有冷卻突緣的電子束發(fā)射器及冷卻電子束發(fā)射器的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子束發(fā)射器，其包括殼體和窗，所述殼體包繞能夠在所述殼體內(nèi)發(fā)射電子的陰極，所述窗使所發(fā)射的所述電子能夠退出所述殼體，其中，所述殼體具有開口，所述開口適于至少部分地接合高電壓連接器組件，所述組件適于將所述陰極連接到電源，所述電子束發(fā)射器還包括：冷卻突緣（50），其圍繞所述開口并具有在入口（56）和出口（58）之間延伸的內(nèi)部通道（54），所述內(nèi)部通道（54）用于接納使所述高電壓連接器組件（30）冷卻的冷卻流體。本發(fā)明還涉及冷卻電子束裝置的方法。
【專利說明】有冷卻突緣的電子束發(fā)射器及冷卻電子束發(fā)射器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子束發(fā)射器。更具體地，本發(fā)明涉及具有冷卻突緣的電子束發(fā)射器，該冷卻突緣用于降低電子束發(fā)射器的溫度。本發(fā)明還涉及冷卻電子束裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子束發(fā)射器已經(jīng)公知有很長(zhǎng)時(shí)間了，并且由于其優(yōu)于其他技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)，不同的應(yīng)用不斷出現(xiàn)。
[0003]在例如液態(tài)食品包裝中，電子束照射已被認(rèn)為是一種用于殺菌目的的有前景的替代方案，涉及過氧化氫的濕法化學(xué)過程一直是用于殺菌目的的傳統(tǒng)的技術(shù)平臺(tái)(platform)。但是電子束發(fā)射器可被用來對(duì)包裝材料進(jìn)行充分的殺菌，從而消除了包裝機(jī)內(nèi)的濕法化學(xué)過程的負(fù)面后果。
[0004]當(dāng)論及電子束發(fā)射器時(shí)，不同的問題需要考慮，其中，過多的熱量是一個(gè)重要的方面。電子束發(fā)射器通常包括包繞電動(dòng)陰極和出射窗的主體，電子束發(fā)射器在啟動(dòng)時(shí)，將提供發(fā)射電子云或發(fā)射電子束。由于電子束發(fā)射器內(nèi)有散射的電子以及高溫電子產(chǎn)生絲狀體，因而在電子束發(fā)射器的主體內(nèi)散逸的熱量會(huì)多并且主體內(nèi)的溫度會(huì)高。
[0005]基于這個(gè)原因，可對(duì)出射窗進(jìn)行外部冷卻，以提高出射窗的穩(wěn)定性以及延長(zhǎng)出射窗的工作壽命時(shí)間。
[0006]然而，還需要降低連接器區(qū)域的溫度，即降低在陰極連接到電源的位置的溫度。這是由于過量的熱量從主體朝向連接器區(qū)域傳遞這樣的事實(shí)。在這個(gè)位置，溫度不應(yīng)超過70°C，優(yōu)選保持在低于50°C，以便使連接器區(qū)域有最佳的性能。為了提供必要的冷卻，需要一種簡(jiǎn)單的、廉價(jià)的冷卻方案。
[0007]因此，需要一種改進(jìn)的電子束發(fā)射器，它能夠使連接器區(qū)域高效冷卻。另外，還需要一種能通過不太復(fù)雜的、更具成本效益的解決方案對(duì)其連接器區(qū)域進(jìn)行冷卻的電子束發(fā)射器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供用于電子束照射的裝置，在該裝置中，上述應(yīng)該考慮的事項(xiàng)被考慮了并得以解決。
[0009]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，一種電子束發(fā)射器包括殼體和窗，所述殼體包繞能夠在所述殼體內(nèi)發(fā)射電子的陰極，所述窗使所發(fā)射的所述電子能夠退出所述殼體。所述殼體具有開口，所述開口適于至少部分地接合高電壓連接器組件，所述組件適于將所述陰極連接到電源。所述電子束發(fā)射器還包括:冷卻突緣，該冷卻突緣圍繞所述開口并具有在入口和出口之間延伸的內(nèi)部通道，所述內(nèi)部通道用于接納使所述高電壓連接器組件冷卻的冷卻流體。
[0010]所述冷卻突緣的所述內(nèi)部通道可以是圓形環(huán)，其有益效果在于所述冷卻突緣可以對(duì)所述電子束發(fā)射器的連接區(qū)域提供改善的冷卻效果。[0011]所述冷卻突緣的橫截面基本上是U形的，從而使所述冷卻突緣的所述內(nèi)部通道被所述殼體的外表面密封。由于所述殼體的壁直接接觸在所述冷卻突緣內(nèi)流動(dòng)的冷卻流體，因此，提供了聞效的冷卻。
[0012]所述冷卻突緣可以包括用于在所述冷卻突緣和所述殼體的所述外表面之間提供流體密封的密封件。因此，冷卻流體的可能的泄漏被阻止了。
[0013]所述入口和所述出口可被布置在所述冷卻突緣的相對(duì)側(cè)上，其有益效果在于冷卻流體能夠從所述入口沿兩個(gè)方向均勻地流到所述出口。
[0014]所述開口可以具有圓形形狀，并且所述冷卻突緣可以具有環(huán)形形狀。因此，在所述冷卻突緣的所述內(nèi)部通道中將不會(huì)有尖角，其有益效果在于所述冷卻流體的流動(dòng)中將不會(huì)有不期望的湍流。
[0015]所述開口可布置在所述殼體的軸向邊緣上，從而有利于將電源安裝和連接到所述電子束發(fā)射器殼體的程序。
[0016]電絕緣體可以在所述殼體和所述陰極之間被布置在所述開口處，其中，所述電絕緣體可以由陶瓷材料制成。
[0017]本發(fā)明還涉及灌裝機(jī)，該灌裝機(jī)能夠提供包封液態(tài)食品的基于紙板的包裝件，該灌裝機(jī)包含如上所述的電子束發(fā)射器。
[0018]本發(fā)明還涉及一種用于冷卻電子束發(fā)射器的方法，所述電子束發(fā)射器包括殼體和窗，所述殼體包繞能夠在所述殼體內(nèi)發(fā)射電子的陰極，所述窗使所發(fā)射的所述電子能夠退出所述殼體。所述殼體具有開口，所述開口適于至少部分地接合高電壓連接器組件，所述組件適于將所述陰極連接到電源。所述方法包括以下步驟:提供冷卻突緣，所述冷卻突緣圍繞所述開口并具有在入口和出口之間延伸的內(nèi)部通道，以及將冷卻流體供應(yīng)至所述入口以用于冷卻所述高電壓連接器組件。
[0019]本發(fā)明還涉及一種用于在灌裝機(jī)中通過電子束發(fā)射器對(duì)基于紙板的包裝材料進(jìn)行殺菌的方法，該方法包括前述方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明，其中:
[0021]圖1是根據(jù)一實(shí)施方式所示出的電子束發(fā)射器的等距視圖；
[0022]圖2是根據(jù)一實(shí)施方式所示出的電子束發(fā)射器的陰極的等距視圖；
[0023]圖3是根據(jù)一實(shí)施方式所示出的電子束發(fā)射器的連接器組件與一部分所述殼體的分解等距剖視圖；
[0024]圖4是圖3所示出的連接器組件和殼體的部分在組裝狀態(tài)下的等距視圖；
[0025]圖5是根據(jù)一實(shí)施方式所示出的冷卻突緣的等距視圖；
[0026]圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式所示出的包含電子束發(fā)射器的灌裝機(jī)的側(cè)視圖。附圖不是按比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參照?qǐng)D1，其示出了電子束發(fā)射器10。電子束發(fā)射器具有在第一端部14和第二端部16之間延伸的殼體12。具有管狀的形狀并形成電子束發(fā)射器10的主體的殼體12設(shè)置有沿殼體12的縱向軸線延伸的電子出射窗18。
[0028]在殼體12的第一端部14具有開口 20，陰極22 (圖2中所示)可通過開口 20插入并與電子出射窗18橫向?qū)R。開口 20適于接合高電壓連接器組件，該連接器組件的電絕緣盤24被插入到開口 20并定位在殼體12的周緣和連接器組件的陽連接器部件26之間。陽連接器部件26其一端連接到陰極22，并且其另一端連接到陰連接器部件38 (圖3中所示)，所述陰連接器部件38連接到電源。絕緣盤24使陰極22電絕緣。
[0029]參照?qǐng)D2，其更詳細(xì)地示出了陰極22和高電壓連接器組件的一些部分。具有環(huán)形形狀的電絕緣材料24圍繞著陽連接器部件26。陰極22在殼體12內(nèi)延伸，并具有與殼體12的出射窗18的長(zhǎng)度相稱的長(zhǎng)度。陰極22包括在本領(lǐng)域中公知的一些組件，例如絲狀體、控制柵等。
[0030]現(xiàn)在參考圖3和圖4，其示出了電子束發(fā)射器的高電壓連接器組件30。連接器組件30被提供至圖1所示的電子束發(fā)射器10的第一端部14并包括形成第一端部14的一些部件。
[0031]陽連接器部件26由電絕緣材料的環(huán)形盤24圍繞，并通過圓形突緣34連接到殼體12的壁32。優(yōu)選地，提供由不銹鋼制成的環(huán)36以將突緣34保持在殼體12上的適當(dāng)位置。事實(shí)上，環(huán)36與在殼體12中的槽68配合以形成突緣34的端部擋塊。環(huán)形盤24優(yōu)選地由陶瓷材料制成，陶瓷材料例如包括A1203。殼體12由不銹鋼制成，但具有優(yōu)選由包括鐵(Fe)、鎳(Ni)和銅(Co)的合金制成的端部70，該合金具有介于陶瓷材料和不銹鋼之間的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0032]陰連接器部件38適于電連接到陽連接器部件26，并且可以包括用于連接到陰極22的不同部分的不同的連接器39a，39b和39c。陰連接器部件38通過電纜(未示出)連接到電源(未示出)。例如，第一連接器39a可提供電壓到絲狀體(未示出)，第二連接器39b可提供電壓到控制柵(未示出)，并且第三連接器39c可提供電壓到陰極主體(未示出)。但是也可以利用不同的連接器配置，以使陰極具有足夠的功能。
[0033]間隔件40被進(jìn)一步設(shè)置在陰連接器部件38與陶瓷盤24之間。
[0034]冷卻突緣50設(shè)置在殼體12的部分70的壁32的外表面上，優(yōu)選與陽連接器部件26和連接器39a、39b、39c的接口以及陶瓷盤24軸向?qū)?zhǔn)。冷卻突緣50具有圓環(huán)形形狀，并且通過兩個(gè)0形環(huán)52a，52b抵靠壁32密封。
[0035]冷卻突緣50具有有角的U形橫截面，以便在冷卻突緣50的內(nèi)壁和殼體12的部分70的壁32之間形成矩形的內(nèi)部通道54。冷卻突緣50還設(shè)置有入口 56和出口 58。入口 56和出口 58優(yōu)選地設(shè)置在冷卻突緣50的相對(duì)側(cè)上，使得冷卻流體(例如水)可以進(jìn)入冷卻突緣50的內(nèi)部通道54，并沿相反的方向朝出口 58流動(dòng)，在出口 58冷卻流體能排出冷卻突緣50。優(yōu)選地，入口 56和出口 58通過閉路循環(huán)系統(tǒng)連接，閉路循環(huán)系統(tǒng)包括例如流體管線、泵、熱交換器等。該循環(huán)系統(tǒng)因此可以遠(yuǎn)離電子束發(fā)射器設(shè)置，并且因此可以形成已有冷卻系統(tǒng)的一部分，具體取決于電子束發(fā)射器的特定的應(yīng)用和實(shí)施。
[0036]冷卻突緣50具有若干接收孔60，接收孔60在內(nèi)部通道54的外部軸向延伸通過冷卻突緣50。接收孔60被配置成接收用于將冷卻突緣50固定到突緣34中的螺紋孔的螺栓62或其他緊固件。陰連接器部件38提供有螺栓66，以將其固定到突緣34中的螺紋孔，并因此也將其固定在殼體12上。陰連接器部件38的螺栓66延伸通過突緣34中的一些孔60，這些孔沒有設(shè)置螺紋。
[0037]參照?qǐng)D5，其更詳細(xì)地示出了冷卻突緣50。在這里，冷卻突緣50具有圓環(huán)形狀，使得其可裝配至電子束發(fā)射器的圓筒形殼體。也可以使用例如矩形等其他形狀，只要冷卻突緣50的內(nèi)尺寸與殼體12的第一端部14的外尺寸相稱。冷卻突緣50可以由各種材料制成，這些材料諸如例如不銹鋼或例如有防腐蝕涂層的鋁。另外，兩個(gè)槽64，65鄰近內(nèi)部通道54設(shè)置，用于接納示于圖3的0形環(huán)52a，52b，從而防止冷卻流體泄漏出來。
[0038]參照?qǐng)D6，其示出了灌裝機(jī)100，灌裝機(jī)100利用了兩個(gè)方向相對(duì)的電子束發(fā)射器110。電子束發(fā)射器110按照已經(jīng)參考圖1至5所描述的內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)造。當(dāng)采用電子束發(fā)射器110在自動(dòng)包裝機(jī)中對(duì)包裝材料進(jìn)行殺菌時(shí)，它們例如可按如在圖6中所示的方式進(jìn)行布置。圖6示出了無菌室112，其中，從儲(chǔ)料卷軸116退繞的包裝材料卷材114通過通道118被輸送到無菌室112。在無菌室112中保持無菌氣氛，并且為了使得受感染的空氣不能通過通道118穿透進(jìn)來，可在無菌室112內(nèi)保持輕微的超壓。使引入無菌室112的卷材114在電子束發(fā)射器110的出射窗120朝向包裝材料卷材114的內(nèi)表面和外表面的情況下通過電子束發(fā)射器110。通過基本上呈S形的X-射線屏蔽件111從環(huán)境屏蔽掉電子束發(fā)射器110。在包裝材料卷材114通過電子束發(fā)射器110時(shí)，卷材114的表面受來自發(fā)射器110的能量富集的電子的電子束的影響，于是卷材的內(nèi)側(cè)和外側(cè)被滅菌。此后，卷材被引導(dǎo)進(jìn)入管狀物成形部分，由此卷材通過彎曲輥122，并形成管狀物，從而，卷材114的縱向邊緣彼此接合并且通過縱向密封裝置124密封。經(jīng)滅菌的包裝材料的管狀物126通過供給導(dǎo)管128填充無菌內(nèi)含物，然后管狀物126被排出無菌室112，并借助密封裝置130通過橫貫管狀物126的縱向方向的反復(fù)橫向密封被分成單個(gè)的包裝容器132。然后，通過在密封區(qū)域的切割可以將形成的包裝單元132分離成單個(gè)的包裝容器，并可通過折疊或其他手段形成為平行六面體包裝件或其他外形的包裝件。
[0039]雖然已經(jīng)描述了特定的實(shí)施方式，但應(yīng)當(dāng)理解，可以在不脫離所附權(quán)利要求中所限定的范圍的情況下，對(duì)所述電子束發(fā)射器進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種電子束發(fā)射器(10，110)，其包括殼體(12)和窗(18)，所述殼體(12)包繞能夠在所述殼體(12)內(nèi)發(fā)射電子的陰極(22)，所述窗(18)使所發(fā)射的所述電子能夠退出所述殼體(12)，其中，所述殼體(12)具有開口(20)，所述開口(20)適于至少部分地接合高電壓連接器組件(30 )，所述組件(30 )適于將所述陰極(22 )連接到電源，所述電子束發(fā)射器還包括: 冷卻突緣(50)，其圍繞所述開口( 20)并具有在入口( 56)和出口( 58)之間延伸的內(nèi)部通道(54 )，所述內(nèi)部通道(54 )用于接納使所述高電壓連接器組件(30 )冷卻的冷卻流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束發(fā)射器，其中，所述冷卻突緣(50)的所述內(nèi)部通道(54)是圓形環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子束發(fā)射器，其中，所述冷卻突緣(50)被布置在所述殼體(12)的外表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電子束發(fā)射器，其中，所述冷卻突緣(50)的橫截面基本上是U形的，從而使所述冷卻突緣(50)的所述內(nèi)部通道(54)被所述殼體(12)的外表面密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子束發(fā)射器，其中，所述冷卻突緣(50)包括用于在所述冷卻突緣(50)和所述殼體(12)的所述外表面之間提供流體密封的密封件(52a，52b)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電子束發(fā)射器，其中，所述入口(56)和所述出口(58)被布置在所述冷卻突緣(50)的相對(duì)側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電子束發(fā)射器，其中，所述開口(20)具有圓形形狀，且其中，所述冷卻突緣(50)具有環(huán)形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電子束發(fā)射器，其中，所述開口(20)布置在所述殼體(12)的軸向邊緣上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電子束發(fā)射器，其中，電絕緣體(24)在所述殼體(12)和所述陰極(22)之間被布置在所述開口(20)處。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子束發(fā)射器，其中，所述電絕緣體(24)由陶瓷材料制成。
11.一種灌裝機(jī)(100)，其能夠提供包封液態(tài)食品的基于紙板的包裝件，該灌裝機(jī)(100)包含根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的電子束發(fā)射器(10，110)。
12.—種用于冷卻電子束發(fā)射器的方法，所述電子束發(fā)射器包括殼體(12)和窗(18),所述殼體(12)包繞能夠在所述殼體(12)內(nèi)發(fā)射電子的陰極(22)，所述窗(18)使所發(fā)射的所述電子能夠退出所述殼體(12)，其中，所述殼體(12)具有開口(20)，所述開口(20)適于至少部分地接合高電壓連接器組件(30 )，所述組件(30 )適于將所述陰極(22 )連接到電源， 所述方法包括以下步驟: 提供冷卻突緣(50 )，所述冷卻突緣(50 )圍繞所述開口( 20 )并具有在入口( 56 )和出口(58)之間延伸的內(nèi)部通道(54)，以及 將冷卻流體供應(yīng)至所述入口(56)用于冷卻所述高電壓連接器組件(30)。
13.一種用于在灌裝機(jī)中通過電子束發(fā)射器對(duì)基于紙板的包裝材料進(jìn)行殺菌的方法，該方法包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法。
【文檔編號(hào)】A61L12/08GK103608889SQ201280029537
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】托妮·瓦貝爾 申請(qǐng)人:利樂拉瓦爾集團(tuán)及財(cái)務(wù)有限公司