2. Описание и обоснование выбранной конструкции
На рисунке 1 представлены два изометрических вида разработанного разрядного устройства. В данной работе модернизации подвергся только катодный блок планарного магнетрона. Он содержит из следующих функциональных узлов: катод, магнитная система, система регулировки магнитного поля, система охлаждения.
Катод (1), выполнен в виде цилиндрической емкости, в которую подается охлаждающая жидкость – вода. Катод крепится к изолирующей керамической трубке (2). Герметичность соединения катода и керамической втулки обеспечивается при помощи вакуумного герметика ВГО-1. Для обеспечения простоты сборки устройства катод выполнен в виде разборной конструкции. В качестве материала катода выбрана латунь. Этот сплав не влияет на магнитное поле и имеет высокую теплопроводность. Толщина катода рассчитана исходя из требований технического задания (см. пункт 5.1) и составляет 5 мм.
Керамическая изолирующая трубка (2), обеспечивающая изоляцию катода от вакуумной манеры, вставляется в вакуумный фланец (3) и уплотняется резиновым кольцом (4), предварительно деформированным с помощью нажимной втулки (5). Выбор материала для изолятора обусловлен тем, что керамика обладает высокими диэлектрическими характеристиками, и низким газовыделением при нагреве. Соединение фланца и вакуумной камеры имеет резиновое уплотнение (6) с кольцевой прямоугольной канавкой.
Магнитная система расположена внутри катода и состоит из двух кольцевых магнитов (7) (материал: SmCo26) обладающих индукцией на поверхности 10500 Гс, а также магнитопровода (8) (материал: магнитная сталь). Конструкция магнитной системы
выбрана согласно пункту I.1 технического задания. Изменения, внесенные в первоначальную конструкцию, не влияют на форму магнитного поля. Материал магнитов(SmCo26) выбран исходя из условия стойкости к коррозии в водной среде.
Магнитная система крепиться на штоке (9), который представляет собой латунную трубу заглушенную с одной стороны. Он используется для перемещения магнитной системы и для подачи воды в систему.
Исходя из требований электрической безопасности и удобства монтажа/демонтажа устройства была разработана конструкция съемного изолятора (10). Он состоит из цилиндрического вала, который соосно крепиться к штоку. Второй конец вала соединяется с устройством, передающим ему поступательное движение, для перемещения магнитной системы. Устройство для передачи поступательного движения уже используется на экспериментальном стенде “Пинч”, поэтому не было необходимости в его разработке. Длина изолятора выбрана исходя из пункта I.1 технического задания.
Для обеспечения герметичности устройства при поступательном движении штока был сконструирован ввод движения, выполненный с использованием самосмазывающегося уплотнения. Для компенсации износа уплотняющей фторопластовой втулки (11) и обеспечения ее плотного контакта с подвижным полированным штоком (9) используются упругие свойства резиновых колец (12), предварительно деформированных с помощью нажимной гайки (13) и втулки (14). Выбор материала для штока обусловлен тем, что латунь хорошо поддается полировке.
В соответствии с пунктом II.3 технического задания, для подключения катода к источнику напряжения используется 9 аксиально-симметрично расположенных электрических контактов. Контактами являются болты (15), которые в то же время используются для сборки катода.
В целях обеспечения электрической безопасности и правильного функционирования устройства для соединения водопроводных и сливных труб с системой охлаждения катода используется электрическая развязка, представляющая из себя два резиновых шланга длиной 3 м. Расчет длины представлен в пункте 5.2. Соединение шлангов с катодом и штоком осуществляется при помощи штуцеров (16) [2].
К катоду, при помощи прижимного кольца (17) крепиться катодная накладка (18).
