Комплексная методика проектирования катодно-анодного узла технологических электронных пушек

А. В. Щербаков; А. Л. Гончаров; Д. А. Гапонова; Р. В. Родякина; В. О. Трофимов; А. В. Нехорошев

doi:10.34831/EP.2022.36.61.004

Комплексная методика проектирования катодно-анодного узла технологических электронных пушек

А. В. Щербаков, А. Л. Гончаров, Д. А. Гапонова, Р. В. Родякина, В. О. Трофимов, А. В. Нехорошев

Аннотация

Предложена комплексная методика проектирования катодно-анодного узла технологической электронной пушки, позволяющая с использованием апробированных средств компьютерного моделирования осуществлять пошаговый выбор материалов и элементов конструкции пушки. Показана актуальность применения методики для адаптации конструкции и режима работы пушки к технологическим требованиям - таким, как формирование пучка с повышенной плотностью тока или увеличенным рабочим отрезком. Приведен пример теплового расчета металлокерамического узла пушки, показывающий необходимость решения задачи сложного теплообмена с целью определения требуемого диапазона рабочих температур для диэлектрических конструктивных элементов и жидкостей. Разработана блок-схема, показывающая итерационный характер процесса проектирования катодно-анодного узла пушки и связь параметров проектирования.

Ключевые слова

электронная пушка; электронно-лучевые технологии; электронная оптика; катодно-анодный узел; траекторный анализ; тепломассообмен; проектирование электротехнологического оборудования

Полный текст:

PDF

Литература

Кайдалов, А. А. Сварочные электронные пушки (инженерно-техническое описание и инструкция по эксплуатации сварочных электронных пушек УЛ-119, ЭЛА-15, ЭЛА-30, ЭЛА-60/60, ЭЛА-60Б) / А. А. Кайдалов, Е. И. Истомин. - Киев: Институт электросварки им. Е. О. Патона, 2003. - 153 с.

Амелина, О. Д. Вакуум-плотная корундовая керамика на основе ультрадисперсных порошков / О. Д. Амелина, С. Б. Нестеров. // Наноиндустрия. - 2010. - № 5. - С. 40 - 41.

https://www.toriy.ru/services/manufacturer-of- electronic-ceramics.

Hernandez-Garcia, С. High voltage studies of inverted-geometry ceramic insulators for a 350 kV DC polarized electron gun / C. Hernandez-Garcia, M. Poelker and J. Hansknecht // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 23, 2016, Issue 1, pp. 418 - 427. DOI: 10.1109/TDEI.2015. 005126.

ГОСТ Р 52034-2008. Национальный стандарт Российской Федерации. Изоляторы керамические опорные на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия.

ГОСТ Р 52856-2007. Оборудование фланцевое вакуумное. Размеры фланцев.

ГОСТ ISO 15614-11-2016. Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Проверка процедуры сварки. Часть 11. Электронно-лучевая и лазерная сварка.

ГОСТ ISO 13919-1-2017. Соединения, полученные электронно-лучевой и лазерной сваркой. Руководство по оценке уровня качества для дефектов. Часть 1. Сталь.

ГОСТ Р 58419-2019. Аддитивные технологии. Изделия из титановых сплавов, изготовленные методом селективного электронно-лучевого сплавления. Общие технические условия.

Sayegh, G. An international history of electron beam welding / G. Sayegh, O. K. Nazarenko, W. Dietrich, H. Irie, D. von Dobeneck Pro-Beam, Munchen, Germany, 2015.

Uwe Reisgen, Stefan Gach. Electron Beam Welding. In: Lucas da Silva, Mohamad El-Zein, Paulo Martins (eds) Advanced Joining Processes, 2021, Elsevier, pp. 35 - 65. DOI: 10.1016/B978-0- 12-820787-1.00002-4.

Шерстнев, Л. Г. Электронная оптика и электронно-лучевые приборы. Учебник для вузов / Л. Г. Шерстнев. - М.: Энергия, 1971. - 368 c.

Кресанов, В. С. Высокоэффективный эмиттер электронов на основе гексаборида лантана / В. С. Кресанов, Н. П. Малахов, В. В. Морозов и др. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 152 c.

Андреев, С. В. Разработка программного обеспечения для математического моделирования электронных пушек с катодами произвольной формы / С. В. Андреев, М. А. Монастырский, В. А. Тарасов, А. Г. Муравьев // Прикладная физика. - 2000. - № 2. - С. 77 - 85.

Филачев, А. М. Разработка вычислительных методов и пакета прикладных программ для моделирования электронно-лучевых технологических установок / А. М. Филачев, С. В. Андреев, М. А. Монастырский, В. А. Тарасов, И. Ш. Белуга, И. С. Гайдукова, А. Г. Муравьев // Прикладная физика. - 1998. - № 2. - С. 5 - 18.

Муравьев, А. Г. Математическое моделирование электронных пушек с катодом произвольной формы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. - М.: МФТИ, 2001.

https://www.comsol.ru/heat-transfer-module.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.36.61.004