專利名稱：大功率電子槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子束熔煉爐用電子槍，尤指一種最大穩(wěn)定工作功率達到 800kw的電子槍。
背景技術(shù)：
電子束熔煉爐的電子槍是冶煉工藝用于產(chǎn)生電子束的裝備，主要用來引出冶煉工 藝所需要的具有一定方向和光斑直徑大小的電子束，電子束具有熔區(qū)窄、能量密度高以及 熔區(qū)內(nèi)平均溫度梯度大等優(yōu)點，已被成功地用于W、Mo、Ta、Nb等難熔金屬、合金及其化合 物和復(fù)合材料(這些材料具有獨特的高熔點以及其他一些特有的性能，因此，在國民經(jīng)濟中 占有重要地位，尤其是在國防軍工、航空航天、電子信息、能源、防化、冶金和核工業(yè)等領(lǐng)域 更有著不可替代的作用，受到世界各國的高度重視，已成為材料科學(xué)界最為活躍的研究)進 行熔煉，以達到提純的目的。目前隨著電子束熔煉多晶硅工藝的日漸成熟，電子束熔煉爐也 越來越多的被用于太陽能行業(yè)的多晶硅的提純中。電子束熔煉爐是電子束技術(shù)在金屬冶煉以及太陽能行業(yè)的多晶硅提純中的應(yīng)用， 熔煉用電子束發(fā)生器即是大家通常所說的軸向電子槍，其主要工作原理電子槍通過間熱 式陰極電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的電子在陰極和陽極之間的高壓靜電場的加速下形成高能電子 束，然后電子束通過電子光路系統(tǒng)的聚焦、偏轉(zhuǎn)和掃描后轟擊要熔煉的物料上，使得物料中 的雜質(zhì)揮發(fā)，得以達到對物料提純的目的。電子槍作為電子束熔煉爐的核心部件，其所產(chǎn)生的電子束形狀的優(yōu)劣以及由電子 光路系統(tǒng)控制的電子束聚焦、偏轉(zhuǎn)和掃描等其性能的好壞直接影響著電子束熔煉爐性能的 優(yōu)劣。另外，在一定程度上，電子槍的功率的大小決定在電子束熔煉爐功率的大小，但電子 槍的研制隨著功率的逐漸增大，各種熔煉工藝對電子槍的各項功能也要求越來越苛刻，例 如偏轉(zhuǎn)角度、光斑大小、電子束的長度以及掃描形狀尺寸等提出了更高要求，因此其相應(yīng) 的研制難度也相應(yīng)地大大增加。隨著工業(yè)化的大發(fā)展，現(xiàn)有電子槍的功率越來越成為大工 業(yè)化發(fā)展的瓶頸，基于生產(chǎn)效率和國防安全的目的，對于大功率的電子槍的需求越來越迫 切，因此，研制大功率、功能強的電子槍更具有至關(guān)重要的意義。隨著電子槍功率的增大，電子槍光路系統(tǒng)中的偏轉(zhuǎn)掃描裝置的體積也變得越來越 大，由于偏轉(zhuǎn)掃描裝置坐落在電子槍槍座上，從而導(dǎo)致電子槍的底座較大，因而，相應(yīng)的安 裝電子槍的電子束熔煉爐的法蘭直徑較大。但鑒于目前客戶要求電子束熔煉爐要具有幾 千千瓦大功率的要求，現(xiàn)有一把電子槍的功率遠遠不能達到要求，所以只能在一臺爐體上 裝有多個電子槍。但另一方面，基于生產(chǎn)工藝的要求，電子槍之間的距離又不能太大。因 此，隨著功率的加大就產(chǎn)生了槍體底座太大與槍體之間距離太小之間的矛盾，進一步說，也 就是如何減小偏轉(zhuǎn)掃描裝置的結(jié)構(gòu)以達到減小槍體底座直徑的目的來滿足實際工程使用 是一個亟待解決的課題。在電子槍的功率較小時，電子束的電流較小，因而相應(yīng)的電子束的直徑也較小，電 子束能夠很“光滑”很穩(wěn)定地通過攔孔等光路系統(tǒng)，但隨著功率的增大，電子束的電流值也將變得越來越大，即電子束的直徑也變的越來越大，從而會出現(xiàn)電子束聚焦質(zhì)量較差，電子 束的外邊緣變得越來越不“光滑”，以至于使電子束擊打到攔孔等其他不應(yīng)該到達的地方， 造成其它零部件的損傷，同時降低了電子槍的有效功率，嚴重時甚至?xí)舸╇娮訕屔系南?關(guān)零部件，造成電子槍損壞。因此，在電子槍功率增大時如何采取其它措施保證電子束直徑 在可控制范圍之內(nèi)，聚焦性能很穩(wěn)定可靠變成了另一個亟待解決的重要課題。電子槍是一個很“嬌氣”的設(shè)備，要求其內(nèi)部的零部件要非常潔凈，否則會發(fā)生放 電打火等現(xiàn)象的發(fā)生。在電子束熔煉爐破真空時，若電子槍的真空室不能密閉保護的話，勢 必會使?fàn)t內(nèi)的許多灰塵沖到槍室內(nèi)，特別是槍芯室內(nèi)。隨著電子槍功率的加大，這一現(xiàn)象變 得尤為明顯。因此，應(yīng)該在電子槍內(nèi)加上一個能在爐室破真空時電子槍槍室真空能夠得以 保持的部件。所述電子槍的構(gòu)成一般包括(自上而下)最上面是發(fā)射電子的電子槍槍芯；接下 來就是電子槍的陽極和陽極座；在陽極座的下面是第一聚焦線圈；聚焦線圈下面是攔孔及 相應(yīng)的攔孔座；再往下是第二聚焦線圈以及偏轉(zhuǎn)掃描裝置；最下面是電子槍的底座。隨著 電子槍功率的增大，對電子槍的諸多結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)和絕緣等級等提出了更加苛刻的嚴格要 求，以及其相應(yīng)的對聚焦線圈的聚焦能力和偏轉(zhuǎn)掃描線圈掃描性能的電源也均提出了更高 要求，這也是大功率電子槍設(shè)計的難點所在。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種SOOkw大功率電子槍，其解決了當(dāng)前工業(yè)化對大功 率電子槍急切需求的問題，同時解決了因功率增大而電子束直徑較大打在電子槍光路系統(tǒng) 零部件上的問題，以及通過改變偏轉(zhuǎn)掃描結(jié)構(gòu)解決了電子槍底座直徑較大帶來的一系列問 題，另外解決了因槍室不潔凈造成嚴重放電的現(xiàn)象。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案一種大功率電子槍，包括一帶有產(chǎn)生電子的陰極系統(tǒng)的電子槍槍芯，該電子槍槍 芯內(nèi)置在槍室上筒上；在槍室上筒的下面裝有陽極座，在陽極座上裝有跟槍芯的陰極一起 工作而形成電子束的電子發(fā)射系統(tǒng)的陽極；在槍的最下的部分是電子槍的槍座；所述的電 子槍槍芯為大功率槍芯，槍芯的燈絲外圍裝有用于將轟擊電流聚束的內(nèi)罩；在電子束的光 路系統(tǒng)中配置兩組匹配的磁透鏡以及攔孔，在陽極座和槍室下筒之間裝有放置第一磁透鏡 的線圈室，在槍室下筒和底座之間裝有帶水冷的攔孔座，其上安裝有攔孔；在槍的底座上裝 有偏轉(zhuǎn)和掃描線圈，在偏轉(zhuǎn)和掃描線圈之上是第二磁透鏡的線圈；配置一風(fēng)冷冷卻單元，是 在槍芯的外面加有一個槍罩，在槍罩上安裝一個風(fēng)機，利用所述的安全罩、一組導(dǎo)風(fēng)筒及在 陰極部件外裝有的外罩組件在槍芯本體周圍共同圍設(shè)構(gòu)建冷卻風(fēng)路。槍室下筒上裝有使槍室真空度保持在一定范圍的氬氣輸送閉環(huán)控制系統(tǒng)。電子槍的偏轉(zhuǎn)掃描線圈的鐵芯結(jié)構(gòu)為圓環(huán)狀。槍室的閥門采用帶有水冷結(jié)構(gòu)的插板閥。槍芯上裝有與SOOkw大功率槍芯相匹配的陰極電子發(fā)射系統(tǒng)。所述的底座其上裝有偏轉(zhuǎn)和掃描線圈，在偏轉(zhuǎn)和掃描線圈之上是第二磁透鏡的線 圈，這些線圈均有水套進行冷卻，且線圈均在真空外。所述的電子槍槍芯散熱單元的上、下散熱體為放射狀輻板結(jié)構(gòu)；在電子槍槍芯與燈絲固定塊的連接處，用螺釘通過中間一壓板壓緊燈絲；電子槍槍芯瓷座的縱壁外形呈波 浪形結(jié)構(gòu)。在槍室的上筒的下側(cè)裝有一個手孔。在槍室下筒的側(cè)面設(shè)有一個觀察窗，用于觀 察攔孔的狀況。且這個觀察窗是一個可以自由拿掉的部件。在槍罩上設(shè)計有三個進線孔。本實用新型的優(yōu)點是1.研制了大功率電子槍，可產(chǎn)生800KW的穩(wěn)定工作功率；2.通過加上氬氣輸送閉環(huán)控制系統(tǒng)，在增加電子槍功率的狀況下使得電子束聚焦 狀況變的更加理想；3.通過改變偏轉(zhuǎn)掃描鐵芯的結(jié)構(gòu)，使偏轉(zhuǎn)掃描裝置的結(jié)構(gòu)發(fā)生了徹底改變，結(jié)構(gòu) 非常簡單，且使加工制造更加方便，制造成本大大降低，更重要的是徹底解決了槍體底座較 大的問題，使得很多熔煉工藝得以實現(xiàn)；4.加上了性能較穩(wěn)定的插板閥，使得電子槍在長時間工作的情況下，槍芯室保持 非常干凈，從而減少了高壓放電；5.風(fēng)冷、水冷方式綜合利用，冷卻方式更加巧妙，使其整體結(jié)構(gòu)可以均衡有效的得 到冷卻，使電子槍的性能更加穩(wěn)定，從而延長了大功率電子槍的壽命，同時提高了電子束熔 煉爐的工作效率。以上這些都是在盡可能低的成本制作結(jié)構(gòu)達到滿足其散熱要求；6.其配備一槍芯罩，其作用之一是對高壓進行了安全隔離，之二是在其最上端裝 一風(fēng)機，借助槍罩體和槍芯的結(jié)構(gòu)形成一流暢的風(fēng)道，對電子槍的槍芯進行風(fēng)冷降溫，巧妙 的利用空間，外觀小巧美觀，且結(jié)構(gòu)簡單而亦實現(xiàn)。另外，槍罩上裝有三個進線孔，進線更方 便，高壓安全進一步得到保證；7.在槍室上筒的下側(cè)裝有手孔，其滿足了在調(diào)試電子槍時要求快捷和方便的目 的，減小了工人的勞動強度，節(jié)約了時間，提高了工作效率；8.把在槍室下筒的觀察窗拆卸下來之后，槍室下筒裝觀察窗的孔也就變成了手 孔，其在調(diào)試電子槍時同樣可以起到槍室上筒上的手孔的作用，其設(shè)計使槍的結(jié)構(gòu)更加簡 單，功能更加齊全。

圖1為本實用新型大功率電子槍結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型大功率電子槍的電子槍槍芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型電子槍槍芯圖2所示實施例的上散熱體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型大功率電子槍的插板閥單元構(gòu)成原理圖。圖5為現(xiàn)有技術(shù)電子槍的偏轉(zhuǎn)掃描鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
式如圖1所示，根據(jù)電子束的途經(jīng)路徑過程，本實用新型最大穩(wěn)定工作功率SOOkw的 大功率電子槍，其主要部件有電子槍槍芯4、陽極7、第一磁透鏡9、插板閥12、氬氣輸送系統(tǒng) 13、攔孔15、第二磁透鏡17和偏轉(zhuǎn)掃描透鏡18，其分別裝置在槍室上筒5、陽極座8、第一磁 透鏡套10、攔孔座16、槍體底座上19。[0035]以上所述槍芯4內(nèi)裝有與SOOkw大功率相匹配的陰極塊和聚束極；陽極座8上安 裝有與SOOkw大功率槍芯相匹配的陽極7 ；為了滿足大功率電子槍真空壓差的要求，在電子 束的光路系統(tǒng)中配置了兩個與SOOkw大功率相匹配的磁透鏡9和15以及攔孔13 ；另外為 了同時滿足單把電子槍SOOkw的大功率和電子束熔煉爐整體結(jié)構(gòu)的需要，對偏轉(zhuǎn)掃描結(jié)構(gòu) 進行了徹底變革。槍芯4安裝在上筒5上，在電子槍芯上裝有槍芯罩2，其主要目的是進行高壓安全 保護。同時在槍芯罩的上部裝有一個用于冷卻槍芯的風(fēng)機1，以用來保證槍芯的真空密封要 求。在槍室上筒與第一磁透鏡線圈室之間安裝帶水冷的陽極座8 ；在所述的電子槍底 座17、攔孔座14、陽極座8、槍室上筒5和下筒11、以及手孔6和觀察窗12等部件均設(shè)有供 冷卻水通過的水道，保證了各個接口的密封性能，進而給電子槍的各項性能穩(wěn)定工作提供 了必要的真空環(huán)境。本實用新型的最主要一實用新型點在于成功研制了 SOOkw大功率電子槍。首先，要實現(xiàn)SOOkw (或更高功率)的大功率電子槍，首要任務(wù)是使其槍芯能夠發(fā) 射大功率的電子束，通過大量地嚴謹計算仿真試驗以及反復(fù)論證之后，根據(jù)電子槍的工作 原理對電子槍的電子發(fā)射系統(tǒng)(槍芯)、聚焦系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)掃描系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等進行設(shè)計，成 功研制成了能夠穩(wěn)定工作在SOOkw功率能力的電子槍。滿足了國內(nèi)沒有大功率電子槍而 影響國民經(jīng)濟和國防建設(shè)急切要求。如圖2所示，本實用新型大功率電子槍的槍芯是由陰 極20、壓緊環(huán)19、聚束極21、內(nèi)罩16、燈絲18和陽極22構(gòu)成了電子槍的電子發(fā)射系統(tǒng)。燈 絲18通過燈絲固定塊15等相關(guān)零部件與槍芯上面的兩個接線柱IA和IB形成一回路，陰 極20通過外罩部件與最下面的接線柱1相連接，從而使陰極20與燈絲18形成副高壓回 路，陽極22與大地連接，其與陰極20形成主高壓回路。與燈絲18相連接的零件外圍裝有 上散熱體7，在上散熱體7裝有上導(dǎo)風(fēng)筒6 ；與陰極20相連接的零件外圍裝有下散熱體11， 在下散熱體11上裝有下導(dǎo)風(fēng)筒10。重要改進點在于在燈絲的外圍裝有一用于將轟擊電 流聚束的內(nèi)罩16，延長了燈絲的使用壽命，提高了電子束熔煉爐的使用效率。一般間熱式 陰極利用的設(shè)計原理是在槍芯工作時，燈絲表面溢出的電子在副高壓靜電場的作用下飛 向陰極20，形成對陰極的電子轟擊，從而完成對陰極的加熱功能。但電子在燈絲和陰極之 間這個距離發(fā)射的過程中則會出現(xiàn)發(fā)散的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致燈絲發(fā)射的一部分電子轟擊到陰 極20外，這種現(xiàn)象一方面導(dǎo)致了槍芯的無用功增加，槍芯的溫度升高，進而對槍芯的密封 提出了更高的要求，否則嚴重時導(dǎo)致槍芯(特別是大功率電子槍槍芯)漏氣不能工作；另一 方面導(dǎo)致了轟擊到陰極上的功率不夠，致使槍芯的陰極溫度較低，不能達到電子從陰極表 面溢出的溫度要求，從而無法引出電子束；最后一方面是為了解決引不出電子束的問題 而提高了燈絲的溫度，但隨著燈絲溫度的提高，燈絲的使用壽命則明顯下降，頻繁的更換燈 絲從而造成了電子束熔煉爐的工作效率降低。在燈絲的外圍加上了內(nèi)罩16之后電子槍槍 芯的使用性能大大改善，因為內(nèi)罩16與燈絲在同一電位勢上，在電子從燈絲飛向陰極的過 程中，內(nèi)罩16則起到對轟擊電流的聚束作用，從而避免了上述現(xiàn)象的發(fā)生。其結(jié)構(gòu)簡單，但 效果明顯。另一重要改進點在于對燈絲固定塊15的結(jié)構(gòu)和燈絲的固定方式進行了改進。 未改進前所采用的燈絲固定壓緊方式是采用一螺釘直接壓緊燈絲，采用這種方式使得燈絲 在固定壓緊時處在“應(yīng)力”狀態(tài)，在電子槍工作時，燈絲和固定燈絲的燈絲固定塊均會處在高溫(2000°C以上)之下，在高溫工作的時候，燈絲則扭曲變形，致使轟擊電流不理想，燈絲 壽命短?，F(xiàn)在通過在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加上一壓板，從而使燈絲在擰緊螺釘進行旋轉(zhuǎn)時處 在“自然狀態(tài)”，不受應(yīng)力作用，大大提高了燈絲的使用壽命，相應(yīng)的提高了電子束熔煉爐的 工作效率，且在產(chǎn)生同樣功率大小的電子束時所消耗的轟擊陰極塊的功率大大降低，從而 使槍芯的密封效果更好。再一重要改進點在于對電子槍槍芯的冷卻結(jié)構(gòu)進行了改進。風(fēng) 機的風(fēng)向如圖2所示，自上而下沿槍芯軸線對槍芯吹風(fēng)，首先經(jīng)過帶有網(wǎng)孔狀的散熱板2， 之后大部分氣流通過上導(dǎo)風(fēng)筒4 (其主要作用是使流動的空氣盡可能多的在槍芯體的風(fēng)道 或者縫隙中穿過，這樣能在風(fēng)機功率同樣大小的情況下實現(xiàn)更好的冷卻效果)進入上散熱 體7，上散熱體7是一輻板狀形狀結(jié)構(gòu)，如圖3所示，氣流從每兩個輻板之間流過，輻板的最 外圓筒起到了導(dǎo)風(fēng)筒的作用。在氣流從上散熱體7出來后再進入下導(dǎo)風(fēng)筒10以及下散熱 體11，同樣，下散熱體11的結(jié)構(gòu)亦可與上散熱體7設(shè)計為同一結(jié)構(gòu)形式，呈一輻板狀形狀的 結(jié)構(gòu)。氣流通過兩組導(dǎo)風(fēng)筒和散熱體之后對槍芯起到了很好的冷卻作用，滿足了大功率電 子槍槍芯的冷卻要求，解決了風(fēng)冷效果不佳的弊端，更避免了水冷的諸多缺陷。本實用新型 電子槍槍芯的又一改進點在于通過對槍芯座12 (即瓷座)結(jié)構(gòu)的改進使槍芯的絕緣等級 得以提高。隨著電子槍功率的加大，主高壓電源的電壓也相應(yīng)的提高，相應(yīng)地對電子槍槍芯 的絕緣等級也提出了更高的要求，本槍芯使槍芯座的邊緣采用波浪形結(jié)構(gòu)，加長了絕緣長 度，從而使絕緣等級提高，避免了大功率工作時的高壓放電現(xiàn)象。本實用新型的另一實用新型點在于針對SOOkw大功率電子槍的需要，設(shè)計了氬 氣控制聚焦系統(tǒng)。一般來說，在電子槍的功率較小時，電子束的電流較小，因而相應(yīng)的電子 束的每個截面的直徑也較小，但隨著功率的增大，即電子束的直徑變的越來越大，從而電子 束的聚焦質(zhì)量也變得越來越差，以至于使電子束擊打到陽極和攔孔等其他不應(yīng)該到達的地 方，造成電子槍損壞，進而無法工作。針對這一問題，我們通過對電子槍真空室通入微量氬 氣來改變其真空度，反復(fù)的試驗和觀察，我們發(fā)現(xiàn)了電子束聚焦能力的一個重要特點電子 束光斑在真空度過高和過低的情況下聚焦效果均較差。因此，我們在SOOkw大功率的電子 槍上加上了氬氣輸送閉環(huán)控制系統(tǒng)，其原理是真空計把對槍室檢測到的數(shù)據(jù)傳送給工控 機，工控機對數(shù)據(jù)進行處理，當(dāng)槍室真空度與設(shè)定的值之差達到一定的程度時，工控機發(fā)出 指令對針閥動作，進而改變槍室的真空度，形成一閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，使電子槍真空室的真 空度維持在某一數(shù)值左右，進而使電子束直徑變得相對較小。這種現(xiàn)象表明在電子束爐熔 煉階段，爐室壓力較高時不需要開啟氬氣針閥，只有在爐料的純度較高放氣較少時才需要 打開針閥，適當(dāng)?shù)厥箻屖艺婵斩冉档偷揭欢ǖ膩韺崿F(xiàn)電子束較佳的聚焦能力。氬氣控制聚 焦系統(tǒng)的研制達到了我們的預(yù)期目標(biāo)，解決了大功率電子槍在電子束電流較大情況下?lián)舸?在槍室光路系統(tǒng)側(cè)壁上以至于損壞電子槍的疑難問題。本實用新型的另一實用新型點在于通過改變偏轉(zhuǎn)掃描線圈鐵芯結(jié)構(gòu)徹底解決了 因電子槍底座較大而無法實現(xiàn)槍與槍之間距離較小的矛盾。原來的電子槍偏轉(zhuǎn)掃描鐵芯結(jié) 構(gòu)如圖5所示，隨著電子槍功率的增大，電子槍光路系統(tǒng)中的偏轉(zhuǎn)掃描裝置的體積也變得 越來越大，從而導(dǎo)致電子槍的底座較大，但鑒于目前客戶要求在一臺電子束熔煉爐要裝有 多把電子槍，且基于生產(chǎn)工藝的要求，電子槍之間的距離又不能太大。因此，隨著功率的加 大就產(chǎn)生了槍體底座太大與槍體之間距離太小之間的矛盾。根據(jù)恒定磁場和時變磁場在鐵 芯內(nèi)的傳導(dǎo)規(guī)律以及對結(jié)構(gòu)的合理簡化，對電子槍的偏轉(zhuǎn)掃描鐵芯的結(jié)構(gòu)進行了徹底的改進，最后的設(shè)計結(jié)構(gòu)確定為一圓環(huán)作為鐵芯的偏轉(zhuǎn)掃描裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，裝卸 方便，制造成本大大降低，且最主要的是其外形尺寸比原來大大減小，進而實現(xiàn)了以前為了 滿足冶煉工藝的需要無法實現(xiàn)在一臺熔煉爐上安裝多把大功率電子槍的需求。本實用新型的另一實用新型點在于設(shè)計了針對電子槍工作在惡劣環(huán)境下使用壽 命較長、性能較穩(wěn)定的插板閥。在電子束熔煉爐對多晶硅進行提純時，特別是在每爐熔煉量 較大時，會產(chǎn)生較多的灰塵和雜質(zhì)，在對出爐破空時會有大量的灰塵沖到電子槍內(nèi)，對電子 槍的性能造成很大的負面影響，因此，在電子槍內(nèi)加裝插板閥是非常必要的，但目前現(xiàn)有的 插板閥在均不能滿足長期穩(wěn)定的要求。本實用新型設(shè)計了一種能夠使用水冷且具有自動控 制的插板閥，其利用杠桿和四桿機構(gòu)原理，在真空外使用氣缸對閥進行打開和關(guān)閉，如圖4 所示，插板閥12的閥板上設(shè)計有導(dǎo)向槽121，氣缸的活塞桿123經(jīng)傳動桿122實施對閥的打 開和關(guān)閉，其結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)。在閥體上加有紫銅冷卻水套，對閥的密封圈和閥體進行了 徹底的冷卻，從而解決了閥體在電子槍的高溫的工作室內(nèi)變形和密封圈在高溫下失去彈性 變形等問題，從而能夠使插板閥能夠長期穩(wěn)定工作。本實用新型的另幾個改進點在于1.通過改變陰極和陽極的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和形狀以及電子束光路系統(tǒng)的應(yīng)用參數(shù) 和結(jié)構(gòu)參數(shù)等，實現(xiàn)了電子槍能在SOOkw功率下穩(wěn)定工作的研制預(yù)期；2.第一磁透鏡線圈放在真空室外，且加有水套，避免了線圈在真空室內(nèi)高溫放氣， 絕緣等級降低等弊端，延長了線圈的使用壽命；3.電子槍的槍罩結(jié)構(gòu)設(shè)計更加巧妙，進線更加方便，減小了工人的勞動強度，更重 要的是高壓放電現(xiàn)象因為槍罩的結(jié)構(gòu)改進而杜絕。另外把風(fēng)機裝在了槍罩的上端，使風(fēng)冷 效果更好；4.通過對槍室上筒結(jié)構(gòu)的改變，使得在調(diào)試電子槍時更加方便快捷；5.觀察窗帶有水冷，延長了觀察窗玻璃的使用壽命，并且觀察窗可以拆卸，拆卸后 可以用來做手孔使用。改進過之后結(jié)構(gòu)簡單，功能更豐富，降低了使用成本；6.增加了可以自由調(diào)整的攝像機架，使用方便。由于本實用新型對電子槍整體結(jié)構(gòu)的改良，使得電子槍能產(chǎn)生SOOkw的大功率， 使電子槍的各項性能更穩(wěn)定。上述各實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包 含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實用新型的申請專利范圍。
權(quán)利要求1.一種大功率電子槍，包括一帶有產(chǎn)生電子的陰極系統(tǒng)的電子槍槍芯，該電子槍槍 芯內(nèi)置在槍室上筒上；在槍室上筒的下面裝有陽極座，在陽極座上裝有跟槍芯的陰極一起 工作而形成電子束的電子發(fā)射系統(tǒng)的陽極；在槍的最下的部分是電子槍的槍座；其特征在 于所述的電子槍槍芯為大功率槍芯，槍芯的燈絲外圍裝有用于將轟擊電流聚束的內(nèi)罩；在電子束的光路系統(tǒng)中配置兩組匹配的磁透鏡以及攔孔，在陽極座和槍室下筒之間裝 有放置第一磁透鏡的線圈室，在槍室下筒和底座之間裝有帶水冷的攔孔座，其上安裝有攔 孔；在槍的底座上裝有偏轉(zhuǎn)和掃描線圈，在偏轉(zhuǎn)和掃描線圈之上是第二磁透鏡的線圈；配置一風(fēng)冷冷卻單元，是在槍芯的外面加有一個槍罩，在槍罩上安裝一個風(fēng)機，利用所 述的安全罩、一組導(dǎo)風(fēng)筒及在陰極部件外裝有的外罩組件在槍芯本體周圍共同圍設(shè)構(gòu)建冷 卻風(fēng)路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于電子槍的偏轉(zhuǎn)掃描線圈的鐵芯 結(jié)構(gòu)為圓環(huán)狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于槍室的閥門采用帶有水冷結(jié)構(gòu) 的插板閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于所述的電子槍槍芯散熱單元的 上、下散熱體為放射狀輻板結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于在電子槍槍芯與燈絲固定塊的 連接處，用螺釘通過中間一壓板壓緊燈絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于電子槍槍芯瓷座的縱壁外形呈 波浪形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于所述的在陽極座和槍室下筒之 間裝有的第一磁透鏡的線圈室?guī)в欣鋮s水套，聚焦線圈在真空室外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于在槍室的上筒的下側(cè)裝有一個 手孔；在槍室下筒的側(cè)面設(shè)有一個多功能的觀察窗。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子槍，其特征在于在槍罩上設(shè)計有三個進線孔。
專利摘要一種大功率電子槍，包括一內(nèi)置在槍室上筒上的電子槍槍芯，其下面裝有陽極座，在陽極座上裝有電子發(fā)射系統(tǒng)的陽極；最下的部分是電子槍的槍座；槍芯的燈絲外圍裝有用于將轟擊電流聚束的內(nèi)罩；在電子束的光路系統(tǒng)中配置兩組匹配的磁透鏡以及攔孔，在陽極座和槍室下筒之間裝有放置第一磁透鏡的線圈室，在槍室下筒和底座之間裝有帶水冷的攔孔座，其上安裝有攔孔；在槍的底座上裝有偏轉(zhuǎn)和掃描線圈，在偏轉(zhuǎn)和掃描線圈之上是第二磁透鏡的線圈；在槍芯的外面加有一個槍罩，在槍罩上安裝一個風(fēng)機，利用所述的安全罩、一組導(dǎo)風(fēng)筒及在陰極部件外裝有的外罩組件在槍芯本體周圍共同圍設(shè)構(gòu)建冷卻風(fēng)路。其解決了當(dāng)前工業(yè)化對大功率電子槍急切需求的問題。
文檔編號H01J37/305GK201910394SQ20102068567
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者周新明, 孫照富, 尹中榮 申請人:北京有色金屬研究總院