Опорная изолирующая колонна ускорителя прямого действия

»

Союз Советских

Социалистииескик

Республик

<щ64681 5

О П И C "А -Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к,авт. сеид-ву— (22) Заявлено 110577 (21)2486539/18-25 (51) М. Ил.

Н 05 Н 5/00 с присоединением заявки М—

Гоеуфвретоеииый иоиитет

СССР но ямам изобретений и открытий (23) Приоритет —

Опубликовамо 30.11.80, бюллетень М 44 (Я) У4) 621 ° 384. .6 (088. 8) Дата опубликования описания 30.11фО (72) Авторы мзобретения .

К.A.Ðåýâûõ и В.A.Ðîìàíîâ (71) Заявитель (54) ОПОРНАЯ ИЗОЛИРУЮЩАЯ КОЛОННА УСКОРИТЕЛЯ

ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к высоковольтной и ускорительной технике, а именно к ускорителям прямого действия, работающим на воздухе илн в специальной изолирующей среде. 5

В известных конструкциях изолирующих опорных колонн ускорителей прямого действия повышение электричес: кой прочности обеспечивается секционированием колонны по длине и экрани- 16 ровкой внутренней структуры .ее посредством ряда эквипотенциальных элект родов, образующих наружную поверхность колонны и имеющих в поперечном сечении круг Я .

Для типичных размеров и потенциалов опорной колонны Слабым местом в, изоляции является поперечная {радиальная) изоляция между колонной и стенками помещения или баком. Пробой 2О этого про: ежутка нередко ограничивает максимальное рабочее напряжение, выдерживаемое внешней изолирующей средой, и является причиной недостаточно надежной работы ускорителей. 25

Известна также более близкая конструкция секционированной опорной изолирующей колонны, вдоль которой распределен рабочий потенциал ускорителя, наружную поверхность колон- 39 ны образуют эквипотенциальные экранирующие электроды овального поперечного сечения 21 .

Однако подобное исполнение экранирующих электродов делает возможным упрочнение опорной колонны не более, чем на 10-15% ° Кроме того, описанные конструкции имеют недостаточную электрическую прочность опорной колонны, что снижает максимальное рабочее напряжение и надежность работы ускорителя.

Целью изобретения является повышение электрической прочности опорной колонны, получение более высокого рабочего напряжения ускорителя и увеличение надежности его работы.

Указанная цель достигается тем, ;что электроды, образующие наружную поверхность опорной колонны, имеют в поперечном сечений овал, большая ось которого повернута вокруг центра сечения на некоторый угол, больший 0, относительно общей касательной к наружной поверхности опорной колонны так, что острая вершина овала, обращенная к концу опорной колонны с более высоким потенциалом, направлена наружу, а противоположная вршина овала направлена внутрь

646815,, опорной колонны, причем отношение наибольшего и наименьшего размеров овала превышает 1.

Оптимальное соотношение размеров овала и оптимальный угол поворота зависят от конкретного исполнения опорной колонны. Использование наружных экранирующих электродов с овальным сечением, повернутым на некоторый угол, приводит к тому, что часть наружного экранирующего электрода с большой кривизной. поверхности, обращенная к концу опорной колонны с более высокий потенциалом, располагается в области, где продольная составляющая напряженности поля вычитает ся из пбперечной составляющей. Противоположная,часть экранирующего электрода с большой кривизной поверхности помещается в область поля, ослабленного соседним экранирующим электродом опорной колонны. Таким образом, принципиальное отличие предлагаемого устройства от известных конструкций состоит в том, что экранирующее действие наружных электродов опорной колонны распространяется также и на область самих этих электродов, на которой в известных конструкциях имеет место максимум напряженности поля

Пример. С помощью расчетов на ЭВМ был проведен расчет поля выпускаемого промышленностью электростатического ускорителя ЭГ-2,5 для опорной колонны, экранированной электродами круглого поперечного сечения.

По той же программе сделан выбор OIIтимального исполнения опорной колонны ускорителя ЭГ-2,5, причем размеры бака, кондуктора, шаг между секциями колонны и внутренний размер наружного экранирующего электрода не изменялись, потенциал кондуктора принят равным 2,5 МВ (см.фиг.1-4).

Распределение напряженности поля на экранирующих наружных электродах 1 опорной колонны и вдоль поверхности кондуктора 2 для электродов круглого сечения диаметром 26 мм представлено на фиг.1, для электродов эллиптического сечения размером 42х12 мм — на фиг. 2, 3 и размерами. 40х12 мм— на фиг. 4 при углах поворота 30, 20 и 15 и отношении большой и малой осей эллипса около 3,5. В результате поворота овального поперечного сечения напряженность поля у наружной поверхности колонны заметно снижается, например для угла 20 по сравнению с круглым поперечным сечением

5 !

О

"водящего к наибольшим внутренним перенапряжениям на элементах опорной

; колонны и ускорительной трубки.

Формула изобретения

2$

3$

4$

$0

5$ на 61%. В этом случае наибольшее рабочее напряжение ускорителя может быть увеличено примерно на 20% и существенно повышается надежность

его работы.

Таким образом, предлагаемое устройство увеличивает электрическую прочность опорной колонны, что в ряде ускорителей прямого действия позволяет получить более высокое рабочее напряжение и обеспечивает проведение более широкого класса экспериментов, ранее не доступных. Одновременно при тех же размерах установки повышается надежность работы, особенно для самых высокоэнергетичных ускорителей, так как устройство снижает вероятность пробоя промежут-. ка опорная колонна - стенка бака, IIpHI

ОПорная изолирующая колонна ускорителя прямого действия с распределением вдоль нее рабочим потенциалом ускорителя, наружную поверхность которой образуют эквипотенциальные экранирующие электроды овального поперечного сечения, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения электрической прочности опорной колонны, получения более высокого рабочего напряжения ускорителя и увеличения надежности его работы, электроды, образующие наружную поверхность опорной колонны, имеют в поперечном сечении овал, большая ось которого повернута вокруг центра сечения на некоторый угол, больший 0 относительно общей касательной к наружной поверхности опорной колонны так, что острая вершина овала, обращенная к концу опорной колонны с более высоким потенциалом, направ-. лена наружу, а противоположная вершина овала направлена внутрь опорной колонны, причем отношение наибольшего и наименьшего размеров овала превышает 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3424925,кл.310-5, опублик. 1969.

2. Proceedings of the Internaй!опа1 Conference .on the Technology

of Еlectrostatiс Ассеlerators, Darsbury, 1973, р. 91,--197.

646815

Е мЮ/м

МФ/м

Уиг. 1 иа.2

Е мЮ/ю

И/м ого Риг. 4

Составитель Е.Медведев

Техред E,ðàâðöä,ðùê Корректор М. Демчик Риг. У

Редактор Е.Месропова

Заказ 9215/72 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауваская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная; 4,ФФ

037

О3О

I агг