includes a elongated emitter 23 for the generation of electrons. The emitter is preferably formed by a tungsten wire, which runs between support parts 24 and 25. A direct voltage is applied by devices not shown here the parts 24 and 25 applied, whereby the emitter 23 is traversed by a direct current. The current flow in question leads to increase the emitter temperature, whereby free electrons are generated.
Die durch den Emitter 23 erzeugten freien Elektronen werden auf drei Seiten durch eine Formungselektrode 26 reflektiert. Die betreffende Elektrode 26 ist von den Emitter-Tragteilen 24, 25 durch Isolierstreifen 27, 28 getrennt bzw. isoliert. Die Formungselektrode 26 weist eine längliche Ausnehmung 29 auf, durch die der Emitter 23 hindurchragt. Wenn die Formungselektrode durch eine hier nicht näher dargestellte geeignete Verbindung auf dem Emitterpotential gehalten wird, zeigen die durch den Emitter 23 erzeugten Elektronen die Neigung, aus dem offenen Ende der Ausnehmung 29 sich heraus und von der Formungselektrode 26 weg zu bewegen.The free electrons generated by the emitter 23 are reflected on three sides by a shaping electrode 26. The relevant electrode 26 is separated or insulated from the emitter support parts 24, 25 by insulating strips 27, 28. the The shaping electrode 26 has an elongated recess 29 through which the emitter 23 protrudes. If the shaping electrode by a suitable one not shown here Connection is held at the emitter potential, the electrons generated by the emitter 23 show the tendency to off the open end of the recess 29 to move out and away from the forming electrode 26.
ψ Die die Ausnehmung 29 in der Formungselektrode 26 verlassenden Elektronen werden durch eine Beschleunigungselektrode 31 zu einem Elektronenstrahl bzw. Elektronenstrahlbündel beschleunigt und durch eine in der betreffenden Elektrode 31 befindliche Öffnung 32 hindurchgeleitet. Die Beschleunigungselektrode 31 besteht aus einer Platte mit zwei rechtwinkligen Ansätzen 33 und 34, die an geeigneten, hier jedoch nicht näher dargestellten Trageinrichtungen angebracht sind. Die Platte wird auf einem Potential gehalten, das wesentlich positiver ist als das Emitterpotential und das Potential der Rückenelektrode. Dadurch wird eine Beschleunigung der Elektronen ψ The recess 29 in the forming electrode 26 leaving the electrons are accelerated by an accelerating electrode 31 to an electron beam or electron beam and passed through a located in the relevant electrode 31 opening 32nd The acceleration electrode 31 consists of a plate with two right-angled projections 33 and 34, which are attached to suitable support devices, which are not shown in detail here. The plate is held at a potential which is significantly more positive than the emitter potential and the potential of the back electrode. This causes an acceleration of the electrons
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hervorgerufen. Das Ergebnis ist ein Elektronen-Bandstrahl, d.h. ein Elektronenstrahl mit länglichem Querschnitt, der in idealer Weise ein schmales Rechteck ist, jedoch sich an ein schmales Oval approximiert. Der Elektronenstrahl weist eine Hauptachsenebene auf, die durch den Emitter verläuft.evoked. The result is a ribbon electron beam, i.e. an electron beam with an elongated cross-section, the is ideally a narrow rectangle, but approximates to a narrow oval. The electron beam points has a major axis plane that passes through the emitter.
Die Elektronen des Elektronenstrahls verlassen den Emitter 23 unter einem spitzen Winkel in der Hauptachsenebene. Die Achse des Elektronenstrahls ist durch die Strichpunktlinie 36 angedeutet; diese Linie stellt die Mitte des Bandstrahles dar. Die von der normalen Ausrichtung der Anfangselektronenbahn abweichende Ausrichtung dieser Elektronenbahn in Bezug auf den Emitter 23 wird durch das starke Umfangsfeld hervorgerufen, welches durch den den Emitter durchfließenden Gleichstrom hervorgerufen wird. Nach Austritt aus der Anodenöffnung 32 wird der Elektronenstrahl 36 um etwa 90° auf einer gekrümmten Bahn umgelenkt, und zwar mittels eines transversalen Magnetfeldes bzw. magnetischen Transversalfeldes. Das betreffende transversale Magnetfeld wird in der Anfangsbahn des Elektronenstrahls zwischen zwei langgestreckten stabförmigen Polstücken 37 erzeugt, von denen nur eines dargestellt ist. Die Polstücke verlaufen im wesentlichen parallel zu dem Emitter 23 und parallel zueinander; sie sind auf beiden Seiten des Elektronenstrahls parallel zu dessen Hauptachsenebene angeordnet. Zwischen den oberen Enden der Polstücke 37 verläuft ein Magnet 38, und zwischen den unteren Enden der betreffenden Polstücke 37 verläuft ein Magnet 39. Die beiden Magnete sind bezüglich ihrer Polaritäten in gleicher Weise orientiert; sie sind Elektromagnete, die an einer geeigneten, hier jedoch nicht näher dargestellten Steuerschaltung und Speisequelle angeschlossen sind. Bei den betreffenden Polaritäten treten Feldlinien auf, die senkrecht in die Zeichenebene eintreten. Dadurch wird eine nach oben gerichtete Umlenkung des Elektronenstrahls 36 in der dargestellten Weise hervorgerufen. Die Aus-The electrons of the electron beam leave the emitter 23 at an acute angle in the main axis plane. The axis the electron beam is indicated by the dash-dot line 36; this line represents the center of the ribbon beam. That of the normal orientation of the initial electron path deviating alignment of this electron path in relation to the emitter 23 is caused by the strong peripheral field, which is caused by the direct current flowing through the emitter. After exiting the anode opening 32, the electron beam 36 is deflected by approximately 90 ° on a curved path, specifically by means of a transverse magnetic field or magnetic transverse field. The relevant transverse magnetic field is in the initial path of the electron beam generated between two elongated rod-shaped pole pieces 37, only one of which is shown. The pole pieces run substantially parallel to the emitter 23 and parallel to each other; they are on both sides of the electron beam arranged parallel to its main axis plane. A magnet 38 and 38 extends between the upper ends of the pole pieces 37 A magnet 39 extends between the lower ends of the respective pole pieces 37. The two magnets are relative their polarities oriented in the same way; they are electromagnets attached to a suitable one, but not here The control circuit and supply source shown in more detail are connected. Field lines occur at the respective polarities which occur perpendicularly in the plane of the drawing. This results in an upward deflection of the electron beam 36 caused in the manner shown. From-
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wirkung des Magnetfeldes auf den Elektronenstrahl bringt ferner eine Konvergenz der gegenüberliegenden Kanten des Elektronenstrahls mit sich, vie dies durch die getrichelten Linien 40 angedeutet ist. Die betreffenden Elektronenstrah}.-kanten verlaufen dabei in der Ebene der gekrümmten Bahn aufeinander zu, und zwar mit Rücksicht darauf, daß die Elektronen an der unteren Kante des Elektronenstrahls in dem durch die Polstücke 37 hervorgerufenen Magnetfeld längs einer größeren Bahnlänge geführt werden. Bezüglich weiterer Einzelheiten fc der Ablenkung und Fokussierung des Elektronenstrahls sei auf die oben erwähnte US-Patentschrift hingewiesen.effect of the magnetic field on the electron beam also brings a convergence of the opposite edges of the Electron beam with it, as indicated by the dashed lines 40. The electron beam in question} .- edges run towards each other in the plane of the curved path, taking into account that the electrons at the lower edge of the electron beam in the magnetic field caused by the pole pieces 37 along a larger one Track length are guided. For further details on the deflection and focusing of the electron beam, refer to refer to the aforementioned U.S. patent.
Nach Verlassen der Elektronenstrahlkanone 11 und nach Umlenkung um etwa 90° nach oben gelangt der Elektronenstrahl durch eine Öffnung 41 in einer Dampfbarriere 41 hindurch. Obwohl die Dampfbarriere bzw. Dampfabschirmung 42 nicht immer notwendig ist, bringt sie jedoch in Fällen, in denen eine große Menge an dampfförmigem Material erzeugt wird, einen zusätzlichen Schutz für die Elektronenstrahlkanone 11 mit sich. Neben der Dampfbarriere 42 kann im übrigen noch ein gesondertes Pump-system (nicht gezeigt) in dem unteren Bereich des inneren Ofens vorgesehen sein, um die Elektronenstrahlkanone 11 in " einer nahezu dampffreien Umgebung zu halten. Dadurch wird die Lebensdauer des Emitters der Elektronenstrahlkanone verlängert, und außerdem wird die Qualität des Elektronenstrahls beim Eintritt in den oberen Teil der Ofenkammer verbessert.After leaving the electron beam gun 11 and after deflection The electron beam passes upwards by approximately 90 ° through an opening 41 in a vapor barrier 41. Even though the vapor barrier or vapor shield 42 is not always is necessary, however, it brings one in cases where a large amount of vaporous material is generated additional protection for the electron beam gun 11 with it. In addition to the vapor barrier 42, a separate one can also be used Pump system (not shown) in the lower part of the interior Oven can be provided in order to keep the electron beam gun 11 in a virtually vapor-free environment The life of the emitter of the electron beam gun is extended, and the quality of the electron beam is also increased improved when entering the upper part of the furnace chamber.
Um den Elektronenstrahl aus seiner im wesentlichen vertikal nach oben verlaufenden Bahn in den oberen Teil der Ofenkammer wieder nach unten auf die Zieloberfläche 13 umzulenken, sind die Polstücke 14 und 15 vorgesehen. Entsprechende Paare von Polstücken 44, 45 und 46, 47 sind zur Urale_nkung der Elektronenstrahlen vorgesehen, die von den anderen Elektronenstrahlkanonen erzeugt werden, wie dies aus Fig. 2 ersehenAround the electron beam from its essentially vertically upward path into the upper part of the furnace chamber redirect down to the target surface 13 are the pole pieces 14 and 15 are provided. Corresponding pairs of Pole pieces 44, 45 and 46, 47 are used to reduce the electron beams which are generated by the other electron beam guns, as can be seen from FIG
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werden k'ann. Wie oben erwähnt, wird der Elektronenstrahl auf die Oberfläche des in dem Herd befindlichen geschmolzenen Materials abgelenkt, und zwar um einen Winkel, der vorzugsweise zwischen etwa 30° und etwa 60° bezogen auf die Vertikale beträgt. Ein größerer Winkel als 60° in Bezug auf die Vertikale führt im allgemeinen zu einem Elektronenstrahlfleck, der zu weit ausgebreitet ist. Außerdem kann der Elektronenstrahl in diesem Fall auf Anordnungen längs der Seiten des Herdes einwirken. Ein Einfallwinkel von weniger als 30° bezogen auf die Vertikale kann eine zu dichte Anordnung der Polstücke in dem unmittelbar oberhalb des Herdes liegenden Bereich notwendig machen, also in einem Bereich, in welchem die Neigung unerwünscht groß ist, daß sich ein Kondensat auf den Polstücken ansammelt.can be. As mentioned above, the electron beam deflected onto the surface of the molten material in the hearth at an angle which is preferably is between about 30 ° and about 60 ° relative to the vertical. An angle greater than 60 ° with respect to the vertical generally results in an electron beam spot that is spread out too widely. In addition, the electron beam can be in in this case act on arrangements along the sides of the cooker. An angle of incidence of less than 30 ° with respect to the vertical can result in an overly dense arrangement of the pole pieces in the area immediately above the hearth, i.e. in an area in which the slope it is undesirably large that condensate collects on the pole pieces.
Die Polstücke 14 und 15 werden derart gespeist, daß ein Magnetfeld erzeugt wird, welches transversal bzw. quer zu dem Elektronenstrahl oberhalb der Öffnung 41 verläuft, aus der der Elektronenstrahl austritt und nach oben in den oberen Teil der Elektronenstrahlofenkaramer eintritt. Das Feld umfaßt einen Teil von nahezu gleichmäßiger Feldstärke, und zwar in dem unmittelbar zwischen den Polstücken liegenden Bereich. Das betreffende Feld umfaßt ferner obere und untere Randbereiche, in denen die Flußlinien nach außen von dem gleichmäßigen Bereich weg verlaufen. In diesen Bereichen nimmt die Feldstärke mit dem Abstand von dem gleichmäßigen Bereich ab. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann der obere Randbereich unberücksichtigt gelassen werden, da lediglich der untere Randbereich in Elektronenstrahlen bzw. die Elektronenstrahlen beeinflußt.The pole pieces 14 and 15 are fed so that a Magnetic field is generated, which runs transversely or transversely to the electron beam above the opening 41, from which the electron beam exits and enters the upper part of the electron beam furnace. The field includes a part of almost uniform field strength in the area immediately between the pole pieces. The field in question also includes upper and lower edge areas, in which the lines of flux extend outwardly away from the uniform area. In these areas, the Field strength decreases with distance from the uniform area. For the purposes of the present invention, the upper edge area can be ignored, since only the lower edge area in electron beams or the electron beams influenced.
Die Polstücke sind unter einem solchen Winkel angeordnet, daß das durch sie erzeugte Magnetfeld den jeweiligen Elektronenstrahl wieder nach unten auf das Zielmaterial 13 umlenkt.The pole pieces are arranged at such an angle that the magnetic field generated by them deflects the respective electron beam back down onto the target material 13.
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Das zwischen den schräg verlaufenden stabförmigen Polstücken vorhandene Magnetfeld erhält durch die Speiseeinrichtung 16 eine solche Stärke, daß der Elektronenstrahl nicht in einer nennenswerten Tiefe in den unmittelbar zwischen den Polstücken liegenden Bereich eindringt, sondern vielmehr um einen Winkel von etwa 140° umgelenkt wird, und zwar vollständig oder nahezu vollständig innerhalb des Randbereiches des Feldes. Der betreffende Elektronenstrahl tritt dabei auf derselben Seite des Magnetfeldes aus auf der er in das Magnetfeld eingetreten | ist. Damit wirkt das durch die Polstücke erzeugte Magnetfeld in ähnlicher Weise wie ein optischer Spiegel.That between the inclined rod-shaped pole pieces existing magnetic field is given by the feed device 16 such a strength that the electron beam is not in a penetrates a significant depth into the area lying directly between the pole pieces, but rather by an angle is deflected by about 140 °, completely or almost completely within the edge area of the field. The one in question The electron beam emerges on the same side of the magnetic field on which it entered the magnetic field | is. The magnetic field generated by the pole pieces thus acts in a similar way to an optical mirror.
Aus Fig. 2 sind die Kraftlinien des Magnetfeldes ersichtlich, die zwischen den Polstücken 14 und 15 verlaufen. Wie ebenfalls aus Fig. 2 hervorgeht, erfolgt die Ab- bzw. Umlenkung der Elektronen in dem jeweiligen Elektronenstrahl nahezu vollständig innerhalb des Kurven- oder Randbereichs des Magnetfeldes, das unterhalb des unmittelbar zwischen den Polstücken liegenden Bereichs erzeugt worden ist. Da die Elektronen an der Außenseite der gekrümmten Bahn des Elektronenstrahls eine längere Zeitspanne in dem Magnetfeld verbleiben und durch stärkere Magnetfeldbereichehindurchtreten als die Elektronen zu der ψ Innenkante des gekrümmten Elektronenstrahls hin, kann eine Fokussierungswirkung in der Ebene der gekrümmten Elektronenstrahlbahn auftreten. Unter gewissen Voraussetzungen kann die Fokussierungswirkung so stark se_in, daß eine Art von Knotenpunkt mit anschließender Diffusion des Elektronenstrahls erzeugt wird. Durch geeignete Einstellung der Magnete nahe der Elektronenstrahlkanone kann ein ausreichend kompakter Elektronenstrahiquerschnitt erzielt werden, so daß jegliche Neigung des Elektronenstrahls, in der oben genannten Weise eine Streuung zu zeigen, tolerierbar ist.The lines of force of the magnetic field which run between the pole pieces 14 and 15 can be seen from FIG. As can also be seen from FIG. 2, the deflection or deflection of the electrons in the respective electron beam takes place almost completely within the curve or edge region of the magnetic field which has been generated below the region lying directly between the pole pieces. Since the electrons on the outside of the curved path of the electron beam remain in the magnetic field for a longer period of time and pass through stronger magnetic field areas than the electrons to the ψ inner edge of the curved electron beam, a focusing effect can occur in the plane of the curved electron beam path. Under certain conditions the focusing effect can be so strong that a kind of nodal point with subsequent diffusion of the electron beam is created. By suitably setting the magnets close to the electron beam gun, a sufficiently compact electron beam cross section can be achieved, so that any tendency of the electron beam to show a scattering in the above-mentioned manner can be tolerated.
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Auf Grund der nach außen gebogenen Flußlinien in dem unteren Randbereich des Magnetfeldes wird die Divergenz des Elektronenstrahls in Richtung quer zur Ebene ihrer gekrümmten Bahn verstärkt, wenn der betreffende Elektronenstrahl das Magnetfeld verläßt. Dies bedeutet, daß der durch das Magnetfeld abgelenkte bzw. umgelenkte Elektronenstrahl in seitlicher Richtung defokussiert wird und daß damit in der Flußrichtung auf der Zielfläche eine größere Auftreffabmessung erzielt wird als in dem Fall, daß der Elektronenstrahl ohne Ablenkung über dieselbe Strecke gerichtet wäre. Dies ist jedoch tolerierbar, wenn der Elektronenstrahlquerschnitt durch geeignete Einstellung der Magnete der Elektronenstrahlkanone kompakt gehalten wird, wie dies oben erwähnt worden ist. Ein derartiger kompakter Elektronenstrahl kann durch geeignete Anordnung und Speisung der Polstücke 37 an der Elektronenstrahlkanone 11 erzielt werden.The divergence of the electron beam is due to the outwardly bent lines of flux in the lower edge area of the magnetic field in the direction transverse to the plane of its curved path is amplified when the electron beam in question has the magnetic field leaves. This means that the electron beam deflected or deflected by the magnetic field in a lateral direction is defocused and that a larger impact dimension than is achieved in the flow direction on the target surface in the event that the electron beam would be directed over the same distance without deflection. However, this is tolerable, if the electron beam cross-section is kept compact by suitable adjustment of the magnets of the electron beam gun as mentioned above. Such a compact electron beam can by suitable arrangement and Feeding of the pole pieces 37 on the electron beam gun 11 be achieved.
Die Polstücke 14 und 15 werden von zwei Polstückansätzen 51 bzw. 52 abgestützt. Die Polstückansätze bestehen aus einem ferromagnetischen Material; ihre von den Polstücken 14 und 15 abgewandten Enden sind mit den Enden des Magnetkerns 53 einer Erregerspule 54 in Kontakt. Die Erregerspule wird durch einen von der Speiseeinrichtung 16 abgegebenen geeigneten Strom gespeist. The pole pieces 14 and 15 are supported by two pole piece attachments 51 or 52 supported. The pole piece approaches consist of one ferromagnetic material; theirs from pole pieces 14 and 15 opposite ends are in contact with the ends of the magnetic core 53 of an excitation coil 54. The excitation coil is through a supplied by the feed device 16 output suitable current.
Die Lage und die Form der Polstücke kann in Abhängigkeit von der besonderen Ofengeometrie entsprechend geändert werden, um die jeweils gewünschte Elektronenstrahlfleckgroße und die jeweils gewünschten Ablenkcharakteristiken zu erzielen. Die Kondensatausbildung kann durch geringe Einstellung der Feldstärke erforderlichenfalls ohne weiteres kompensiert werden. Der tatsächliche Abstand der Polstücke von der Zielfläche und von der Elektronenstrahiquelle ist durch die Berücksichtigung des gewünschten Auftreffwinkels des Elektronenstrahls und durchThe location and shape of the pole pieces can depend on the particular furnace geometry can be changed accordingly to the desired electron beam spot size and the to achieve respectively desired deflection characteristics. The formation of condensate can be prevented by a low setting of the field strength if necessary, easily compensated. The actual distance of the pole pieces from the target face and from the electron beam source is by taking into account the desired angle of incidence of the electron beam and by
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den geometrischen Abstand der Zielfläche und der Elektronenstrahlkanone festgelegt. Die Tiefe der Polstücke hat keine nennenswerte Auswirkung auf die Elektronenstrahlbahn zur Folge, da nämlich der Elektronenstrahl nicht durch den Bereich zwischen den Polstücken hindurchdringt. Die Größe der einander gegenüberliegenden Flächen der Polstücke bestimmt jedoch die Leistung, die erforderlich ist, um die benötigte Feldstärke zu erzeugen. Die benötigte Feldstärke hängt selbstverständlich von der Elektronenstrahlkanonenleistung ebenso P ab wie von der Größe der erwünschten Ablenkung. Der Winkel der Pole in Bezug auf die Horizontale hängt von dem Winkel zwischen der Eintritts-Elektronenstrahlbahn und dem erwünsch-.en Austritts-Elektronenstrahit'inkel ab. Vorzugsweise verläuft eine Ebene p, welche die Längsachsen der Pole umfaßt, etwa senkrecht zu einer Ebene, welche den durch die Eintritts-Elektronenstrahlbahn und die Austritts-Elektronenstrahlbahn gebildeten Winkel schneidet und senkrecht zu einer zu diesen verlaufenden Ebene verläuft. Eine Abschirmung 60 aus ferromagnetischem Material verhindert, daß das Feld neben der Spule 54 und den Polstückansätzen 51 und 52 den Elektronenstrahl beeinflußt.the geometric distance between the target surface and the electron beam gun set. The depth of the pole pieces has no appreciable effect on the electron beam path The result is that the electron beam does not penetrate through the area between the pole pieces. The size of the However, opposing faces of the pole pieces determines the power that is required to produce the required Generate field strength. The required field strength depends of course on the electron beam gun power as well P as from the size of the deflection desired. The angle of the poles with respect to the horizontal depends on the angle between the entrance electron beam path and the desired Exit electron beam angle. Preferably runs a plane p which includes the longitudinal axes of the poles, approximately perpendicular to a plane which is defined by the entrance electron beam path and the exit electron beam path intersects and is perpendicular to one of these running plane. A shield 60 made of ferromagnetic Material prevents the field next to the coil 54 and the pole piece extensions 51 and 52 from the electron beam influenced.
Um den Elektronenstrahl abzulenken und eine Abtastbewegung des Elektronenstrahl-Auftreffflecks über die Oberfläche des geschmolzenen Materials 13 hervorzurufen, enthält die Leiteinrichtung einen geeigneten Satz von Polstücken 61, die eine orthogonale Ablenkung des Elektronenstrahls bewirken, wenn dieser gerade aus der Öffnung 41 austritt. Obwohl die besondere Konstruktion der Ablenkeinrichtung 61 nicht dargestellt ist und irgendeine Form aus einer Vielzahl geeigneter Formen aufweisen kann, wird vorzugsweise eine Ablenkeinrichtung 61 verwendet, die vier Elektromagnetspulen nach Art eines Magnetrelais enthält , deren Achsen so angeordnet sind, daßTo deflect the electron beam and make a scanning movement of the electron beam impact spot across the surface of the molten material 13 includes the guide means a suitable set of pole pieces 61 which cause an orthogonal deflection of the electron beam when this just emerges from the opening 41. Although the particular construction of the deflector 61 is not shown and may be any of a variety of suitable shapes, preferably becomes a deflector 61 used, which contains four electromagnetic coils in the manner of a magnetic relay, the axes of which are arranged so that
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sie sich schneiden und einen rechteckförmigen ebenen Bereich begrenzen. Die Spulen weisen Kerne aus einem Material niedrigen magnetischen Widerstands auf. Die betreffenden Kerne sind an ihren Enden mit den Kernen der jeweils unmittelbar benachbarten Spulen in Kontakt. Eine Änderung der Speisung der Spulen führt zu einer Änderung der Richtung der Kraftlinien des durch die Spulen erzeugten Feldes, Dadurch ergibt sich eine Änderung in der Größe der Ablenkung des Elektronenstrahls,they intersect and delimit a rectangular flat area. The coils have cores made of a material low magnetic resistance on. The respective cores are at their ends with the cores of the respectively immediately neighboring ones Coils in contact. A change in the supply of the coils leads to a change in the direction of the lines of force of the field generated by the coils, This results in a change in the size of the deflection of the electron beam,
Auf Grund der nach außen gebogenen Flußlinien des durch die Polstücke 14 und 15 erzeugten Magnetfelds tritt eine Verstärkung der durch den Betrieb der Ablenkeinrichtung 61 hervorgerufenen Ablenkung des Elektronenstrahls auf einer senkrecht zu den polen verlaufenden Achse auf. Damit steht ein in der Abmessung sehr breiter Ablenkbereich längs des Herdes zur Verfugung, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. In Fig. sind die Elektronenstrahlen sämtlicher Elektronenstrahlkanonen durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Auftreffflachen auf der Ziellläche sind durch kleine Ovale oder Kreise an den Enden der Elektronenstrahlen angedeutet. Durch geeignete Beabstandung der Elektronenstrahlkanonen und ihrer Ablenkfelder kann eine gewisse Überlappung der Ablenkungen der Elektronenstrahlflecken für eine erwünschte Redundanz im Betrieb des Systems erzielt werden.Due to the outwardly bent lines of flux of the magnetic field generated by the pole pieces 14 and 15, an amplification occurs the deflection of the electron beam caused by the operation of the deflection device 61 on a perpendicular towards the poles axis. This means that there is a very large deflection area along the hearth available, as can be seen from FIG. In Fig. 6, the electron beams are all electron beam guns indicated by dashed lines. The impact surfaces on the target area are indicated by small ovals or circles on the Ends of the electron beams indicated. By appropriately spacing the electron beam guns and their deflection fields some overlap of the deflections of the electron beam spots for a desired redundancy in the Operation of the system can be achieved.
Die Tiefe, in der der Elektronenstrahl in den Bereich unmittelbar zwischen den Polstücken eindringt (das ist der Bereich gleichmäßiger Feldstärke^ ist auf die Tiefe begrenzt, die eine unzulässige Beschränkung der Größe der möglichen Elektronenstrahlablenkung vermeidet. Im übrigen kann ein übermäßig tiefes Eindringen dazu führen, daß der Elektronenstrahl zu schwierig zu steuern ist. Demgemäß ist die Feldstärke des Magnetfeldes so gewählt, daß ein Eindringen des Elektronenstrahls durch eine Ebene hindurch verhindert ist,The depth at which the electron beam penetrates the area immediately between the pole pieces (this is the Area of uniform field strength ^ is limited to the depth which avoids an impermissible limitation of the size of the possible electron beam deflection. Incidentally, a excessively deep penetration make the electron beam too difficult to control. The field strength is accordingly of the magnetic field selected so that penetration of the electron beam through a plane is prevented,
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die zwischen den Längsachsen der beiden Polstücke verläuft.which runs between the longitudinal axes of the two pole pieces.
Die Konfiguration der Polstücke 14 und 15 kann derart geändert werden, daß Teile dieser Polstücke nach innen zueinander abgeschrägt sind. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, daß zusätzliche Zweierpole 63 verwendet werden, wie dies Fig. 3 zeigt, oder daß den Polstücken selbst eine geeignete Form gegeben wird, wie dies Fig, 4 erkennen läßt. Durch Anwendung dieses Typs von Polstücken kann eine gleich-) mäßigere Feldstärke erzielt werden, da in diesem Fall für die Feldstärke viel weniger eine Neigung besteht, zu den Enden der Polstücke abzunehmen. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Polstücke an den betreffenden Enden einen zunehmend geringeren Abstand aufweisen.The configuration of the pole pieces 14 and 15 can thus be changed be that parts of these pole pieces are beveled inwardly towards each other. This can either be achieved by doing this be that additional two-pole 63 are used, as shown in FIG. 3, or that the pole pieces themselves one a suitable shape is given, as can be seen in FIG. By using this type of pole piece, an equal) more moderate field strength can be achieved, since in this case there is much less tendency for the field strength to reach the ends of the Remove pole pieces. The reason for this is that the Pole pieces at the respective ends have an increasingly smaller distance.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird zwischen den benachbarten Polstücken benachbarter Polstückpaare ein unerwünschtes Feld erzeugt. Demgemäß wird ein unerwünschtes Feld zwischen den Polstücken 15 und 44 und zwischen den Polstücken 45 und 46 erzeugt. Da die Ablenkung des Elektronenstrahls nahezu vollständig in dem Randbereich des jeweiligen Hauptfeldes statt-. findet, liegen die Ränder der so erzeugten unerwünschten Felder " außerhalb der Bahn der Elektronenstrahlen, und zwar auch bei großen Ablenkwinkeln. Obwohl also unerwünschte Felder zwischen benachbarten Polstücken in benachbarten Polstückpaaren erzeugt werden, rufen derartige unerwünchte Felder keine nacl teilige Auswirkung auf den Betrieb des Systems hervor.As can be seen from FIG. 2, an undesired one is created between the adjacent pole pieces of adjacent pole piece pairs Field generated. Accordingly, an undesirable field becomes between the pole pieces 15 and 44 and between the pole pieces 45 and 46 generated. Since the deflection of the electron beam takes place almost completely in the edge area of the respective main field. finds, the edges of the undesired fields generated in this way are "outside the path of the electron beams, and indeed at large deflection angles. So although undesirable fields are generated between adjacent pole pieces in adjacent pole piece pairs such undesired fields do not cause any adverse effect on the operation of the system.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Systems besteht noch darin, daß in dem Fall, daß zusätzliche Leistung benötigt wird, ein gesondertes und redundantes System auf der gegenüberliegenden Seite des Herdes angebracht werden kann. Dadurch wird die Leistung für die Erhitzung verdoppelt. Darüber hinaus können,Another advantage of the present system remains in that in the event that additional power is required, a separate and redundant system on the opposite side Side of the cooker. This doubles the heating power. In addition,
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sofern erforderlich, zwei Elektronenstrahlkanonen dasselbe Paar von Polstücken zur Ablenkung ihrer Elektronenstrahlen verwenden, wie dies in Verbindung mit den Polstücken 46, 47 an der rechten Seite der Fig. 2 gezeigt ist.if necessary, two electron guns do the same thing Pair of pole pieces for deflecting their electron beams use as this in conjunction with pole pieces 46, 47 is shown on the right-hand side of FIG.
Aus Vorstehendem dürfte ersichtlich sein, daß durch die Erfindung ein verbessertes Heizsystem in einem Elektronenstrahlofen geschaffen worden ist. Die Erfindung ist in besonderem Maße in Fällen anwendbar, in denen in Verbindung mit einer Vielzahl von Elektronenstrahlen eine relativ große Oberfläche zu erhitzen ist und in denen die Elektronenstrahlen über die betreffende Oberfläche zu führen sind. Die Erfindung ermöglicht die für die Erzeugung von Ablenkmagnetfeldern vorgesehenen Polstücke nahe bei einander anzuordnen, ohne daßFrom the foregoing it should be seen that the invention provides an improved heating system in an electron beam furnace has been created. The invention is particularly applicable in cases where in connection with a large number of electron beams is a relatively large surface to be heated and in which the electron beams are to be guided over the surface in question. The invention enables those provided for the generation of deflection magnetic fields To arrange pole pieces close to each other without
damit eine nachteilige Auswirkung auf den Betrieb des Systems verbunden ist. Das System ist im übrigen einfach und zuverlässig im Betrieb.this has an adverse effect on the operation of the system. The system is also simple and reliable operational.
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