ИСТОЧНИК ЗАРЯЖЕННЫХ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ

Полезная модель относится к области ускорительной техники и может быть использовано в качестве инжектора пылевых частиц для последующей ускорительной системы.
Известен источник заряженных пылевых частиц состоящий, состоящий из бункерной камеры, образованной возбуждающим электродом и внутренней стороной зарядного электрода, зарядной камеры, образованной внешней стороной зарядного электрода и корпусом, иглы. (Акишин А.И., Новиков Л.С. Методика и оборудование имитационных испытаний материалов космических аппаратов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990, 90 с.).
Наиболее близким аналогом является источник заряженных пылевых частиц, состоящий из корпуса, бункерного электрода, зарядного электрода, иглы, промежуточного электрода, промежуточной камера, образованной корпусом и внешней поверхностью промежуточного электрода, бункерной камеры, образованной корпусом и бункерным электродом, зарядной камеры, образованной зарядным электродом и внутренней поверхностью промежуточного электрода. (Семкин Н.Д., Воронов К.Е., Новиков Л.С., Пияков А.В. Источник заряженных пылевых частиц. // Патент на изобретение №2242849, выдан в 2004 г.).
Однако он обладает рядом недостатков: при работе с частицами размером менее 1 мкм в бункерной камере наблюдается спекание частиц, что не позволяет получить на выходе инжектора поток частиц с исходным размером. При работе источника с частицами размером менее 1 мкм для начала флуктуации частиц в бункерной камере на бункерный электрод необходимо подавать достаточно высокий потенциал (примерно в два раза больше чем при работе с более крупными пылевыми частицами). Это
обусловлено тем, что для того, чтобы мелкая частица отделилась от других частиц на дне бункерной камеры и начала флуктуацию необходима большая напряженность электрического поля, чем для крупных частиц. К тому же процесс поднятия частиц со дна бункерной камеры для мелких частиц является лавинообразным, что приводит к электрическому пробою объема бункерной камеры, в результате чего близко расположенные мелкие частицы спекаются между собой в более крупные.
Поставлена задача: разработать источник заряженных пылевых частиц, позволяющий работать с частицами менее 1 мкм без их спекания.
Поставленная задача достигается тем, что в источнике заряженных пылевых частиц, содержащим корпус, бункерный электрод, зарядный электрод, иглу, промежуточный электрод, промежуточную камеру, образованную корпусом и внешней поверхностью промежуточного электрода, бункерную камеру, образованную корпусом и бункерным электродом, зарядную камеру, образованную зарядным электродом и внутренней поверхностью промежуточного электрода, согласно полезной модели, в дно бункерной камеры введен пьезоэлектрический излучатель.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на Фиг.1 изображено устройство (вид спереди в разрезе).
Устройство содержит корпус 1, в котором по окружности выполнены бункерные камеры 2, с расположенными в них бункерными электродами 3, в дно бункерных камер установлены пьезоэлектрические излучатели 4, в полости корпуса 1 установлен промежуточный электрод 5 со сферической внутренней поверхностью, в крышке корпуса 1 установлен зарядный электрод 6 с размещенной на нем иглой 7. Промежуточная камера 8 образована корпусом 1 и внешней поверхностью промежуточного электрода 5, зарядная камера 9 образована внутренней поверхностью промежуточного электрода 5 и зарядным электродом 6, в корпусе 1 выполнены отверстия 10, соединяющие полости бункерных камер 2 с промежуточной камерой 8 и отверстие 11, выполненное в корпусе 1 соосно с иглой 7. В промежуточном
электроде 5 выполнены отверстия 12 и отверстия 13, соединяющие полость промежуточной камеры 8 с полостью зарядной камеры 9, и отверстие 14 выполненное в промежуточном электроде по оси зарядного электрода. Геометрия промежуточной камеры 8 выбрана таким образом, чтобы силовая линия с наименьшей напряженностью в этой камере находится напротив отверстий 13 и проходит через отверстия 12 в направлении иглы 7.
Устройство работает следующим образом: пылевые частицы находятся в бункерной камере 2, которая соединена через отверстие 10 с объемом промежуточной камеры 8, образованной корпусом 1 и промежуточным электродом 5. В общем случае таких бункерных камер 2 в источнике заряженных пылевых частиц может быть несколько, каждый для своего сорта пылевых частиц. В дно бункерных камер вмонтированы пьезоэлектрические излучатели 4, на которые подается переменное напряжение с частотой, соответствующей резонансной частоте собственных колебаний пьезоэлектрического излучателя с насыпанными на него пылевыми частицами. Таким образом, в бункерных камерах 2 частицы начинают совершать флуктуации под действием механического воздействия пьезоэлектрического излучателя, что позволяет уменьшить необходимое для функционирования бункерной камеры 2 напряжение на бункерном электроде 3, при подаче напряжения на который, пылевые частицы начинают через отверстия 10 поступать в промежуточную камеру 8, где двигаясь по силовым линям электрического поля через отверстия 12 попадают в область иглы 7. Если пылевая частица, после зарядки не попала в выходное отверстие 14, или если не коснулась иглы 7, то она смещается в зону слабого поля в районе отверстий 13, через которые она попадает в промежуточную камеру 8.
Таким образом, за счет уменьшения необходимого для функционирования бункерной камеры напряжения на бункерном электроде, уменьшается напряженность электрического поля в бункерной камере, что уменьшает вероятность электрического пробоя объема бункерной камеры и исключает эффект спекания мелких частиц. К тому же за счет введения в
конструкцию пьезоэлектрического излучателя процесс выброса частиц из бункерной камеры в полость промежуточной камеры более не лавинообразен, что позволяет более точно регулировать необходимую плотность потока частиц.