Електромагнітна установка

Реферат: Електромагнітна установка містить електромагнітне джерело і зону виводу випромінювання та оснащена коаксіальним резонатором, уздовж його осі розміщена електронна гармата, а навпроти її катода співвісно кришці резонатора ззовні через отвір в резонаторі приєднана прольотна труба із зоною виводу випромінювання. В торці цієї труби встановлено анод-мішень. Резонатор і прольотна труба вакуумовані. Як джерело живлення до резонатора підключений надвисокочастотний генератор крізь отвір у кришці резонатора, біля основи внутрішнього провідника і крізь діелектричне вікно. В прольотній трубі розміщена магнітна система. Установка додатково оснащена встановленим на системі опор вертикальним циліндричним корпусом, всередині якого співвісно розміщені вставлені один в одного із зазором і з'єднані паралельно циліндричні конденсатори, що охоплюють резонатор. Зовнішні оболонки конденсаторів встановлені з можливістю обертання навколо осі випромінювача в протилежних напрямках, а в зоні виводу пучка електронів з електронної гармати укріплений вбудований в анод-мішень роздільник електронів на два пучки, кожен з яких з'єднаний за допомогою гнучких довгомірних скляних капілярів із зазором між конденсаторами, де розміщений контейнер. По довжині капілярів з них зверху і знизу зазору набрані елементи у вигляді гвинтових циліндричних пружин. Корпус випромінювача оснащений системою додаткових опор. Зовнішні оболонки конденсаторів виконані у вигляді котушок з магнітної сталі, покритих з обох сторін мідною фольгою і зверху фольги - діелектриком, а їх кінці виведені в зазор, в якому розміщений контейнер. UA 111588 U (54) ЕЛЕКТРОМАГНІТНА УСТАНОВКА UA 111588 U UA 111588 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електромагнітної техніки. Інтенсивні і спрямовані джерела електромагнітного випромінювання, що працюють в широкому діапазоні енергій, становлять великий інтерес для науки і техніки. Це перш за все джерела, що мають високу надійність, довговічність, компактність. Такі джерела можна використовувати для роботи в медицині, в матеріалознавстві, в ядерній фізиці. Відома електромагнітна установка, що містить трубу і генератор високих частот, причому труба вакуумована і виконана скляною із зигзагоподібною ділянкою, а всередині труби послідовно розташовані: іонне джерело електронів, що прискорюють трубчасті електрони і анод, крім того, анод розташований в закінченні зигзагоподібної ділянки, який оснащений сферичним свинцевим відбивачем з внутрішньою дзеркальною поверхнею (Патент РФ 2409798 С2, F41B6/00, 2006 р.). Використання цього пристрою характеризується створенням випромінювання у вузькому діапазоні шкали електромагнітних хвиль. Відома також електромагнітна установка, що містить протяжний електрод і джерело живлення, а також додатковий електрод, виконаний у вигляді сітки і розташований уздовж протяжного електрода, і щонайменше один попередньо поляризований сегнетоелектричний зразок, розташований між протяжним електродом і ближнім до нього додатковим електродом, а як джерело живлення використаний генератор напруги, приєднаний до електродів через підвідний фідер і керуючий комутатор (Патент РФ № 2187167, HO1J25/02, 2002 p.). Використання цієї електромагнітної установки характеризується створенням випромінювання у вузькому діапазоні шкали електромагнітних хвиль, а збільшення діапазону вимагає складного перенастроювання всієї системи. Відома електромагнітна установка, що містить рентгенівське джерело з електронною гарматою, анодом-мішенню і зоною виводу рентгенівського випромінюваним, з'єднаний з джерелом живлення, оснащений коаксіальним резонатором, в порожнині біля вільного торця внутрішнього провідника якого уздовж його осі розміщена електронна гармата, а навпроти її катода співвісно верхній кришці резонатора зовні приєднана через отвір в резонаторі прольотна труба з зоною виводу рентгенівського випромінювання, в торці цієї труби встановлено анодмішень, причому резонатор і труба вакуумовані, а як джерела живлення до резонатора підключений надвисокочастотний генератор, через отвір в кришці якого біля основи внутрішнього провідника і через діелектричне вікно як джерело живлення може бути використаний магнетрон, а в коаксіально-прольотній трубі розміщена магнітна система (Патент РФ №2214018 HO1J35/02, 2003 p.). Використання цього випромінювача характеризується вузьким діапазоном електромагнітного випромінювання, а також недостатньою щільністю електромагнітного випромінювання. Задачею корисної моделі є вдосконалення можливостей електромагнітної установки шляхом зміни складу його елементів і оснащення їх спеціального зв'язку один з одним, в результаті чого забезпечується можливість розширення діапазону електромагнітного випромінювання і підвищення його щільності при дії на об'єкт. Поставлена задача вирішується тим, що запропонована електромагнітна установка, що містить електромагнітне джерело і зону виводу випромінювання, оснащена коаксіальним резонатором, уздовж його осі розміщена електронна гармата, а навпроти її катода співвісно кришці резонатора через отвір в резонаторі зовні приєднана прольотна труба із зоною виводу випромінювання, в торці цієї труби встановлено анод-мішень, причому резонатор і прольотна труба вакуумовані, а як джерело живлення до резонатора підключений надвисокочастотний генератор крізь отвір у кришці резонатора, біля основи внутрішнього провідника і крізь діелектричне вікно, крім того, в прольотній трубі розміщена магнітна система, при цьому, згідно з корисною моделлю, електромагнітна установка оснащена встановленим на системі опор вертикальним циліндричним корпусом, всередині якого співвісно розміщені вставлені один в одного із зазором і з'єднані паралельно циліндричні конденсатори, що охоплюють резонатор, при цьому зовнішні оболонки конденсаторів встановлені з можливістю обертання навколо осі випромінювача в протилежних напрямках, а в зоні виводу пучка електронів з електронної гармати укріплений вбудований в анод-мішень роздільник електронів на два пучки, кожен з яких з'єднаний за допомогою гнучких довгомірних скляних капілярів із зазором між конденсаторами, де розміщений контейнер, причому по довжині капілярів з них зверху і знизу зазору набрані елементи у вигляді гвинтових циліндричних пружин, а зовнішні оболонки конденсаторів виконані у вигляді котушок з магнітної сталі, покритих з обох сторін мідною фольгою і, зверху фольги, діелектриком, а їх кінці виведені в зазор, в якому розміщений контейнер. 1 UA 111588 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відмінністю запропонованого пристрою від найбільш близького з аналогів є те, що випромінювач оснащений встановленим на системі опор вертикальним циліндричним корпусом, всередині якого співвісно розміщені вставлені один в одного із зазором і з'єднані паралельно циліндричні конденсатори, що охоплюють резонатор, при цьому зовнішні оболонки конденсаторів встановлені з можливістю обертання навколо осі випромінювача в протилежних напрямках, а в зоні виводу пучка електронів з електронної гармати укріплений вбудований в анод-мішень роздільник електронів на два пучки, кожен з яких з'єднаний за допомогою гнучких довгомірних скляних капілярів із зазором між конденсаторами, де розміщений контейнер, причому по довжині капілярів з них зверху і знизу зазору набрані елементи у вигляді гвинтових циліндричних пружин, при цьому зовнішні оболонки конденсаторів виконані у вигляді котушок з магнітної сталі, покритих з обох сторін мідною фольгою і, зверху фольги, діелектриком, а їх кінці виведені в зазор, в якому розміщений контейнер. Технічним результатом від застосування запропонованої електромагнітної установки, в порівнянні з найбільш близьким з аналогів, є розширення діапазону електромагнітного випромінювання, при збільшенні його щільності. Це досягається тим, що використовується додатковий діапазон шкали електромагнітного випромінювання, а при цьому щільність електромагнітного випромінювання збільшується, тому що здійснюється вплив на контейнер підведеним додатковим електромагнітним випромінюванням. Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 зображений розріз електромагнітної установки (ізометрія); на Фіг.2 зображений розріз електромагнітної установки (вигляд спереду), на Фіг.3 - вигляд зверху електромагнітної установки. Запропонована електромагнітна установка містить встановлений на системі опор 1 вертикальний циліндричний корпус 2, оснащений верхньою і нижньою кришками 3, всередині якого розміщені: джерело випромінювання 4, зона виводу пучка електронів 5, і, по вертикалі випромінювача, резонатор 6 із зовнішнім 7 і внутрішнім 8 провідниками, а також із верхньою 9 і нижньою 10 кришками резонатора. Уздовж осі резонатора 6 розміщена електронна гармата 11, а навпроти її катода співвісно верхній кришці резонатора 9 через отвір в резонаторі 6 приєднана прольотна труба 12 і зона виведення випромінювання 4. У торці прольотної труби 12 встановлено анод-мішень 13, причому резонатор 6 і прольотна труба 12 вакуумовані. Як джерело живлення до резонатора 6 підключений НВЧ-генератор з блоком живлення 14, розміщений біля основи внутрішнього провідника 8 в отворі нижньої кришки резонатора 10, причому увід в резонатор 6 потужності електромагнітного випромінювання проводиться через діелектричне вакуумне вікно 15, а інтенсивність його регулюється петлею зв'язку НВЧгенератора 16 з резонатором 6, крім того, в прольотній трубі 12 розміщена магнітна система 17. Електромагнітна установка оснащена вставленими один в одного із зазором 18 і з'єднаними паралельно зовнішнім і внутрішнім конденсаторами 19, при цьому зовнішні оболонки конденсаторів 20 встановлені з можливістю обертання в протилежних напрямках, а швидкість обертання оболонок конденсаторів регулюється гальмівною системою 21. У зоні виводу пучка електронів 5 з електронної гармати 1 1 розміщений вбудований в анод-мішень 13 роздільник електронів 22 на два пучки, кожен з яких з'єднаний за допомогою гнучких довгомірних скляних капілярів 23 із зазором 18 між конденсаторами 19, де розміщений контейнер 24, причому по довжині капілярів 23 з них зверху і знизу зазору 18 набрані елементи у вигляді гвинтових циліндричних пружин 25. Зовнішні оболонки конденсаторів 20 виконані у вигляді котушок з магнітної сталі 26, покритих з обох сторін фольгою і зверху шаром діелектрика 27, а їх кінці 28 виведені в зазор, в якому розміщений контейнер 24, який з обох сторін знаходиться в зоні виводу випромінювання 4. Робота електромагнітної установки здійснюється наступним чином. Після включення двигунів, встановлених на верхній та нижній кришках корпусу 3 електромагнітної установки, проводиться розкручування обертових обкладок 20, що належать до циліндричних конденсаторів 19, та покритих з обох боків фольгою і зверху - шаром 3 діелектрика 27, у взаємно протилежних напрямках до кутової швидкості 10 об./сек. Для нейтралізації моменту сил, що діють з боку двигунів на циліндричний корпус 2 електромагнітної установки, проводиться її фіксація за допомогою системи опор 1. Після досягнення заданої кутової швидкості виконується включення гальмової системи двигунів 21, одночасно з цим проводиться запуск НВЧ-генератора з блоком живлення 14. Від НВЧ-генератора 14, розміщеного в основі нижньої кришки резонатора 10 біля основи внутрішнього провідника резонатора 8 за допомогою петлі зв'язку НВЧ- генератора 16 з резонатором 6 в діелектричне вакуумне вікно 15 подається НВЧ потужність. При цьому на зазорі резонатора 6, утвореному вільним торцем внутрішнього провідника 8 і верхньою кришкою резонатора 9, з'являється напруга надвисокочастотних коливань. При включенні електронної гармати 11 з неї в зону 2 UA 111588 U 5 10 15 20 25 30 35 40 виводу пучка електронів 5 виходить електронний потік, що прискорюється в зазорі резонатора 6 і пролітає в прольотній трубі 12 до анода-мішені 13. Далі електронний потік потрапляє в роздільник пучка електронів 22 і по гнучких скляних капілярах 23 подається в нижню і верхню частину зазору 18, що є порожниною для контейнера 24. Потік електронів, переміщаючись по елементах у вигляді гвинтових циліндричних пружин 25, сформованих з скляних капілярів 23 і розташованих по колу зазору 18, формує потік випромінювання, перпендикулярного циліндричної осі гвинтових циліндричних пружин 25, причому змінюючи занурення петлі зв'язку НВЧ-генератора 16 в резонатор 6 або повертаючи петлю, можна регулювати рівень НВЧ потужності, яка подається в резонатор 6 без зміни режиму НВЧ-генератора 14. Це регулювання дозволяє змінювати рівень НВЧ напруги на зазорі резонатора 6, змінюючи енергію прискорених електронів і, відповідно, потужності рентгенівського випромінювання, що виникає. Магнітна система 17 забезпечує фокусування потоку електронів. Далі включенням гальмівної системи 21 виконується вплив електромагнітного випромінювання на порожнину зазору 18, в який встановлюється контейнер 24. Це випромінювання сформовано за допомогою котушок з магнітної сталі 26, розташованих усередині обертових обкладок 20 циліндричних конденсаторів 19 і через козирок котушок 28, які передають випромінювання в порожнину зазору 18, причому вплив випромінюванням на контейнер проводиться з двох боків - як знизу, так і зверху. Одночасно з цим проводиться вплив з боку гвинтових циліндричних пружин 25, сформованих зі скляних капілярів 23, по яких відбувається рух потоків електронів, що зазнають доцентрове прискорення електромагнітним випромінюванням на контейнер 24 в рентгенівському діапазоні. При безконтактному, багаторазовому проходженніпучків електронів через скляні капіляри, що зігнуті у вигляді кільця, стінки яких наелектризовані самим пучком електронів, вони зазнають доцентрове прискорення. Електрони в залежності від їх енергій випускають електромагнітне випромінювання, в тому числі і в рентгенівському, і у - діапазоні. Діапазон рентгенівського випромінювання досягається фіксованим діаметром скляного капіляра і фіксованим діаметром кільця. Спрямованість і потужність рентгенівського випромінювання можна збільшувати, якщо закручувати витки капілярів з фіксованим діаметром кільця у вигляді соленоїда з великою кількістю витків. При певному співвідношенні діаметра кільця можна домогтися когерентності випромінювання. Маючи в своєму розпорядженні котушки з капілярів зверху і знизу встановленого контейнера, можна впливати на нього електромагнітним випромінюванням одночасно з протилежних напрямків. Використовуючи механізм гальмування обертових обкладок циліндричних конденсаторів, у яких всередині циліндричної обкладки розташовується котушка з магнітної сталі, а кінці у вигляді кільця розташовуються над контейнером з обох боків, отримуємо додаткові потоки випромінювання в інших діапазонах. Таким чином, запропонована електромагнітна установка, у порівнянні із відомою, забезпечує можливість дії електромагнітним випромінюванням на контейнер з досліджуваним матеріалом у широкому діапазоні шкали електромагнітних хвиль при високій щільності електромагнітного випромінювання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 Електромагнітна установка, що містить електромагнітне джерело і зону виводу випромінювання, при цьому установка оснащена коаксіальним резонатором, уздовж його осі розміщена електронна гармата, а навпроти її катода співвісно кришці резонатора ззовні через отвір в резонаторі приєднана прольотна труба із зоною виводу випромінювання, в торці цієї труби встановлено анод-мішень, причому резонатор і прольотна труба вакуумовані, а як джерело живлення до резонатора підключений надвисокочастотний генератор крізь отвір у кришці резонатора, біля основи внутрішнього провідника і крізь діелектричне вікно, крім того, в прольотній трубі розміщена магнітна система, яка відрізняється тим, що електромагнітна установка оснащена встановленим на системі опор вертикальним циліндричним корпусом, всередині якого співвісно розміщені вставлені один в одного із зазором і з'єднані паралельно циліндричні конденсатори, що охоплюють резонатор, при цьому зовнішні оболонки конденсаторів встановлені з можливістю обертання навколо осі випромінювача в протилежних напрямках, а в зоні виводу пучка електронів з електронної гармати укріплений вбудований в анод-мішень роздільник електронів на два пучки, кожен з яких з'єднаний за допомогою гнучких довгомірних скляних капілярів із зазором між конденсаторами, де розміщений контейнер, причому по довжині капілярів з них зверху і знизу зазору набрані елементи у вигляді гвинтових циліндричних пружин, а корпус випромінювача оснащений системою додаткових опор, при 3 UA 111588 U цьому зовнішні оболонки конденсаторів виконані у вигляді котушок з магнітної сталі, покритих з обох сторін мідною фольгою і зверху фольги - діелектриком, а їх кінці виведені в зазор, в якому розміщений контейнер. 4 UA 111588 U 5 UA 111588 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6