Устройство для поддержания сильноточного тлеющего разряда в газоразрядной установке

 

Нагрев изделий и проведение технологических операций. Сущность изобретения: устройство содержит датчик температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (51)5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4812071/07 (22) 23.01,90 (46) 07.06.92. Бюл. N 21 (71) Научно-исследовательский институт машиностроения (72) В.А.Васильков (53) 621.365.22(088,8) (56) Патент ФРГ М 1275228, кл. 2.1 Н 16/60, 1979.

Патент Японии N. 55 — 51544, . кл. С 23 С 11/14, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ

СИЛЬНОТОЧНОГО ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА

В ГАЗОРАЗРЯДНОЙ УСТАНОВКЕ (57) Нагрев изделий и проведение технологических операций. Сущность изобретения: устройство содержит датчик температуры (1), блоки сравнения (2, 11), блок задания (3), терморегулятор (4), регулятор тока (5), регулируемый источник постоянного тока (6), датчик давления (10). 1-2 — 4-5-6, 3 — 2, 4 — 11, 1-11, 10 — 11, 11-12 — 6. 3 ил, 1739511

Лзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках, в которых для нагрева изделий и проведения технологического процесса используется сильноточный тлеющий разряд.

Целью изобретения является повышение надежности в работе установки путем исключения перехода тлеющего разряда в дуговой.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для поддержания сильноточного тлеющего разряда; на фиг,2 — внешние вольт-амперн ые характеристики, формируемые регулируемым источником питания постоянного тока при наибольшей (кривые

3, 4) и наименьшей (кривые 1, 2) крутизне его вольт-амперной характеристики, при различных значениях напряжения холостого хода источника; на фиг.3 — вольт-амперные характеристики источника при изменении напряжения холостого хода от нуля до максимального значения и сигналов с датчиков давления и температуры, Устройство для поддержания сильноточного тлеющего разряда (фиг.1) содержит датчик 1 температуры, выход которого соединен с первым входом первого блока 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 3 задания, а выход — через последовательно соединенные терморегулятор 4 и регулятор 5 тока с первым входом регулируемого источника 6 постоянного тока, Первый выход источника 6 предназначен для подключения к катоду 7 установки

8, а второй — к ее аноду 9.

Устройство содержит также датчик 10 давления, выход которого соединен с первым входом второго блока 11, сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика 1 температуры, третий вход — с выходом терморегулятора 4, а выход — через блок регулирования крутизны 12 с вторым входом источника 6.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

В установке 8 между анодом 9 и катодом

7 от регулируемого источника 6 постоянного тока (с внешней вольт-амлерной характеристикой, обеспечиваюшей резкое уменьшение его выходного напряжения при увеличении тока тлеющего разряДа сверх стабил ьного рабочего тока) подается напряжение постоянного тока. Значение тока тлеющего разряда определяется терморегулятором 4 в зависимости от значений входных сигналов блока сравнения.

При отсутствии в установке условий для перехода тлеющего разряда в дуговой, величины токов тлеющего разряда находятся в интервале значений рабочих токов Ip = !1з, 5

Ip = 114, при мало отличающихся во всем диапазоне значениях рабочего напряжения нагрева 0а, 0 з, 0>4 с регулируемым заданным уровнем, зависящим от давления в реакторе и от крутизны вольт-амперной характеристики источника (фиг.2).

В случае возникновения условий для перехода тлеющего разряда в дуговой величина тока разряда лавинообразно возрастает до значения ограничения, определяемого динамическими свойствами источника при одновременном уменьшении напряжения на источнике питания, рабочая точка которого смещается по вольт-амперной характеристике до значения, также определяемого динамическими свойствами источника питания, зависящими от крутизны вольт-амперной характеристики и давления в реакторе.

Уменьшение напряжения тлеющего разряда при переходе его в дуговой обусловлено падающей вольт-амперной характеристикой искрового разряда, предшествующего дуговому. Для процессов нагрева с применением тлеющего разряда существенным является проведение ионной очистки изделий при минимальном давлении и максимальном напряжении 011, при этом ток I<> определяется поверхностью изделий. Нагрев проводы при давлении 1-10 мм рт.ст. и рабочем напряжении, определяемом крутизной внешней вольт-амперной характеристики и током, зависящим от площади поверхностк деталей, давления в реакторе и выходного напряжения холостого хода источника. Учитывая эти два обстоятельства (очистку ионную, собственно нагрев) и то, что переход тлеющего разряда в дуговой может начаться на любом участке внешней вольт-амперной характеристики источника, можно сделать вывод, что она должна быть крутопадающей во всем диапазоне токов и иметь регулируемую крутизну в зависимости от напряжения на первичных зажимах источника и давления в реакторе (для увеличения реакции источника на микродуги при ионной очистке, и увеличения мощности тлеющего разряда при нагреве (за счет уменьшения крутизны вольт-амперной характеристики).

Кривые 1 — 9 (фиг.3) увеличивают свою кру.изну при увеличении напряжения до максимального (кривая 10), обеспечивая максимальный ток lp при напряжении 021 и максимальном давлении. Такой же ток можно получить при напряжении 02<, но при меньшем давлении и меньшей крутизне (кривая 11). Увеличение тока при напряжении 021, равном 022, может быть произведено при максимальном давлении только за

1739511

ff 12 У

Фиг.2 счет изменения крутизны вольт-амперной характеристики (кривые 11 — 13).

Управление крутизной характеристики в зависимости от напряжения на входных зажимах источника питания, сигнала датчи- 5 ка 10 давления и датчика 1 температуры дает возможность усиливать влияние любого параметра на крутизну, обеспечивая равную чувствительность источника к микродугам, а также более гибкую техноло- 10 гию проведения процесса.

Таким образом, источник питания автоматически поддерживает стабильное горение тлеющего разряда, исключая переход его в дуговой при любых условиях в реакто- 15 ре (фиг.3).

При восстановлении нормальных условий для тлеющего разряда рабочая точка источника 6 смещается в область рабочих значений напряжения и тока. Ток короткого 20 замыкания возможен только при механическом замыкании электродов, но не влечет за собой аварии источника питания.

Таким образом, устройство для поддержания сильноточного тлеющего разряда 25 для газоразрядной установки обеспечивает полное отсутствие перехода тлеющего разряда в дуговой и позволяет эа счет этого повысить процент выхода годной продукции и скорость ее изготовления, И 30

Формула изобретения

Устройство для поддержания сильноточного тлеющего разряда в газораэрядной установке, содержащее датчик давления и датчик температуры, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания, а выход через последовательно соединенные терморегулятор и регулятор тока — с первым входом регулируемого источника постоянного тока с крутопадающей внешней вольт-амперной характеристикой, первый выход которого предназначен для соединения с катодом, а второй — с анодом установки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе установки путем исключения перехода тлеющего разряда в дуговой, оно дополнительно содержит второй блок сравнения и блок регулирования крутизны, внешней вольт-амперной характеристики, а регулируемый источник постоянного тока снабжен вторым дополнительным входом, соединенным с выходом блока регулирования крутизны, вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом датчика давления, второй вход — с выходом датчика температуры, а третий вход — с выходом терморегулятора, 1739511

21 22

Фиг.,у

Составитель Е.Ко"арев

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор Н,Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5