Elektrónolúčový kanón pre prácu vo vákuu

(22) Dátum podania prihlášky 16. 5. 2013(32) Dátum podania prioritnej prihlášky(33) Krajina alebo regionálna organizácia priority(43) Dátum zverejnenia prihlášky 2. 7. 2014 Vestník UPV SR č. 07/2014ÚRAD V úžitkového vzoru 4. 12. 2014 PRIEMYSELNEHO Vestník UPV SR č. 12/2014 VLASTNICTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenie SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 14. 10. 2014(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(54) Názov Elektrónolúčový kanón pre prácu vo vákuu(57) Anotácia Teleso kanóna (l) s rozdelením na priestory anódy (5) a katódy (4) čerpané na dve úrovne vákua, s jednoúčelovým riešením jeho vnútomého príslušenstva, integrácia s vývevou (9) a systém prírubového spojenia (10) s polohovacím systémom vytvárajú podmienky na prácu kanóna(1) vo vákuu pri zmene polohy v osiach X, Y, Z.Technické riešenia sa týka koncepcie kanóna pre elektrónolúčový zvárací a navárací proces, pričom kanón je uložený vo vákuovom priestore. VUmiestnenie kanóna vo vnútomom priestore vákuovej komory, V ktorej je pripravený dielec alebo sústava dielcov určených na zváranie alebo ine tepelné spracovanie, vytvára podmienky na realizáciu technologických úkonov po priamke alebo podľa trajektórie na tvarovo a veľkostne rôznych dielcoch.Elektrónolúčové technológie patria medzi progresívne technológie využívajúce pôsobenie koncentrovanej energie na opracovávaný materiál. Tvorba elektrónového lúča využíva schopnosť termokatódy, ktorá pomocou tepelného pôsobenia môže emitovať elektróny. Prechodom cez wehneltov valec získavajú elektróny kinetickú energiu V žiadanom smere pohybu a po prechode cez anódu a fokusačnú sústavu je koncentrácia zväzku elektrónov a ich energia dostatočná na to, aby po dopade na opracovávaný materiál spôsobili jeho natavovanie, ktoré je potrebné pre zvárací alebo navárací proces, resp. na tepelnú úpravu povrchu.Koncepcia elektrónovolúčových výkonných uzlov - kanónov využíva lineáme rozmiestnenie emitačných,urýchľovacich a fokusačných elementov v jednej osi postupne za sebou v spoločnom telese, ktorého hlavný priestor je vákuovaný na hodnoty okolo 4 x 104 Pa. Opracovávaný materiál je umiestnený v komore, vákuovanej na hodnoty okolo 1 x 104 Pa. Komora vytvára podmienky na prechod zväzku elektrónov a jeho pôsobenie na opracovávaný materiál bez straty energie. Všeobecne sa používajú kanóny, umiestnené mimo vákuovej komory, a po dosiahnutí požadovaných parametrov vákua je otvorením oddeľovacieho ventila prepoj ený s priestorom vákuovej komory. Kanón je umiestnený v stacionámej polohe, s vertikálne alebo horizontálne vyžarovaným lúčom vo vonkajšom priestore mimo vákuovej komory.Riešenie vychádza z potreby priestorového pohybu kanóna v takom rozsahu pohybov, ktoré prevyšujú možnosti elektricky vychyľovaného lúča, smerovaného na opracovávaný materiál.Experimentálne je overená nová koncepcia elektrónolúčového kanóna, ktorá zachováva základnú výbavu procesných elementov, princíp ich činnosti, ale riešenie funkčných zón kanóna vytvára podmienky na priestorové pohyby kanóna priamo vo vákuu. Tvarová koncepcia telesa, upevnenie pomocných podsystémov a VN kábla vytvárajú podmienky na použitie kanóna v polohe s horizontálnym alebo vertikálnym smerovaním lúča, s aplikáciou zmien jeho polohy vo vákuovej komore.Podstatou technického riešenia je také tvarové a vnútome usporiadanie telesa kanóna, že hlbokovákuovaný hlavný priestor, v ktorom je umiestnená anóda, je tesná a spoločne vákuovaná na hlboké vákuum vlastnou turbomolekulámou vývevou. Prepojenie priestoru kanóna s priestorom vákuovej komory zabezpečuje hydraulicky ovládaný guľový ventil.Konštrukčná riešenie strednej časti telesa kanóna je prispôsobené na prirubové napojenie vývevy spolu s jej riadiacou jednotkou a prírubovú montáž kanóna na polohovací systém. V homej častí telesa kanóna, ktorý je plnený olejom, je montovaná výbava katódového uzla a prírubového napojenia VN kábla. Na veku telesa je montovaný chladič.- K strednej časti telesa kanóna je upevnený chladič anódového uzla. Na dne telesa kanóna je centricky montované otvorené teleso držiaka fokusačných a vychyľovacích elementov, ktorého priestor je vákuovaný spoločne s vákuovou komorou.Na obrázku č. 1 a obrázku č. 2 je znázomená koncepcia riešenia elektrónolúčového kanóna pre prácu vo válcuu. Príklady uskutočneniaHlavnou myšlienkou charakterizujúcou možnosti použitia opísaného elektrónolúčového kanóna 1 je jeho koncepcia, výbava a univerzálnosť riešenia na aplikáciu s horizontálnym alebo vertikálnym smerom vyžaro vania lúča, pričom kanón l je možné polohovať V osiach X, Y, Z priamo vo vákuovej komore. Riešenie je určené na zváracie operácie, naváranie prídavného materiálu alebo iné tepelné úpravy povrchu opracovanýchdielcov pohybom kanóna l uloženého vo vákuu a priestorovo meniť pôsobenie elektrónového lúča na dielce umiestnené Stacionárne alebo na rotačnom polohovadle vo vákuovej komore.Teleso kanóna l pozostáva z nadstavby, určenej na montáž katódového uzla a napojenia VN kábla, v strednej časti g je uložená anóda, ku dnu telesa je montované otvorené teleso § držiaka fokusačných a vychyľovacích elementov, na veku telesa kanóna lje chladič i katódového uzla, na stene strednej časti z je chladič anódy Q, prepojenie priestorov telesa kanóna 1 zabezpečuje hydraulický ovládaný ventil Q, prírubový spoj 1 slúži na napojenie turbomolekulámej vývevy 2 a cez prírubu m sa upevňuje elektrónolúčový kanón l v horizontálnej alebo vertikálnej polohe.1. Elektrónolúčový kanón pre prácu vo vákuu, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že koncepcia funkčných zón telesa kanóna (l) vytvára podmienky na priestorové pohyby kanóna (1), pričom výveva (8), hydraulicky ovládaný ventil (6) a chladenie anódy (5) sú priamo pripojené k strednej časti (2) kanóna (1), otvorené teleso (3) držiaka fokusačných a vychyľovacích elementov V spodnej časti kanóna (l) a teleso elektrónolúčového kanóna (l) sú pomocou príruby (10) montovateľné priamo do vákuovej komory.2. Elektrónolúčový kanón pre prácu vo vákuu podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že stredná časť (2) kanóna (l) je určená na vákuum do 4 x 104 Pa, priestor telesa (3) držiaka fokusačných a vychyľovacích elementov je určený na vákuum 1 x 104 Pa, pričom na prepojenie priestorov slúži hydraulícky ovládaný guľový ventil (6).3. Elektrónolúčový kanón pre prácu vo vákuu podľa nároku l a 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m ,že chladič katódového uzla (4) a chladenie anódy (5) sú napojiteľné na vonkajšie chladenie pre každú pracovnú polohu elektrónolúčového kanóna (l).4. Elektrónolúčový kanón pre prácu vo vákuu podľa nároku 1, 2 a 3, v y z n a č. u j ú c i s a t ý m ,že teleso kanóna (l) je v strednej časti (2) vybavené uniñkovanou prírubou (10) na montáž kanóna (l) k 2 D alebo 3 D polohovaciemu mechanizmu na zabezpečenie pohybov kanóna (1) vo vákuu.