專利名稱：磁控管內(nèi)的均壓環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁控管，尤其是關(guān)于安置在磁控管內(nèi)的均壓環(huán)。
參見附

圖1，圖中的一個普通的磁控管具有一個圓筒狀陽極部件11，陽極葉片12沿著徑向安裝在所述的陽極部件11的內(nèi)壁上，帶有一個均壓環(huán)13的諧振腔(圖中未示出)交替穿過兩個位于所述的陽極葉片上的孔12a和12b與陽極葉片12相互連接，陰極15位于磁控管的中心，磁控管的螺旋燈絲14用作所述陰極15，天線16安裝在所述的陽極葉片12之一上，多個冷卻片17安置在所述陽極部件的外圓周表面上，磁軛18a和18b分別構(gòu)成上和下板件，用于保護(hù)冷卻片和將外部空氣引入冷卻片17內(nèi)，N-S極永久磁鐵安置在陽極部件11的頂部和底部上，用于形成靜止的磁場，還有一個濾波器盒20。
下面說明普通的磁控管的操作。
通過加熱燈絲14發(fā)射的電子受到在陰極和諧振腔之間產(chǎn)生的靜電場力的作用，所述靜磁場是由永久磁鐵19產(chǎn)生的，其方向是沿著諧振腔的上和下方向，當(dāng)電子與在陽極葉片12之間已經(jīng)產(chǎn)生的高頻電場相互作用時，在陰極和諧振腔之間的工作空間內(nèi)逐漸形成一個圓滾線式磁運(yùn)動曲線，當(dāng)電子能量的大部分轉(zhuǎn)換成高頻能量期間，磁力線逐漸移向所述諧振腔。高頻能量在諧振腔(圖中未示出)內(nèi)被累積和通過天線16向磁控管之外發(fā)射。換句話說，積聚的電子能量在諧振腔內(nèi)被轉(zhuǎn)換成熱能，在陽極葉片12處產(chǎn)生的熱能通過多個冷卻片17冷卻，冷卻片17安置在所述陽極部件11的外圓周表面上，從而防止了由于過熱引起的磁控管的性能惡化。
下面將根據(jù)如前所述的普通磁控管說明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)磁控管的第一實例。
參見圖2A和2B，相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)磁控管的第一實例帶有兩個不銹鋼的環(huán)形的均壓環(huán)13和多個陽極葉片12，其中每一個陽極葉片上帶有兩個孔12a和12b，它們開在中央部位的上和下部，允許均壓環(huán)13從孔中穿過，圖中的兩個均壓環(huán)將稱為第一均壓環(huán)13a和第二均壓環(huán)13b，而在一組陽極葉片12的各個陽極葉片上的兩個孔12a和12b，其中較小的一個稱為第一孔12a，其中較大的一個稱為第二孔12b，對它們將在后面加以說明。根據(jù)多個陽極葉片12的排列順序，第一均壓環(huán)13a穿過位于奇數(shù)陽極葉片12上的第一孔12a，并與其相接觸，接著該均壓環(huán)穿過位于偶數(shù)陽極葉片上的第二孔12b，但是并不與其相接觸，從而以固定的間隔連接多個陽極葉片12。根據(jù)多個陽極葉片12的排列順序，第二均壓環(huán)13b穿過位于偶數(shù)陽極葉片12上的第一孔12a，并與其相接觸，接著該均壓環(huán)穿過位于奇數(shù)陽極葉片上的第二孔12b，但是并不與其相接觸，從而以固定的間隔連接多個陽極葉片12。第一和第二均壓環(huán)13a和13b分別交替連接到奇數(shù)和偶數(shù)陽極葉片上，于是在相鄰的陽極葉片12之間形成不同的極性，形成靜電場。
可是，相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)磁控管具有以下問題。
相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)磁控管的不銹鋼均壓環(huán)13(以下稱為中央式均壓環(huán))的功率大于1.7KW，需要將其以固定間隔逐個穿過陽極葉片，其結(jié)果是制造損耗大，生產(chǎn)率低。中央式陽極葉片13必須進(jìn)行切割，以便能夠插入位于所述陽極葉片13上的孔12a和12b中，并且在插入之后將切割末端焊合在一起，為了具有良好的外觀，可以在陽極葉片12上的第一孔12a處進(jìn)行焊接，或?qū)蓚€切割末端焊接成如同其原始狀態(tài)，這樣導(dǎo)致制造上的不方便和工藝復(fù)雜。為此需要一種簡單的制造均壓環(huán)的方法，它能夠解決如前所述的制造問題，改善和提高了生產(chǎn)率，同時能夠保持與相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)相同的均壓環(huán)和磁控管的特性。
圖3A和3B是相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)磁控管的第二個實例，該磁控管是1KW微波爐用磁控管，這個相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)磁控管的第二個實例包括一對兩個構(gòu)成均壓環(huán)22的環(huán)，它們具有不同的無氧銅直徑(大直徑均壓環(huán)稱為“外均壓環(huán)22b”，小直徑均壓環(huán)稱為“內(nèi)均壓環(huán)22a”)(以下稱為“切邊式內(nèi)和外均壓環(huán)”)，和多個陽極葉片21，每個陽極葉片的上部和底部具有一個缺口，它們在多個陽極葉片的上部和底部形成環(huán)形槽，使每隔一個的陽極葉片與所述的外均壓環(huán)22b和內(nèi)均壓環(huán)22a中之一相互接觸，從而感應(yīng)出一個靜電場，這將在后面詳細(xì)說明。形成在奇數(shù)陽極葉片21上的缺口和在偶數(shù)陽極葉片21上的缺口的形狀不同(第一缺口陽極葉片21a和第二缺口形狀21b)，因此相應(yīng)于頂部的側(cè)缺口槽，奇數(shù)陽極葉片21的第一缺口形狀21a不會與內(nèi)均壓環(huán)22a相互接觸，但是它是與外均壓環(huán)22b相互接觸的。并且，偶數(shù)陽極葉片21的第二缺口形狀21b是與內(nèi)均壓環(huán)22a相互接觸的，但是它不會與外均壓環(huán)22b相互接觸。在底部的缺口形狀是與頂部側(cè)缺口的形狀恰好相反，于是內(nèi)均壓環(huán)和外均壓環(huán)與奇數(shù)陽極葉片和偶數(shù)陽極葉片的接觸方式正好相反。所述的第二個現(xiàn)有技術(shù)實例與磁控管的第一個現(xiàn)有技術(shù)實例要求不同，其中的均壓環(huán)既不需要將均壓環(huán)切割，也無需將均壓環(huán)插入陽極葉片的孔中，因此能夠在制造過程中具有高生產(chǎn)率和方便性。
可是，如果在第二個現(xiàn)有技術(shù)實例的磁控管上施加高電壓，要求輸出大于1.7KW的高功率，則會帶來以下問題。也就是說，由于磁控管一般具有70％的效率，其余30％由于發(fā)熱而散失浪費(fèi)掉，于是磁控管的功率越高，在陽極上的熱損耗越大，其后果是導(dǎo)致高功率磁控管的熱穩(wěn)定性差，尤其是諧振腔受到極大的熱應(yīng)力，其中最嚴(yán)重的部件是切邊式內(nèi)和外均壓環(huán)，由于內(nèi)和外均壓環(huán)22僅靠著由陰極發(fā)射的熱電子，因此它們直接受到熱電子的圓滾線式運(yùn)動的影響，而且它們是由無氧銅形成。
盡管無氧銅由于其具有良好的熱傳導(dǎo)性而被廣泛應(yīng)用，但是這種材料容易變形，并且強(qiáng)度較弱，如果這種材料受到較高的熱應(yīng)力作用，材料會發(fā)生變形，切邊式內(nèi)和外均壓環(huán)22則會由于延長使用發(fā)生疲勞而斷裂。換句話說，盡管由無氧銅制成的均壓環(huán)22用在一般功率范圍的微波爐磁控管上能夠保證在預(yù)期壽命內(nèi)可靠工作，但是不可能在具有超過1.7KW平均高頻功率的磁控管上應(yīng)用無氧銅制成的內(nèi)和外均壓環(huán)22。
于是，本發(fā)明的目的是提供一種基本上克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足中一個或多個問題的磁控管。
本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將在下面繼續(xù)說明，根據(jù)對本發(fā)明的進(jìn)一步說明或者通過實踐本發(fā)明的方案，將會更加清楚和理解本發(fā)明主題。通過下面說明書和權(quán)利要求書以及附圖關(guān)于本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)的描述，還可以得知本發(fā)明的目的和其他技術(shù)優(yōu)越性。
為了得到本發(fā)明希望獲得的目的和各種良好效果，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，所述磁控管包括多個陽極葉片，其中每一個陽極葉片具有在其底部和頂部形狀不同的缺口，各個由銅制成環(huán)狀的外均壓環(huán)分別與每隔一個的陽極葉片底部和頂部上形成的缺口相互接觸，從而連接各陽極葉片，在陽極葉片上形成一個靜電場，還包括環(huán)狀的內(nèi)均壓環(huán)，內(nèi)均壓環(huán)的材料的熱阻值要高于銅制成的陽極葉片的熱阻值，其熱膨脹系數(shù)與陽極葉片相一致，各個內(nèi)均壓環(huán)分別與每隔一個的陽極葉片底部和頂部上形成的缺口相互接觸，但是這種接觸不同于外均壓環(huán)與陽極葉片缺口的接觸方式，外均壓環(huán)與在內(nèi)側(cè)的外均壓環(huán)不是同心接觸的，從而防止均壓環(huán)發(fā)生變形和斷裂，保證均壓環(huán)能夠使用在較高功率的磁控管上。
應(yīng)當(dāng)說明的是，前面的一般介紹和下面結(jié)合實施例和附圖的詳細(xì)說明及所附的權(quán)利要求書都有助于理解本發(fā)明。
附圖的作用是與說明書協(xié)同有助于更好地理解本發(fā)明的實質(zhì)，附圖中給出了本發(fā)明的實施例形式，它與說明書一起共同說明本發(fā)明的原理。
這些附圖是圖1是說明相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第一實例的剖面圖；圖2A是展示出插入陽極葉片的中央型均壓環(huán)的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第一實例的透視圖；圖2B是如圖2A所示的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第一實例的主要部分視圖；圖3A是展示出嵌入陽極葉片上的切邊型均壓環(huán)的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第二實例的透視圖；圖3B是如圖3A所示的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第二實例的主要部分視圖；圖4是一個比較曲線，表示將當(dāng)高電壓施加到相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)第一實例磁控管上時均壓環(huán)的熱穩(wěn)定性，和當(dāng)高電壓施加到相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)第二實例磁控管上時均壓環(huán)的熱穩(wěn)定性，及與在超過1.7KW平均高頻功率的磁控管上應(yīng)用本發(fā)明均壓環(huán)時的熱穩(wěn)定性三種情況進(jìn)行比較的結(jié)果。
現(xiàn)在參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在介紹本發(fā)明時，與現(xiàn)有技術(shù)相同的部件將冠以相同的名稱和符號，有關(guān)的解釋也予以省略。
在圖3A和3B中，展示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例制成的磁控管結(jié)構(gòu)，包括多個陽極葉片21，其中每一個陽極葉片具有在其底部和頂部相互不同的缺口21a和21b，各個由銅制成環(huán)狀的外均壓環(huán)22b分別與每隔一個的陽極葉片21底部和頂部上形成的缺口相互接觸，從而連接各陽極葉片，在陽極葉片21上形成一個靜電場，還包括環(huán)狀的內(nèi)均壓環(huán)22a，形成內(nèi)均壓環(huán)的材料的熱阻值要高于銅制成的陽極葉片的熱阻值，并且其熱膨脹系數(shù)與陽極葉片相一致，各個內(nèi)均壓環(huán)分別與每隔一個的陽極葉片21底部和頂部上形成的缺口相互接觸，但是這種接觸方式不同于外均壓環(huán)22b與陽極葉片缺口的接觸方式，所述外均壓環(huán)22b與在內(nèi)側(cè)的外均壓環(huán)22b不是同心接觸。建議外均壓環(huán)22b由無氧銅制成，內(nèi)均壓環(huán)22a由不銹鋼制成。
下面將結(jié)合圖4進(jìn)一步說明本發(fā)明的磁控管。圖4是一個比較曲線，表示將當(dāng)高電壓施加到相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)第一實例磁控管上時均壓環(huán)的熱穩(wěn)定性，和當(dāng)高電壓施加到相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)第二實例磁控管上時均壓環(huán)的熱穩(wěn)定性，及與在超過1.7KW平均高頻功率的磁控管上應(yīng)用本發(fā)明均壓環(huán)時的熱穩(wěn)定性三種情況進(jìn)行比較的結(jié)果。其中，‘A’表示不銹鋼制成的中央型均壓環(huán)13，相應(yīng)于圖2A中相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)第一實例磁控管上的上均壓環(huán)13a和下均壓環(huán)13b，‘B’表示本發(fā)明的切邊式均壓環(huán)，包括一個不銹鋼的內(nèi)均壓環(huán)22a和一個無氧銅的外均壓環(huán)22b，‘C’表示相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)第二實例的切邊式均壓環(huán)，包括無氧銅的內(nèi)和外均壓環(huán)22a和22b，‘A’，‘B’和‘C’分別是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的對比實驗值，如果越接近于一，說明均壓環(huán)就越穩(wěn)定。
在圖4中，盡管‘A’的值接近于一，但是如上關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)第一實例的討論所述，該系統(tǒng)很難安裝，因此難以應(yīng)用?！瓸’的值最靠近‘A’，‘B’不僅具有較高的可靠性，而且容易安裝，因此方便使用，這是因為‘B’具有相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第二實例的結(jié)構(gòu)，然而‘C’的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性明顯不如‘A’和‘B’，因此很難將其應(yīng)用到高電壓磁控管上。本發(fā)明建議在磁控管上采用切邊式內(nèi)和外均壓環(huán)22，這一點(diǎn)與相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第二實例的均壓環(huán)結(jié)構(gòu)一樣，但是不同的是內(nèi)均壓環(huán)22a是由不銹鋼制成的。盡管相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)磁控管第二實例的切邊式內(nèi)和外均壓環(huán)22容易安裝，可是由于內(nèi)均壓環(huán)22a離陰極(圖2A中的‘15’)最近，受到溫度變化引起的熱應(yīng)力的影響最大，是最薄弱的，如果在磁控管上施加了高電壓，由于陰極發(fā)射的熱電子的主要量均包絡(luò)在圓滾線運(yùn)動中，磁控管的輸出將大于1.7KW。進(jìn)行熱應(yīng)力實驗的結(jié)果證明，所述的內(nèi)均壓環(huán)22a是最容易遭受熱應(yīng)力損害的，當(dāng)然，外均壓環(huán)22b也會受到熱應(yīng)力的不利影響，不過，外均壓環(huán)22b的熱穩(wěn)定性優(yōu)于內(nèi)均壓環(huán)22a，因此，用不銹鋼制成內(nèi)均壓環(huán)22，其具有比無氧銅更好的屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。盡管有許多材料的強(qiáng)度優(yōu)于不銹鋼，但是需要綜合考慮熱膨脹和強(qiáng)度兩個因素，由實驗確定出不銹鋼在各種溫度變化情況下具有最佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由于不銹鋼不僅具有良好的屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，而且具有與無氧銅相一致的熱膨脹系數(shù)，于是本發(fā)明決定選用不銹鋼材料制成內(nèi)均壓環(huán)。也就是說，不銹鋼不僅具有出色的屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，可以在材料隨溫度變化膨脹受到熱應(yīng)力作用時不會發(fā)生永久變形或發(fā)生斷裂，而且使切邊型內(nèi)均壓環(huán)和外均壓環(huán)22、陽極葉片21和陽極件11具有相一致的熱膨脹系數(shù)，這種措施的優(yōu)點(diǎn)是，由于切邊型內(nèi)均壓環(huán)和外均壓環(huán)22、陽極葉片21和陽極件11在結(jié)構(gòu)上相互被限制在磁控管的諧振腔內(nèi)，如果它們的材料的熱膨脹系數(shù)是一致的，可以避免在陰極發(fā)射電子過程中由于重復(fù)發(fā)生膨脹和收縮導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生非校準(zhǔn)誤差，從而防止所述結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞。
此外，外均壓環(huán)22b也可以采用不銹鋼制成，實驗證明，如果內(nèi)均壓環(huán)和外均壓環(huán)22都是由不銹鋼制成，當(dāng)在磁控管上施加了大于1.7KW的高電壓時，盡管在相互被限制安裝在磁控管的諧振腔內(nèi)的不同組件引起結(jié)構(gòu)上存在非校準(zhǔn)誤差，然而這種誤差的量非常小，總體結(jié)構(gòu)足以耐受熱應(yīng)力的作用。
本發(fā)明的磁控管具有以下優(yōu)點(diǎn)。
首先，本發(fā)明的不銹鋼均壓環(huán)具有高熱阻，能夠防止由于重復(fù)發(fā)生溫度變化造成疲勞而導(dǎo)致的永久變形和斷裂。而且，結(jié)構(gòu)上相互被限制安裝在磁控管內(nèi)的不同組件具有相互協(xié)調(diào)一致的熱膨脹系數(shù)，能夠避免由于這些組件結(jié)構(gòu)上存在非校準(zhǔn)誤差而發(fā)生損壞的情況出現(xiàn)。
再者，本發(fā)明的磁控管可以適用于功率低于1KW的磁控管，也可以適用于功率超過1，7KW的大功率磁控管，因此本發(fā)明的磁控管具有廣泛的使用范圍。
應(yīng)當(dāng)說明的是，本發(fā)明顯然并不局限于本文所述的實施例，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員根據(jù)上面的教導(dǎo)可以作出的許多磁控管變型、修正和替換方案顯然均未脫離本發(fā)明所定義的本發(fā)明的精神，因此，這些磁控管變型、修正和替換方案均為下面權(quán)利要求書中所提出的保護(hù)范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種磁控管，包括多個陽極葉片，其中每一個陽極葉片具有在其底部和頂部形狀不同的缺口；由銅制成環(huán)狀的外均壓環(huán)，其中每一個與每隔一個的陽極葉片的底部和頂部上形成的缺口相互接觸，從而連接各陽極葉片，在陽極葉片上形成一個靜電場；和環(huán)狀的內(nèi)均壓環(huán)，形成內(nèi)均壓環(huán)的材料的熱阻值要高于銅制成的陽極葉片的熱阻值，并且其熱膨脹系數(shù)與陽極葉片相一致，各個內(nèi)均壓環(huán)分別與每隔一個的陽極葉片的底部和頂部上形成的缺口相互接觸，但是這種接觸方式不同于外均壓環(huán)與陽極葉片缺口的接觸方式，所述外均壓環(huán)與在內(nèi)側(cè)的外均壓環(huán)不是同心接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁控管，其中所述的銅是無氧銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的磁控管，其中所述的材料是不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的磁控管，其中所述的外均壓環(huán)用無氧銅制成，內(nèi)均壓環(huán)用不銹鋼制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的磁控管，其中所述外均壓環(huán)中至少一個用不銹鋼制成。
全文摘要
磁控管包括多個陽極葉片,每一個陽極葉片具有在其底部和頂部相互不同的缺口,各個由銅制成環(huán)狀的外均壓環(huán)分別與每隔一個的陽極葉片的底部和頂部上形成的缺口相互接觸,從而連接各陽極葉片,在陽極葉片上形成靜電場,還包括環(huán)狀的內(nèi)均壓環(huán),形成內(nèi)均壓環(huán)材料的熱阻值高于銅制成的陽極葉片的熱阻值,其熱膨脹系數(shù)與陽極葉片相一致,各個內(nèi)均壓環(huán)分別與每隔一個的陽極葉片的底部和頂部上形成的缺口相互接觸,其接觸方式不同于外均壓環(huán)與陽極葉片缺口的接觸方式,外均壓環(huán)與在內(nèi)側(cè)的外均壓環(huán)不是同心接觸。本發(fā)明的磁控管能防止由于重復(fù)溫度變化導(dǎo)致的永久變形和斷裂,可用于大功率磁控管。
文檔編號H01J23/16GK1289141SQ0013173
公開日2001年3月28日 申請日期2000年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月22日
發(fā)明者李容守, 李鐘壽 申請人:Lg電子株式會社