Устройство позиционирования и крепления термокатода в съемном катодном узле электронной пушки

Заявляемое техническое решение относится к области электронной техники и может быть использовано в установках электронно-лучевой сварки (УЭЛС) и электронно-лучевого выращивания (УЭЛВ). Известно устройство крепления прямонакального катода (Катодный узел для электронно-лучевой пушки, патент на полезную модель №130535. Авт.Наговицын Е.М., Гейкин В.А., Поклад В.А., Пузанов С.Г., Шаронова Н.И., Докашев В.В., Фомичев Е.О, Семенычева В.А. Заявка №2013108749/02. Зарегистрировано 28.02.2013. Опубл. 27.07.2013). Устройство включает в себя держатель с токоотводами, позиционирование и фиксация катода в которых производится вручную. Указанное устройство не позволяет воспроизводимо размещать катод, что приводит к необходимости юстировки катода при включении электронной пушки. Это увеличивает время готовности пушки к работе после замены катода.
Известно также устройство размещения термоэлектронного эмиттера (Munawar Iqbal, Mohammad Rafiq, Sarfraz A. Bhatti, Fazal-e-Aleem. The electron beam gun with thermionic hairpin-like cathode for welding and surface modifications. Vacuum. Volume 77, Issue 1, 2004, P. 19-26). В этом устройстве прямонакальный вольфрамовый катод в виде проволочной шпильки закреплен винтами на токопроводящих ножках. Недостаток такого крепления состоит в необходимости демонтажа всей пушки при смене катода, что также увеличивает время, необходимое для восстановления работоспособности электронной пушки после выхода катода из строя.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство крепления прямонакального катода (Катодный узел электронно-лучевой пушки. Авт. Свид. 656125. Авт. Веретин М.И., Емельянов А.Л., Емельянов В.Л., Жунда А.Н. Заявка №2431268/18-25. Зарегистрирована 13.12.76. Опубл. 05.04.79). В этом устройстве применен съемный катодный узел, в котором прямонакальный катод в виде прямого отрезка вольфрамовой проволоки пропущен через керамические втулки и закреплен винтами в крепежных гнездах. Открытая часть проволоки, разогреваемая пропускаемым током, является катодом. Применение съемного катодного узла исключает операцию демонтажа электронной пушки, однако, отсутствие точного позиционирования катода вызывает необходимость юстировки катодного узла, что увеличивает время, необходимое для восстановления работоспособности электронной пушки после смены катода. Это и есть основной недостаток устройства.
Цель заявляемого технического решения состоит в сокращении времени восстановления работоспособности электронно-лучевой пушки после смены катода. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем съемный катодный узел с гнездами для крепления термокатода, катодный узел размещен на посадочной площадке, являющейся частью основания. На основании размещены направляющие с микровинтом и перемещающаяся по ним каретка с упором и зажимом типа «обратный пинцет», в который помещается термокатод. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является сокращение времени восстановления работоспособности электронно-лучевой пушки после смены термокатода.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, представленным на Фиг. Основание 1 содержит посадочную площадку 2, на которой зафиксирован съемный катодный узел 3, ножки 4 которого вставлены в отверстия, выполненные в посадочной площадке 2. На основании 1 расположены направляющие 5, по которым может перемещаться каретка 6 с держателем 7 типа «обратный пинцет», в котором зажат термокатод 8. Ограничение перемещения каретки обеспечивается микровинтом 9 и упором 10, наглухо скрепленным с кареткой 6. Гнезда 11 служат для крепления термокатода. Отличие от прототипа состоит в наличии посадочной площадки для съемного катодного узла, направляющих с микровинтом, а также каретки с держателем типа «обратный пинцет» и упором, ограничивающим перемещение каретки.
Устройство работает следующим образом. Съемный катодный узел единообразно размещается на посадочной площадке. Термокатод, представляющий собой изогнутую танталовую полоску помещается в зажим типа «обратный пинцет», после чего каретка перемещается в крайнее положение, задаваемое микровинтом и упором. Термокатод, оказавшийся в крепежных гнездах, закрепляется винтами, и каретка отводится в исходное положение. Фиксация катодного узла на посадочной площадке и ограничение перемещения каретки микровинтом обеспечивают точное позиционирование термокатода в катодном узле, что в свою очередь, исключает необходимость юстировки катодного узла после его помещения в электронную пушку. Тем самым достигается сокращение времени восстановления работоспособности электронной пушки после смены термокатода. Выбор зажима типа «обратный пинцет» обусловлен необходимостью сохранения исходной формы термокатода при его перемещении в крепежные гнезда.
Полезный эффект от использования предлагаемого устройства продемонстрирован в эксперименте. Замена термокатода с применением устройства и последующее помещение катодного узла в электронную пушку обеспечили требуемые параметры электронного пучка при первом включении пушки. Замена термокатода без применения устройства вызвала необходимость юстировки катодного узла в течение 20 минут. Причем юстировка сопровождалась пятикратным включением и выключением пушки.