Высоковольтный электрод

Высоковольтный электрод

Реферат

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРОД, содержащий основной тонкостенный электрод, установленный по его периметру по меньшей мере один охранный трубчатый электрод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения деформации, основной электрод выполнен с фаской по периметру, а охранный электрод - с прорезью по длине его трубки с шириной зазора меньше толщины основного электрода на величину, по меньшей мере упругой деформации трубки охранного электрода, который установлен прорезью по фаске на основной электрод и имеет по меньшей мере один радиальный или косой разрез трубки.

2. Высоковольтный электрод по п.1, отличающийся тем, что охранный электрод установлен до упора внутренней поверхности его трубки с кромкой по периметру основного электрода. Изобретение относится к ускорительной технике, а конкретнее к конструктивным элементам линейных ускорителей заряженных частиц, предпочтительно к "безжелезным" индукторам линейных индукционных ускорителей, применяемых для получения сильноточных импульсных пучков ускоренных заряженных частиц, например электронов. Известен высоковольтный тонкостенный электрод, выполненный в виде диска, в виде боковой поверхности усеченного конуса или цилиндра. Недостатком известного высоковольтного тонкостенного электрода является большая его масса из-за большой массы охранного пруткового электрода. Наиболее близким техническим решением является высоковольтный электрод, cодержащий основной тонкостенный электрод, установленный по его периметру, по меньшей мере один охранный трубчатый электрод. Этот высоковольтный электрод имеет меньшую массу в связи с использованием в качестве охранного электрода тонкостенной трубы. Недостатком высоковольтного электрода является большая деформация (коробление) по поверхности диска, что является неизбежным при электрической сварке и термической усадке материалов. Кроме того, высоковольтный электрод сложно использовать в водяной изоляции, наиболее широко применяемой в мощных импульсных устройствах, при сварке диска и охранного электрода из нержавеющей стали происходит в сварочном шве выгорание или разделение легирующих добавок, в результате чего материал шва подвергается в воде коррозии, загрязняя воду и снижая ее импульсную электропрочность. Аналогичное явление происходит и в масле из-за абсорбции маслом паров воды из воздуха. Целью изобретения является уменьшение деформации. Эта цель достигается тем, что в высоковольтном электроде, содержащем основной тонкостенный электрод и установленный по его периметру по меньшей мере один охранный трубчатый электрод, основной электрод выполнен с фаской по его периметру, а охранный электрод с прорезью по длине его трубки с шириной зазора меньше толщины основного электрода на величину, по меньшей мере упругой деформации трубки охранного электрода, который установлен прорезью по фаске на основной электрод и имеет, по меньшей мере, один радиальный или косой разрез трубки. Кроме того, охранный электрод установлен до упора внутренней поверхности его трубки с кромкой по периметру основного электрода. На фиг. 1-3 показаны варианты предложенного высоковольтного электрода, причем на фиг. 1 изображен основной электрод в виде диска с одним охранным трубчатым электродом (ОТЭ) по внешнему периметру диска, на фиг.2 в виде боковой поверхности усеченного конуса с двумя ОТЭ, установленными по периметрам двух оснований конуса, на фиг.3 в виде боковой поверхности цилиндра с одним ОТЭ по торцу. На фиг.1 высоковольтный электрод выполнен из тонкостенного диска 1 с отверстием по центру, по наружному периметру диска выполнена фаска 2, например, под углом 30^о к плоскости диска. ОТЭ 3 выполнен с кольцевой прорезью по внутренней окружности с шириной зазора меньше толщины дискового электрода на величину, по меньшей мере упругой деформации трубки ОТЭ и установлен прорезью по фаске на диск до упора внутренней поверхности трубки с внешним диаметром диска. ОТЭ имеет один косой, например, под углом 45^о к радиусу от центра диска разрез 4 трубки ОТЭ З. Высоковольтный электрод по фиг.2 выполнен из тонкого металлического листа в виде боковой поверхности усеченного конуса, причем по кромке его основания с большим диаметром выполнена фаска 2, например, под углом 30^о к образующей конуса. ОТЭ-3 выполнен с кольцевой прорезью, ширина которой меньше толщины основного электрода по меньшей мере на величину упругой деформации трубки ОТЭ и этот электрод установлен прорезью по фаске до упора его внутренней поверхности с кромкой конуса. ОТЭ имеет один косой разрез 4 трубки ОТЭ 3, например, под углом 45^о к образующей конуса. По кромке основания меньшего диаметра выполнена фаска 5, по которой установлен прорезью второй ОТЭ 6, имеющий тоже один косой разрез трубки. Высоковольтный электрод по фиг. 3 выполнен из тонкого металлического листа в виде цилиндрической поверхности с фаской 2 по одной из торцовых кромок. ОТЭ выполнен с кольцевой прорезью и установлен по фаске 2 до упора его внутренней поверхности с кромкой цилиндра. Трубка ОТЭ 3 имеет один косой разрез 4. Работает высоковольтный электрод по фиг.1 следующим образом. Начиная от косого разреза 4 устанавливается постепенно (по чертежу слева-вверх-направо и т. д. ) по фаске 2 на внешний периметр диска 1 прорезью ОТЭ 3, причем для преодоления силы упругой деформации трубки 3 производится плавная напрессовка ОТЭ первоначально по фаске 2, а затем по параллельным поверхностям диска 1 до упора внутренней поверхности трубки с кромкой по внешнему диаметру диска и до совмещения поверхностей трубки в окрестности косого разреза 4. Так как материалы диска и трубки не подвергаются нагреву при электросварке, то и не возникает термическая усадка материалов с последующим короблением диска. В результате практически исключается деформация высоковольтного основного тонкостенного электрода и обеспечивается большая плоскостность по всей его поверхности. Кроме того, из-за отсутствия сварочных швов не происходит их коррозия и снижение электропрочности масляной и, особенно, водяной изоляции, а диск может быть выполнен из листа меньшей толщины. Высоковольтные электроды по фиг.2 и фиг.3 работают аналогично изложенному для электрода 1. Другие варианты высоковольтного электрода могут отличаться профилем его поверхности, конфигурацией электрода, например, в виде прямоугольника и т.д. Проведены испытания высоковольтных электродов в виде тел вращения, состоящих каждый из диска толщиной 2 мм и установленного по его внешнему диаметру 1900 мм ОТЭ с внутренним и наружным диаметрами трубки соответственно 16 и 20 мм; трубка имела один косой разрез, а в качестве материала электродов использовалась сталь Х18Н10Т. Электроды устанавливались в индукторы линейных индукционных ускорителей и на высоковольтных электродах создавалось относительно заземленных электродов индукторов импульсная разность потенциалов 500 кВ; в качестве изоляции использовалась очищенная деионизованная вода. Результаты испытаний подтвердили преимущества предложенного высоковольтного электрода по сравнению с прототипом. Кроме того, отсутствие деформации и коробления высоковольтных электродов позволило устанавливать их в индукторах практически на одном расстоянии от плоскостей заземленных электродов, что дополнительно повысило электропрочность индукторов и улучшило их формирующие свойства из-за большей симметрии волнового сопротивления. По причине отсутствия деформации существенно уменьшены механические нагрузки и напряжения в элементах, в частности, в разрядниках, фиксирующих положение высоковольтных электродов в индукторах.

Формула изобретения

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРОД, содержащий основной тонкостенный электрод, установленный по его периметру по меньшей мере один охранный трубчатый электрод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения деформации, основной электрод выполнен с фаской по периметру, а охранный электрод - с прорезью по длине его трубки с шириной зазора меньше толщины основного электрода на величину, по меньшей мере упругой деформации трубки охранного электрода, который установлен прорезью по фаске на основной электрод и имеет по меньшей мере один радиальный или косой разрез трубки. 2. Высоковольтный электрод по п.1, отличающийся тем, что охранный электрод установлен до упора внутренней поверхности его трубки с кромкой по периметру основного электрода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3