SU303738A1 - GAS-DISCHARGE ELECTRON RING HEATER - Google Patents
GAS-DISCHARGE ELECTRON RING HEATERInfo
- Publication number
- SU303738A1 SU303738A1 SU1051716A SU1051716A SU303738A1 SU 303738 A1 SU303738 A1 SU 303738A1 SU 1051716 A SU1051716 A SU 1051716A SU 1051716 A SU1051716 A SU 1051716A SU 303738 A1 SU303738 A1 SU 303738A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- heater
- gas
- discharge
- cathode
- magnetic
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic Effects 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Description
Известные газоразр дные электронные кольцевые нагревателИ металлических тел симметричной формы с полым катодом не достаточно надежны в работе, имеют небольшой срок службы и достаточно сложную конструкцию .The known gas-discharge electronic ring heaters of metal bodies of a symmetric shape with a hollow cathode are not reliable enough in operation, have a short service life and a rather complicated structure.
Отличительна особенность описываемого нагревател состоит в том, что он снабжен кольцевым источником магнитного пол , например соленоидом, расположенным во внутренней полости кольцевого катода коаксиальпо с ним и с нагреваемым телом, а катод состоит из двух участков, один из которых представл ет собой В радиальном сечении С-образный магнитолровод, разомкнута часть которого находитс со стороны нагреваемого тела, другой, выполненный из электр01провод щего немагнитного материала, прилегает к полюсам магнитопровода со стороны, обращенной к источнику магнитного пол , образу с магнитопроводом электрически надежный и вакуумиоплотный контакт.A distinctive feature of the described heater is that it is provided with an annular source of a magnetic field, for example, a solenoid located in the inner cavity of the annular cathode of the coaxial with it and with the heated body, and the cathode consists of two sections, one of which is Radial Section C. -shaped magnetic conductor, part of which is open on the side of the heated body, the other, made of electrically conductive non-magnetic material, is adjacent to the poles of the magnetic circuit from the side, to a magnetic field source, with an electrically conductive magnetic and vacuum-tight contact.
Эти отличи -позвол ют повысить надежность работы, срОК службы и упростить конструкцию нагревател .These differences make it possible to increase the reliability of operation, the service life and simplify the design of the heater.
электродом 3. Анод 4 вл етс объектом нагрева .electrode 3. Anode 4 is subject to heating.
Цилиндр 1 Н фланец 2 изготавливаютс из ферромагнитного материала и выполн ютThe 1 N cylinder flange 2 is made of a ferromagnetic material and is made
одновременно роль магнитолровода и вакуумной оболочки нагревател . Цилиндрическое кольцо (электрода) 3, изготовленное пз немагнитного материала, выполн ет роль вакуумной оболочки нагревател и соедин етс с цилиндром / и фланцем 2 вакуумноплотно методом пайки или сварки дл обеспечени хорошей герметизации и электрического контакта .at the same time the role of the magnetic conductor and the vacuum shell of the heater. The cylindrical ring (electrode) 3, manufactured by a non-magnetic material, performs the role of a vacuum heater sheath and is connected to the cylinder (and the flange 2) vacuum-tightly by soldering or welding to ensure good sealing and electrical contact.
Фланец 5 и шпилька 6 (шпилек несколько)Flange 5 and stud 6 (multiple studs)
вл ютс магнитопроводами и изготавливаютс из ферромагнитного материала.are magnetic conductors and are made of ferromagnetic material.
По оси нагревател размещаетс нагреваема деталь (анод 4). Кольцева полость, ограниченна цилиндром 1, фланцем 2 и цилиндрическим электродом 3, имеющими электрический контакт между собой, при работе нагревател выполн ет роль отрицательного электрода (полого катода).A heated part (anode 4) is placed along the axis of the heater. The annular cavity bounded by cylinder 1, flange 2 and cylindrical electrode 3 having electrical contact with each other, when the heater is in operation, acts as a negative electrode (hollow cathode).
Напр жение прикладываетс между кольцевой полостью (цилиндр 1, фланец 2, цилиндрическое кольцо электрода 5) и нагреваемой деталью (анодом) 4, (плюсом на нагреваемую деталь 4. При работе нагревател нагреваема деталь 4 вл етс коллектором электтри пропусканни через нее тока создает магиитное поле, которое с помощью шпилек 6, фланцев 5 и 2 и цилиндра / концентр-ируетс в кольцевой лолосБИ. Электромагнитна катушка 7 закрепл етс таким образом, чтобы с одной стороны обеспечить необходимую электрическую изол цию между катушкой 7 и окружаюш,ими ее детал ми, и с другой стороны обеспечить досту.п воздуха дл охлаждени фланца 2, цилиндрического кольца электрода 3 и цилиндра /.Voltage is applied between the annular cavity (cylinder 1, flange 2, cylindrical ring of electrode 5) and heated part (anode) 4, (plus to heated part 4. When the heater is in operation, the heated part 4 is a collector electrically passing current through it creates a magical field which, using studs 6, flanges 5 and 2, and a cylinder / is concentrated in an annular loop. The electromagnetic coil 7 is fixed so as to provide on one side the necessary electrical insulation between the coil 7 and the surrounding its parts, and on the other hand to provide air enough to cool the flange 2, the cylindrical ring of the electrode 3 and the cylinder /.
Принцип работы нагревател состоит в следующем.The principle of operation of the heater is as follows.
При достижении внутри нагревател необходимого вакуума с помощью электромагнитной катушки 7 создаетс магнитное поле в объеме кольцевой полости, и прикладываетс наор жение между кольцевой полостью и нагреваемой деталью. Возникает разр д между поверхностью кольцевой полости и нагреваемой деталью. Магнитное поле, искривл траектории электронов с одной стороны облегчает возвикно-вение разр да, а с другой стороны способствует увеличению степени ионизации газа в объеме кольцевой полости, так что разр д оказываетс локализованным в кольцевой ПОЛОСТИ. Электроны .под действием электрического иол пр-иобретают кинетическую энергию и, достигнув анода (нагреваема деталь 4, вызывают его нагрев.When the required vacuum is reached inside the heater by means of an electromagnetic coil 7, a magnetic field is created in the volume of the annular cavity, and an attachment is applied between the annular cavity and the heated part. There is a discharge between the surface of the annular cavity and the heated part. The magnetic field, distorting the trajectories of electrons on the one hand, facilitates the elevation of the discharge, and on the other hand, increases the degree of gas ionization in the volume of the annular cavity, so that the discharge is localized in the annular CAVITY. Electrons. Under the action of an electric ion, they acquire kinetic energy and, having reached the anode (the heated part 4, causes its heating.
Режим работы нагревател измен етс изменением параметров разр да (ток и напр жение разр да, давление газа, папр женность магнитного пол ).The operation mode of the heater varies by changing the discharge parameters (current and discharge voltage, gas pressure, magnetic field strength).
Устройства и приспособлени , необходимые дл обеспечени работы нагревател (вакуумна камера, дер жатель нагреваемой детали и т. п.), подсоедин ютс со стороны фланцев 2 и 5.The devices and devices necessary to ensure the operation of the heater (vacuum chamber, holder of the heated part, etc.) are connected on the side of flanges 2 and 5.
В случае затруднений с подачей напр жени на катушку 7, св занных с необходимостью ее изол ции от магнитопр-овода на полное рабочее напр жение, дл создани необходимого магнитного цол можно использовать .посто нные магниты. Этосуществевно упрощает схему питани наг|ревател и облегчает его эксплуатацию.In case of difficulties with applying voltage to the coil 7, associated with the need to isolate it from the magnetostrictor to the full operating voltage, permanent magnets can be used to create the necessary magnetic ground. This essentially simplifies the feeding circuit of the heater and facilitates its operation.
В предлагаемом нагревателе в качестве источника электронов используетс газоразр дна плазма, возникающа1Я в разр де между объектом нагрева, вл ющемс анодом, и полым кольцевым катодом, помещенным в магнитное поле. Наличие магнитного пол в кольцевом полом катоде способствует концентрации плазмы в области катода за счет того, что под действием магнитного пол электроныIn the proposed heater, a gas discharge plasma arising in the discharge between the heating object, which is the anode, and the hollow ring cathode placed in a magnetic field is used as the electron source. The presence of a magnetic field in the ring hollow cathode contributes to the plasma concentration in the cathode region due to the fact that under the influence of the magnetic field electrons
движутс по сложным циклическим траектори м и производ т большое число ионизирующих соударений и только после этого ухоД т на анод. Под действием электрического пол между анодом и катодом происходит ускорение электронов до энергий, .необходимых дл нагрева анода. Применение в кольцевом нагревателе в -качестве источника электронов газоразр дного полого кольцевого катода, цомещенного в магнитное поле посто нного магнита или электромагнита, вл етс новым.move along complex cyclic trajectories and produce a large number of ionizing collisions and only after that do they go to the anode. Under the action of an electric field between the anode and the cathode, the electrons are accelerated to the energies necessary to heat the anode. The use in a ring heater as a source of electrons for a gas discharge hollow ring cathode, which is placed in a magnetic field of a permanent magnet or electromagnet, is new.
Благодар использованию газоразр дного полого катода значительно повышаетс надежность нагревател . Такой катод не чувствителен к вакууму и Не боитс ионной бом.бардировки , что позвол ет работать при сравнительно плохом вакууме. Он имеет простую конструкцию н не требует накала. Нагреватель будет работать как на переменном, так и на посто нном напр жении. Отсутствие начальных цепей позвол ет запитывать натреватель непосредственно от выпр мител , если необходимо осуществл ть нагрев на посто нном токе, аBy using a gas discharge hollow cathode, the reliability of the heater is significantly increased. Such a cathode is not sensitive to vacuum and is not afraid of ion bombardment, which allows it to operate under relatively poor vacuum. It has a simple design and does not require heat. The heater will operate both at alternating and constant voltage. The absence of initial circuits allows the natrevatel to be supplied directly from the rectifier, if it is necessary to carry out heating at a constant current, and
если можно вести нагрев на переменном напр жении , то на нагреватель подаетс напр жение пр мо от повышающего трансформатора .if it is possible to conduct heating at a variable voltage, then the heater is supplied with voltage directly from the step-up transformer.
Указанные преимущества газоразр дногоThe indicated advantages of gas discharge
кольцевого нагревател свидетельствуют о его перспективности. При давлении 5 10 мм рт. ст. получен ток на анод 150 ма при напр жении 500 в.ring heater indicate its prospects. With a pressure of 5 10 mm Hg. Art. 150 mA anode current was obtained at a voltage of 500 V.
Предмет изобретени Subject invention
Газоразр дный электронный кольцевой нагреватель металлических тел симметричной фор;мы, вл ющихс анодом, содержащий полый катод, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности работы, срока службы и упрощени конструк ЦИ1и, он снабжен кольцевым источнико.м магнитното пол , например , соленоидом, расположенным во внутренней полости указанного катода коаксиально с ним и с нагреваемым телом, а катод состоит из двух участков, один из которых представл ет собой в радиальном сечении С-образный магнитопровод, разомкнута часть которогоThe gas-discharge electronic ring heater of metal bodies of symmetric shape; we, being an anode, contain a hollow cathode, characterized in that, in order to increase reliability of operation, service life and simplify the design of CI1, it is equipped with an annular source magnetic field, for example, a solenoid located in the inner cavity of said cathode coaxially with it and with the heated body, and the cathode consists of two sections, one of which is a C-shaped magnetic conductor in the radial section, the open part of which
находитс со стороны нагреваемого тела, другой , выполненный из электропровод щего немагнитного материала, прилегает к полюсам магнитопровода со стороны, обращенной к источнику магнитного пол , образу с магнитопроводом электрически надежный и вакуумноплотный контакт.located on the side of the heated body, the other, made of electrically conductive non-magnetic material, is adjacent to the poles of the magnetic circuit on the side facing the source of the magnetic field, forming an electrically reliable and vacuum-tight contact with the magnetic circuit.
5 35 3
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU303738A1 true SU303738A1 (en) |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0184812B1 (en) | High frequency plasma generation apparatus | |
TWI467615B (en) | Ion source and method for adjusting ion beam uniformity | |
US4122347A (en) | Ion source | |
JPH0360139B2 (en) | ||
CN106098517A (en) | Miniature Penning ion source under a kind of highfield | |
RU2389990C2 (en) | Combined ionisation vacuum-gauge transducer | |
SU303738A1 (en) | GAS-DISCHARGE ELECTRON RING HEATER | |
CN209963019U (en) | High-efficiency ion source for magnetic mass spectrometer | |
CN114828382B (en) | Mixed superconductive ECR ion source device | |
US3448315A (en) | Ion gun improvements for operation in the micron pressure range and utilizing a diffuse discharge | |
Ivanov Jr et al. | H− ion production in electron cyclotron resonance driven multicusp volume source | |
CN116230472A (en) | A Small Switchable Electron-Ion Gun | |
KR920003157B1 (en) | Pig type ion source | |
RU228239U1 (en) | Sealed neutron tube | |
JP3529445B2 (en) | Microwave ion source | |
KR101977702B1 (en) | Ion source head and ion implantation apparatus including the same | |
RU159300U1 (en) | ELECTRONIC SOURCE WITH PLASMA EMITTER | |
TWI742208B (en) | Ion implanter and method of implanting ion in a semiconductor substrate | |
RU228627U1 (en) | Sealed neutron tube | |
RU175600U1 (en) | SOURCE OF ELECTRONS | |
JP7220122B2 (en) | Ion implanter, ion source | |
RU228648U1 (en) | Sealed neutron tube | |
RU209936U1 (en) | Pulse neutron generator | |
RU2371803C1 (en) | Plasma ion source | |
RU2084986C1 (en) | Beam-plasma microwave device |