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1、辐照交联机的结构和工作原理无锡工艺职业技术学院毕业论文辐照交联机的结构和工作原理电缆（专）072 王龙达摘要电线电缆辐照交联主要是利用加速器产生的电子束照射电线电缆的绝缘层使其 发生交联。辐照交联工艺需要有适当能量、较大功率的电子加速器及合适的束下装 置。辐照交联工艺简单，能在常温，常压的空气中进行交联。交联反应应易于控 制，废品率小，生产效率高。交联过程中不接触湿气或水蒸气，绝缘层中不会残留 水份。在实际生产中，辐照交联聚乙烯电线电缆的经济效益较好，但辐照交联所用 电子加速器一次性投资大。辐照工作人员需要经过严格的培训，对整个设备的构造 和技术要求充分认识后才可以上岗操作。那么辐照交联机的结
2、构是由哪几部分组成, 它们的工作原理又是什么呢,本文分段介绍了辐照交联机主要部件的结构和工作原 理，其中包括电子加速器、电线传动装置、辐照生产线系统。关键词加速器;束下装置;辐照加工1无锡工艺职业技术学院毕业论文AbstractCable radiation crosslinking is mainly produced using electron beam irradiation accelerator wire and cable insulation layer to crosslink.Radiation crosslinking process requires proper en
3、ergy, high power electron accelerators and beam right under the device. Irradiation cross-linking process is simple, in normal temperature and pressure of the air to cross-linking. Crosslinking reaction should be easy to control, the rejection rate is small, high efficiency. Cross-linking process of
4、 no contact with moisture or water vapor, water insulation layer will be left. In actual production, irradiation cross-linked polyethylene wire and cable economic good, but cross-linked by irradiation with electron accelerators in the one-time large investment. Irradiation of staff to go through rig
5、orous training on the equipment, construction and technical requirements before they can fully understand the operational posts. So the structure of radiation cross-line of which several parts? They work then what is it? This section describes the main components of radiation cross-line structure an
6、d principle, including the electron accelerator, cable transmission, radiation production line system.Key wordAccelerator; beam under the device; irradiation processing无锡工艺职业技术学院毕业论文目录 4 二、高电压型电子加速器的基本原理与结构 4、直流高压加速电子的原理 4 12、高电压型电子加速器的基本结构 53、高压发生器 6 4、高压电源 6 5、电子加速系统 6 6、其他系统 7 三、电线传动装 10 1、传动装 10
7、 2、收放线装置 10四、辐照生产线系统. 10 1、辐照加工中的吸收剂量，剂量率 102、辐照工艺及工艺装11 3、辐照加工 11 五、 结论 12 六、参考文献 13 七、谢辞 14无锡工艺职业技术学院毕业论文、八、前言我国的辐照加工技术始于60年代初，从六十年代到七十年代，在这个漫长的 二十多年里，由于受到大环境的影响，辐照加工技术发展缓慢，许多研究成果停留在实验室阶段。进入八十年代，随着科技经济体制改革逐步深入，在社会主义市场经济的推动下，国家原子能工业的重点由军用转向民用，为我国辐射加工技术提供 了一个良好的发展机会。辐照行业中曾经面临的几个问题:1、新产品开发落后于加速器生产线建造
8、规模，影响生产线效益的发挥，使投资单位增加了风险压力。2、 加速器整天技术水平与国外产品存在差距，部分产品性能不够稳定，故障率多，自 动化水平低。3、辐照工艺不成熟，与辐照加工和产品有关的专用装置和技术诀窍，大都属于专利，各国各厂都严加保密，而他们的性能与效率，往往是产品成败 和获得效益大小的决定因素。4、辐照材料供应不稳定，品种少，价格高，尚未建 立全面的产品质量标准。5、辐照加工专业技术人员和技工缺乏。6、辐照加工新产 品市场开拓难度大，用户有漫长的接受过程。而现在，最严重的问题正是缺乏专业 技术人员，这也是我选择这个岗位的原因。本文将逐一介绍辐照交联机主要部件的 结构并分别解析他们的工作
9、原理，从而让大家初步的认识一下这个行业的加工技 术。二、高电压型电子加速器的基本原理与结构 1、直流高压加速电子的原理 带电物体，同性相斥，异性相吸。下面介绍一下直流静电场中电子杯加速的过 程。A和B为中心有圆孔的金属电极片。在A、B上加上直流高压V, AB之间即形 成电场E。设AB之间距离为S,则有电场强度:E=V/S, ?从电子枪发射出来的电子，带有负的单位电荷e,它的初始速度很小。它受到A电极的排斥和B电极的吸引，实际即是受到电场E的作用而产生推力:F=eE, ?4无锡工艺职业技术学院毕业论文已知电子的质量为m,在推力F的作用下，电子有加速度：a=F/m, ?这样加速度a使电子的速度不断
10、增加，也即电子的能量不断增加。在B电极 出口，电子有最大的速度或能量。电子由A到B,电场E对电子所作的功，亦即电 子所获得的能量为:W=FS, ?用？?代入上式即得W=eV此式表示，电子经过高压V加速以后，它的能量即为电子电荷e与高压V的乘 积。它的单位为“电子伏特” eV。所以对于电子来说，有时加速器的高压V也被称 为加速器的能量。电子能量的通用单位为keV和MeV。我们说一台电子加速器的能量为2.5MeV,即加速器的高压V为250万伏特。对于从B电极出来的具有能量为W的电子，它的速度为V=?2eV/m假设被加速出来的电子束流强度为I,则电子束的功率也即这台加速器的输出 功率为P=IV电子束
11、的功率来源于高压电源。被加速的电子打到待辐射的产品，全部的电荷 经过电缆铜芯接地端以及部分散射到地后回到高压电源的正级，在电源内部电子流 再流向负极，通过电子枪的灯丝，完成电子流的整个回路。高压电源的输出功率则 由它的初级提供。实际上电子枪工作和电子流加速都只能再高真空中进行，几百万伏特的超高电 压设备建造更非易事，所以电子加速器的实际结构是相当复杂的。 2、高电压型电 子加速器的基本结构所有高压型电子加速器加速电子的原理和过程都相同。不同名称电子加速器的 主要区别是在于它们的高压电源上。产生高压的原理和方法不同，高压电源结构完 全不同，加速器的名称也就不同。虽然这样，但它们都要产生并维持很高
12、的电压， 从而需要有能使高压发生器电场分布均匀能够承受最高电压的电极系统，这又使它 们的外形趋向一致。高压型电子加速器由大量构件组成。但从所有构件的作用上来区分，它们大致可以分为两大系统。5无锡工艺职业技术学院毕业论文(1) 高压发生器系统。(2) 电子加速系统。由电枪、加速管、聚焦线圈、导向线圈、扫描磁铁、扫描 盒等组成，在各类高压型电子加速器中基本相同。3、高压发生器加速器的高压V由它的高压发生器产生。高压发生器由高气压钢筒、高压电 极、分压环、高压电源、绝缘支柱、高压测量电阻等组成。其中绝缘支柱和分压环 组成一个柱体，高压电源放中间，顶部的半球形高压电极上建立起高压V。这样的 柱体与钢筒
13、之间形成最均匀的电场分布，可以承受最高的电压。加速器高电压的限 制可以有两个方面。一个是从高压电极或分压环向钢筒的径向击穿，另一个是柱体 内部的轴向击穿。4、高压电源高压电源产生高压的原理有很多种，结构上也各部相同。例如主要的有倍压整 流法、绝缘磁芯变压器法和高频耦合整流法等。在电子加速器中采用不同的高压电 源，它们的名称也随之而不同。5、电子加速系统(1) 电子枪加速器上用的电子枪一般有直热式和间热式两种。直热式电子枪由阴极、聚焦 极、阳极三者组成。阴极发射电子，阳极处于正电位把电子流引出来。聚焦极电位 的改变可以改变电子流的形状，使它成为会聚束、平行束或发射束。(2) 加速系统 加速系统的
14、任务是形成一个电场，使电子在电场力的作用下，受到加速而得到所需要的能量。现代工业电子加速器的加速系统绝大多数都采用等梯度加速管。按 结构区分，加速管有两种式样。一种加速管分段较少，加速电极用金属圆筒做成， 每段长可达几十厘米。在圆筒电极内，不存在加速电场，因此电子通过时，没有加 速作用，但在相邻加速电极之间的空隙里有加速电场(因为电极之间有电位差)。电 子在通过这些间隙时，才有加速作用。另一种式样的加速管分段很细，每段只有20到 30 毫米长，使电压分布更为均匀。它的具体结6无锡工艺职业技术学院毕业论文构是采用许多硬玻璃环或瓷质的绝缘环胶接或焊接而成，相邻之间封入加速电 极，这种加速电极的形状
15、一般是平板形，为了避免二次电子的产生，也有采用碟子 形状的。电极的中间有孔道，作为电子通道。电极之间连接着分压电阻，以保证电 场分布均匀。大多数高压型加速器现在采用后一种结构。为了电子能-5-6顺利地在加速管中通过。加速管中必须保持 1010 毫米水银柱的真空度。6、其他系统(1)电子光学系统从电子枪发射出来的电子流一般总是发散的，强流电子束轰击到任何地方都会 吧设备打毁。电子光学系统的任务是使从电子枪发射出来的电子流顺利地通过加速 管和扫描磁铁，变成扫描束，引出钛窗供辐照应用。电子束在电场和磁场中会发生 偏转，如同光线在光学透镜中发生偏转相似。所以可以利用电磁场做成的电子光学 透镜来控制电子束的聚焦、加速、导向和传输。(2)真空系统大气中的气体分子运动时会相互碰撞而使分子丢失能量改变方向。一个分子在 两次碰撞之间所能行进的直线距离称为该分子的自由程，它与气体的密度-3也即气压有关。气体分子的平均自由程入=4.7X10/P式中：入的单位为厘米(cm)P的单位为毫米汞柱(mmHg)-1 当压力 P 很低时，如 P=10mmHg 以下时我们称它为真空度。假若加速器中从电子枪到钛膜之间的距离为 7 米，希望电子在这行程中不发生碰撞，则要求真空度为3
