Вакуумная установка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Логвин Владимир Александрович Жолобов Александр Алексеевич Логвина Екатерина Владимировна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Вакуумная установка, состоящая из вакуумной камеры, откачного поста, агрегата форвакуумного, блока питания, анода и катода, отличающаяся тем, что площадь торцевой поверхности анода выполнена, по крайней мере, в 1,05 раза меньше площади катода. 2. Вакуумная установка по п. 1, отличающаяся тем, что минимальный наружный размер торцевой поверхности анода, по крайней мере, в 1,06 раза меньше, чем минимальный размер любой составляющей периметра катода. 3. Вакуумная установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на аноде со стороны его торцевой поверхности выполнена выемка глубиной до одного наружного максимального размера торцевой поверхности анода. 4. Вакуумная установка по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительно на выемке выполнены углубления. 5. Вакуумная установка по п. 4, отличающаяся тем, что дополнительно в углубления установлены вставки.(56) 1. Калашников С.Г. Электричество Учебн. пособие для вузов. - М., 1970. - С. 410-414,рис. 349, 350. 2. Установка вакуумная модели ВУ-2 МИ, РУП Сморгонский завод оптического станкостроения, /// - ./. Полезная модель относится к области обработки металлических и неметаллических материалов немеханическими способами, характеризующимися диодным распылением материала в плазме тлеющего разряда и ионным внедрением, и может быть использована для упрочнения изделий из различных материалов. Известна установка, состоящая из вакуумной камеры, откачного поста, агрегата форвакуумного, блока питания, анода и катода 1. Данная установка имеют анод и катод с одинаковыми размерами. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам является вакуумная установка для упрочнения изделий в тлеющем разряде, состоящая из камеры, откачного поста, агрегата форвакуумного, блока питания, анода и катода 2. Данная установка, принятая за прототип, имеет низкий кпд вследствие меньшего соотношения между площадью рабочих поверхностей анода и катода. Задачей данной полезной модели является повышение эффективности работы установки в процессе эксплуатации, повышение ее кпд благодаря оптимальному подбору соотношения площадей торцевых поверхностей анода и катода, а также формы торцевой поверхности анода, сочетающей различные материалы. Указанная задача достигается тем, что вакуумная установка, состоящая из вакуумной камеры, откачного поста, агрегата форвакуумного, блока питания, анода и катода, согласно полезной модели, площадь торцевой поверхности анода выполнена, по крайней мере, в 1,05 раза меньше площади катода. Минимальный наружный размер торцевой поверхности анода, по крайней мере, в 1,06 раза меньше, чем минимальный размер любой составляющей периметра катода. На аноде со стороны его торцевой поверхности выполнена выемка глубиной до одного наружного максимального размера торцевой поверхности анода. Дополнительно на выемке выполнены углубления. Дополнительно в углубления установлены вставки. В предлагаемой установке возникновение и устойчивое горение тлеющего разряда с формированием характерных для него структур осуществляется благодаря оптимальному подбору материала анода и катода и соотношений между площадями торцевой поверхности анода и катода, а также формы торцевой поверхности анода на основе использования эффекта Франка-Рида. При этом оптимальное сочетание различных материалов на торцевой поверхности анода способствует лучшей ионизации межкатодного пространства при меньшем падении потенциала между катодом и анодом, что в свою очередь снижает энергопотребление при работе установки. Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, на которых схематично изображено заявляемое устройство. На фиг. 1 показан разрез заявляемого устройства по оси анод-катод, на фиг. 2-5 - примерные формы торцевой поверхности анода, на фиг. 6-21 примерные формы анода в продольном сечении со вставками. Анод 1 установлен в диэлектрическом стакане 2, закрепленном вверху вакуумной камеры 3 на корпусе 4. На противоположной стороне внизу вакуумной камеры 3 расположен катод 5 на диэлектрическом основании 6, изолирующем катод 5 от корпуса 4. Высоковольтные провода 7 от катода 5 и анода 1 подключены к блоку питания 8 постоянного тока. Торцевая поверхность 12 анода может быть выполнена в виде замкнутого контура с выемкой 13, на которой выполнены углубления 14 и вставлены вставки 15. 2 74912011.08.30 Установка работает следующим образом. Перед началом процесса обработки изделия 9, подлежащие упрочнению, выкладывают на катоде 5 под анодом 1, имеющим торцевую поверхность 12 в виде замкнутого контура, варианты которой приведены на фиг. 2-5, и с выемкой 13, углублениями 14, выполненными, например, как по прямолинейным фиг. 613 поверхностям, так и по криволинейным фиг. 14-21, и вставками 15 из различного материала, например, хрома и/или ванадия, вольфрама и/или циркония, алюминия и/или титана, кобальта и/или молибдена, тантала и/или никеля, и различной формы. Закрывают вакуумную камеру 3 и включают откачной пост 10 для откачки воздуха из вакуумной камеры 3. После создания достаточного разряжения в вакуумной камере 3 включают агрегат форвакуумный 11 для создания необходимого разряжения в вакуумной камере 3 и подают напряжение на катод 5 и анод 1 через высоковольтные провода 7 от блока питания 8 постоянного тока, тем самым зажигают тлеющий разряд с образованием шаровидного облака, короны на торце анода 1. Благодаря оптимальному подбору соотношений между материалами вставок 15 и площадью торцевой поверхности 12 анода 1 и катода 5, а также формы торцевой поверхности 12 анода 1 на основе использования эффекта Франка-Рида фиг. 221 обеспечивается возникновение и устойчивое горение тлеющего разряда с формированием характерных для него структур при меньшем разряжении в вакуумной камере 3 и меньшем катодном падении потенциала, что, в свою очередь, снижает энергопотребление при работе установки. После выдержки изделий под действием тлеющего разряда снимают напряжение с анода 1 и катода 5, подают воздух в вакуумную камеру 3, а затем извлекают изделия 9. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4