Електронно-променева установка

Реферат: Електронно-променева установка включає вакуумну плавильну камеру з встановленими в ній проміжною ємністю і кристалізатором, і вакуумна плавильна камера обладнана основою з розміщеними на ній газорозрядними електронними гарматами для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та газорозрядними електронними гарматами для обігріву рідкого металу у кристалізаторі, при цьому, газорозрядні електронні гармати для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи, і газорозрядні електронні гармати для обігріву рідкого металу у кристалізаторі розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи. Під час розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та при обігріві рідкого металу у кристалізаторі основа з газорозрядними електронними гарматами встановлена так, що її повздовжня вісь симетрії паралельна повздовжній осі симетрії проміжної ємності і паралельна повздовжній осі симетрії кристалізатора і при цьому повздовжня вісь симетрії основи знаходиться в одній вертикальній площині з повздовжньою віссю симетрії проміжної ємності і повздовжньою віссю симетрії кристалізатора, газорозрядні електронні гармати для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та газорозрядні електронні гарматами для обігріву рідкого металу у кристалізаторі встановлені похило з нахилом у бік вертикальної площини. UA 82781 U (54) ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВА УСТАНОВКА UA 82781 U UA 82781 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до переплавлення металів з використанням вакууму, зокрема, до електронно-променевої установки, і може бути використана для переплавки злитків високо реакційних металів, зокрема, титану, цирконію, гафнію. Відома електронно-променева установка вміщує вакуумну плавильну камеру, камеру зливка і камеру завантаження [UA, патент на корисну модель № 3, МПК С22В 9/22, С22В 9/04]. У вакуумній плавильній камері встановлені проміжна ємність та кристалізатор і вона обладнана основою з розміщеними на ній газорозрядними електронними гарматами для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та газорозрядними електронними гарматами для обігріву рідкого металу у кристалізаторі. При цьому газорозрядні електронні гармати для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи, і газорозрядні електронні гармати для обігріву рідкого металу у кристалізаторі розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи. Кожна з встановлених газорозрядних електронних гармат виконана у вигляді герметичного металевого корпуса, в якому встановлені високовольтний ізолятор, катод і анод, встановлений свіввісно до катода. Катод і анод виконані холодними. Недоліком відомої установки є висока запиленість холодних катодів газорозрядних електронних гармат при плавці високореактивних металів парами летючих домішок фторидів і хлоридів, в результаті чого знижується їх експлуатаційний ресурс роботи і знижується продуктивність установки. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції електронно-променевої установки, в якій за рахунок запропонованого конструктивного рішення забезпечується зменшення запиленості робочих поверхонь холодних катодів газорозрядних електронних гармат, з'являється можливість поперемінного використання одного з двох рядків газорозрядних електронних гармат, встановлених над кристалізатором, в результаті чого підвищується експлуатаційний ресурс газорозрядних електронних гармат і підвищується продуктивність установки. Поставлена задача вирішується запропонованою електронно-променевою установкою, що включає вакуумну плавильну камеру з встановленими в ній проміжною ємністю і кристалізатором, і камера обладнана основою з розміщеними на ній газорозрядними електронними гарматами для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та газорозрядними електронними гарматами для обігріву рідкого металу у кристалізаторі, при цьому газорозрядні електронні гармати для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи, і газорозрядні електронні гармати для обігріву рідкого металу у кристалізаторі розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи, в якій під час розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та при обігріві рідкого металу у кристалізаторі основа з газорозрядними електронними гарматами встановлена так, що її повздовжня вісь симетрії паралельна повздовжній осі симетрії проміжної ємності і паралельна повздовжній осі симетрії кристалізатора і при цьому повздовжня вісь симетрії основи знаходиться в одній вертикальній площині з повздовжньою віссю симетрії проміжної ємності і повздовжньою віссю симетрії кристалізатора, газорозрядні електронні гармати для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та газорозрядні електронні гарматами для обігріву рідкого металу у кристалізаторі встановлені похило з нахилом у бік вертикальної площини, в якій лежить відповідна повздовжня вісь симетрії основи, причому кожна газорозрядна електронна гармата з пари газорозрядних електронних гармат для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності розміщена на відстані: ℓ1=0,5b+50, де ℓ1 - відстань від точки повздовжньої осі симетрії основи, що знаходиться між парою газорозрядних електронних гармат для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності, b - ширина проміжної ємності, а кожна газорозрядна електронна гармата з пари газорозрядних електронних гармат для обігріву рідкого металу у кристалізаторі розміщена на відстані: ℓ2=(0,25…0,5)d, де ℓ2 - відстань від точки повздовжньої осі симетрії основи, що знаходиться між парою газорозрядних електронних гармат для обігріву рідкого металу у кристалізаторі, d - ширина кристалізатора. 1 UA 82781 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Переважно, кут нахилу газорозрядних електронних гармат для обігріву рідкого металу у кристалізаторі, утворений між повздовжньою віссю симетрії газорозрядної електронної гармати і вертикаллю, становить 5…15°. Переважно, кут нахилу газорозрядних електронних гармат для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності, утворений між повздовжньою віссю симетрії газорозрядної електронної гармати і вертикаллю, становить 5…15°. Встановлення газорозрядних електронних гармат похило з нахилом у бік вертикальної площини, в якій лежить відповідна повздовжня вісь симетрії основи і зміщення певним чином місця розташування газорозрядних електронних гармат, що визначено експериментально, забезпечує максимальний експлуатаційний ресурс роботи холодних катодів і підвищення продуктивності установки. Співвідношення відстаней ℓ1 і ℓ2, а також кут нахилу газорозрядних електронних гармат вибрано на основі експериментальних даних у залежності від геометричних розмірів проміжної ємності, кристалізатора, перерізу витратних заготовок при плавленні високореакційних металів. Суть корисної моделі пояснюють, але не обмежують креслення, на яких показано: на Фіг. 1 - електронно-променева установка, вид збоку; на Фіг. 2 - електронно-променева установка, вид зверху; на Фіг. 3 - розріз А-А, показаний на Фіг. 2; на Фіг. 4 - розріз Б-Б, показаний на Фіг. 2. Електронно-променева установка містить вакуумну плавильну камеру 1, в якій встановлені проміжна ємність 2 і кристалізатор 3. Вакуумна плавильна камера 1 обладнана основою 4 з розміщеними на ній газорозрядними електронними гарматами 5 і 6 для розплавлення витратних заготовок 9, 10 і обігріву рідкого металу 11 у проміжній ємності 2 та газорозрядними електронними гарматами 7 і 8 для обігріву рідкого металу 11 у кристалізаторі 3. Газорозрядні електронні гармати 5 і 6 для розплавлення витратних заготовок 9, 10 і обігріву рідкого металу 11 у проміжній ємності 2, а також газорозрядні електронні гармати 7 і 8 для обігріву рідкого металу 11 у кристалізаторі 3 розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи 4 та встановлені похило з нахилом у бік вертикальної площини, в якій лежить відповідна повздовжня вісь симетрії основи 4. Під час розплавлення витратних заготовок 9 і обігріву рідкого металу 11 у проміжній ємності 2 та при обігріві рідкого металу 11 у кристалізаторі 3 основа 4 з газорозрядними електронними гарматами 5, 6, 7 і 8 встановлена так, що її повздовжня вісь симетрії паралельна повздовжній осі симетрії проміжної ємності і паралельна повздовжній осі симетрії кристалізатора 3 і, при цьому, повздовжня вісь симетрії основи знаходиться в одній вертикальній площині з повздовжньою віссю симетрії проміжної ємності 2 і повздовжньою віссю симетрії кристалізатора 3. Кожна газорозрядна електронна гармата з пари газорозрядних електронних гармат 5 і 6 для розплавлення витратних заготовок 9, 10 і обігріву рідкого металу 11 у проміжній ємності 2 розміщена на відстані: ℓ1=0,5b+50, де ℓ1 - відстань від точки повздовжньої осі симетрії основи 4, що знаходиться між парою газорозрядних електронних гармат 5 і 6 для розплавлення витратних заготовок 9, 10 і обігріву рідкого металу 11 у проміжній ємності 2, b - ширина проміжної ємності 2, а кожна газорозрядна електронна гармата 7 і 8 з пари газорозрядних електронних гармат для обігріву рідкого металу 11 у кристалізаторі 3 розміщена на відстані: ℓ2=(0,25…0,5)d, де ℓ2 - відстань від точки повздовжньої осі симетрії основи 4, що знаходиться між парою газорозрядних електронних гармат 7 і 8 для обігріву рідкого металу у кристалізаторі 3. d - ширина кристалізатора 3. Кут нахилу α газорозрядних електронних гармат 5 і 6 для розплавлення витратних заготовок 9, 10 і обігріву рідкого металу 11 у проміжній ємності 2, утворений між повздовжньою віссю симетрії газорозрядної електронної гармати і вертикаллю, становить 5…15° (Фіг. 3). Кут нахилу β газорозрядних електронних гармат 7 і 8 для обігріву рідкого металу 11 у кристалізаторі 3, утворений між повздовжньою віссю симетрії газорозрядної електронної гармати і вертикаллю, становить 5…15° (Фіг. 4). Електронно-променева установка також містить: камери 12, 13 пристроїв горизонтальної подачі, обладнані механізмами 14, 15 горизонтальної подачі, механізм 16 витягування злитка 17, камеру злитка 18. Електронно-променева установка працює таким чином. Витратні заготовки 9, 10 за допомогою цехового крана завантажують у камери 12, 13 пристроїв горизонтальної подачі. Установку вакуумують. При досягненні робочого вакууму за 2 UA 82781 U 5 10 15 допомогою механізмів 14, 15 горизонтальної подачі переміщують витратні заготовки 9, 10 у зону дію газорозрядних електронних гармат 5 і 6. Під дією нагріву витратні заготовки 9, 10 оплавляються. В процесі плавки газорозрядними електронними гарматами 5 і 6 здійснюють плавлення витратних заготовок 9, 10 і обігрів рідкого металу 11 у проміжній ємності 2. Рідкий метал 11 стікає до проміжної ємності 2, і з неї стікає до кристалізатора 3. Обігрів рідкого металу 11 у кристалізаторі 3 здійснюють газорозрядними електронними гарматами 7 і 8. При цьому, один з рядів газорозрядних електронних гармат 7 або 8 включають за необхідністю при виході з ладу однієї з газорозрядних електронних гармат працюючого ряду. У кристалізаторі 3 здійснюють формування злитка 17, який потрапляє у камеру злитка 18 за допомогою механізму витягування. Здійснення переплавлення таких металів, як титан, цирконій і гафній, з використанням запропонованої електронно-променевої установки забезпечило зменшення запиленості робочих поверхонь холодних катодів газорозрядних електронних гармат. Під час проведення плавок рядки газорозрядних електронних гармат по черзі. В результаті експлуатаційний ресурс газорозрядних електронних гармат підвищився на 12-15 %, продуктивність роботи установки підвищилась на 10-12 %. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Електронно-променева установка, що включає вакуумну плавильну камеру з встановленими в ній проміжною ємністю і кристалізатором, і вакуумна плавильна камера обладнана основою з розміщеними на ній газорозрядними електронними гарматами для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та газорозрядними електронними гарматами для обігріву рідкого металу у кристалізаторі, при цьому газорозрядні електронні гармати для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи, і газорозрядні електронні гармати для обігріву рідкого металу у кристалізаторі розміщені попарно на одній відстані від повздовжньої осі симетрії основи, яка відрізняється тим, що під час розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та при обігріві рідкого металу у кристалізаторі основа з газорозрядними електронними гарматами встановлена так, що її повздовжня вісь симетрії паралельна повздовжній осі симетрії проміжної ємності і паралельна повздовжній осі симетрії кристалізатора і при цьому повздовжня вісь симетрії основи знаходиться в одній вертикальній площині з повздовжньою віссю симетрії проміжної ємності і повздовжньою віссю симетрії кристалізатора, газорозрядні електронні гармати для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності та газорозрядні електронні гарматами для обігріву рідкого металу у кристалізаторі встановлені похило з нахилом у бік вертикальної площини, в якій лежить відповідна повздовжня вісь симетрії основи, причому кожна газорозрядна електронна гармата з пари газорозрядних електронних гармат для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності розміщена на відстані: ℓ1=0,5b+50, де ℓ1 - відстань від точки повздовжньої осі симетрії основи, що знаходиться між парою газорозрядних електронних гармат для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності, b - ширина проміжної ємності, а кожна газорозрядна електронна гармата з пари газорозрядних електронних гармат для обігріву рідкого металу у кристалізаторі розміщена на відстані: ℓ2=(0,25…0,5)d, де ℓ2 - відстань від точки повздовжньої осі симетрії основи, що знаходиться між парою газорозрядних електронних гармат для обігріву рідкого металу у кристалізаторі, d - ширина кристалізатора. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що кут нахилу газорозрядних електронних гармат для обігріву рідкого металу у кристалізаторі, утворений між повздовжньою віссю симетрії газорозрядної електронної гармати і вертикаллю, становить 5…15°. 3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що кут нахилу газорозрядних електронних гармат для розплавлення витратних заготовок і обігріву рідкого металу у проміжній ємності, утворений між повздовжньою віссю симетрії газорозрядної електронної гармати і вертикаллю, становить 5…15°. 3 UA 82781 U 4 UA 82781 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5