Спосіб керування підвищенням робочого тиску газорозрядної електронної гармати

Спосіб керування підвищенням робочого тиску газорозрядної електронної гармати при роботі в імпульсному режимі, що включає запалювання високовольтного тліючого розряду між холодним катодом і порожнім анодом, який відрізняється тим, що імпульс високої напруги подають на електроди газорозрядної електронної гармати з тривалістю, яка знаходиться в діапазоні часу ( t c + t ф )>tі £ tImax, де tс - середньостатистичний час UA (21) a200704231 (22) 16.04.2007 (24) 25.01.2010 (46) 25.01.2010, Бюл.№ 2, 2010 р. (72) ТУТИК ВАЛЕРІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, ГАСИК МИХАЙЛО ІВАНОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ (56) UA 21551 A; 30.04.1998 SU 692430; 23.10.1980 RU 1706330 C; 30.06.1994 SU 1261026 A1; 30.09.1986 UA 22269 A; 30.05.1998 US 4162432; 24.07.1979 2 (19) 1 3 туди імпульсу струму Іlmах високовольтного генератора імпульсів. Технічним результатом винаходу є використання залежності величини амплітуди імпульсного струму від тривалості імпульсу напруги, яка подається на електроди газорозрядної електронної гармати, якщо тривалість менша за суму часу запізнювання й формування струму розряду. Це дозволяє зменшувати амплітуду імпульсу струму з ростом тиску, за рахунок зменшення тривалості імпульсу напруги и тим самим, підвищувати робочий тиск гармати. У випадку перевищення тривалості імпульсу напруги tі>(tс+tф), амплітуда імпульсу струму буде постійною й не залежною від тривалості імпульсу напруги, і визначатиметься параметрами високовольтного тліючого розряду, що запалюється між електродами гармати. При збільшенні тривалості імпульсу напруги більше tі>tmах, максимальна амплітуда струму tlmах а отже й потужність високовольтного генератора імпульсів буде перевищена й він може вийти з ладу. Тривалості імпульсу високої напруги, які попадають у діапазон часу, обумовлений виразом (tс+tф)>tі≤tlmax, дозволяють керувати величиною амплітуди імпульсу струму в гарматі й зменшувати її з ростом робочого тиску, а отже, забезпечувати підвищення робочого тиску газорозрядної електронної гармати. Загальними ознаками заявленого способу керування підвищенням робочого тиску газорозрядної електронної гармати й прототипу є наявність холодного катода й порожнього анода, створення умов запалювання високовольтного тліючого розряду між електродами й імпульсний режим роботи. Відрізняльною ознакою заявленого способу від прототипу є те, що тривалість високовольтного імпульсу напруги, що подається на електроди газорозрядної гармати, керується і становить величину меншу за суму (tс+tф) статистичного часу tc й часу формування tф струму високовольтного тліючого розряду. Це призводить до обмеження струму формованих заряджених часток до значень, забезпечуваних високовольтним імпульсним генератором. Використання заявленого способу дозволяє: - значно збільшити робочий тиск газорозрядних гармат; - реалізовувати різні плазмо-хімічні й радіаційні технологічні процеси; - спростити та понизити вартість вакуумного устаткування для традиційних електроннопроменевих процесів, які працюють в імпульсному режимі. По наявним у заявника й авторів винаходу запропонована сукупність принципових положень і ознак, які характеризують суть винаходу, невідома з рівня техніки. Таким чином заявлений винахід відповідає критерію «новизна». Суть винаходу способу керування підвищенням робочого тиску газорозрядної електронної гармати показана на наступних графічних матеріалах: - Фіг.1 - схема, включення газорозрядної електронної гармати з холодним катодом і порожнім 89386 4 анодом, що ілюструє суть винаходу способу керування підвищенням робочого тиску газорозрядної електронної гармати; - Фіг.2 - вольт-амперні характеристики газорозрядної електронної гармати при різних тисках робочого газу Р1 і Р2, причому Р1>Р2; - Фіг.3 - графіки імпульсів напруги і струму в газорозрядній електронній гарматі, що показують затримку виникнення імпульсу струму після подачі імпульсу напруги прямокутної форми тривалістю tі1>(tс+tф), де tc - статистичний час, а tФ - час формування імпульсу струму; - Фіг.4 - графіки імпульсів напруги і струму, що показують обмеження величини амплітуди струму газорозрядної електронної гармати при зменшенні тривалості імпульсу напруги до tі2P1, DU2 DU1 де S1 і S2 - крутість вольт-амперних характеристик при тиску робочого газу Р1 і Р2; ΔІ1, ΔІ2 приріст току; ΔU1, ΔU2 - приріст напруги. У зв'язку із наведеним викладом для підвищення робочого тиску газу, в якому працює газорозрядна електронна гармата, необхідно, щоб при підвищенні тиску Р2>Р1 крутість характеристик не змінювалася й S2=S1. Розроблений спосіб керування підвищенням робочого тиску газорозрядної електронної гармати дозволяє вирішувати цю задачу наступним чином. Після подачі на електроди гармати імпульсу напруги прямокутної форми, запалюється високовольтний тліючий розряд і спостерігаються наступні явища: виникає затримка в моменті часу появи струму, обумовлена статистичним часом затримки tc; часом формування tф зростання струму в газовому розряді до сталого значення, і затримка існування струму в газовому розряді після вимикання напруги протягом часу деіонізації tд. На Фіг.3 за суттю заявленого винаходу наведені форми імпульсів напруги й струму зняті при роботі газорозрядної електронної гармати, коли тривалість імпульсу напруги tі1>(tc+tΦ) для амплітуди напруги Umax1=const при цьому амплітуда току дорівнює Іmах1. На Фіг.4 наведені форми імпульсів напруги й струму при тому ж тиску для випадку, коли тривалість імпульсу напруги ti2