陰極熱子組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電真空技術領域，尤其涉及一種陰極熱子組件。
【背景技術】
[0002]陰極作為電子發(fā)射源，是各類電真空器件的心臟，在軍事、工業(yè)和醫(yī)療等領域中占據(jù)著不可或缺的地位。陰極種類較多，其中，熱陰極在很多場合得到應用。由于熱陰極工作在高溫狀態(tài)下，需要陰極熱子組件具備良好的隔熱環(huán)境和支撐作用，尤其是應用在航空航天中的電真空器件。此外，隨著空間電真空器件小型化的研發(fā)趨勢，陰極熱子組件結構也朝著重量輕、體積小、加熱效率高的方向發(fā)展。
[0003]陰極熱子組件是由陰極、熱子及其軸向熱屏蔽結構組成。大部分的陰極熱子組件采用雙層熱屏蔽中。然而，該雙層熱屏蔽只是在陰極-熱子結構的徑向設置兩道熱屏，軸向上最多設置了一層熱屏蔽，且兩道熱屏固定在同一元件上，溫差不大，熱屏蔽效果不理想。
【實用新型內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本實用新型提供了一種串聯(lián)支架復隔熱式的陰極熱子組件，以滿足陰極熱子組件結構高效率、小型化、結構簡單、穩(wěn)固可靠的需求。
[0006]( 二)技術方案
[0007]本實用新型陰極熱子組件包括:陰極-熱子結構；以及軸向熱屏蔽結構，固定于陰極-熱子結構的下部，為雙層熱屏蔽結構，包括:串聯(lián)裝配的前陰極支架5和后陰極支架6 ;其中，陰極-熱子結構的下部固定在前陰極支架5的上部；前陰極支架5的下部固定在后陰極支架6的上部。
[0008]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，前陰極支架5和后陰極支架6均為筒狀構造，其外圓筒面的部分區(qū)域挖空；或兩者均呈爪式構造。
[0009]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，前陰極支架5和后陰極支架6均為筒狀構造，其外圓筒面的部分區(qū)域挖空，其中:前陰極支架5包括:平行設置的上環(huán)部、下環(huán)部；以及設置于上環(huán)部和下環(huán)部之間的若干個支腳；后陰極支架6包括:平行設置的上盤部和下環(huán)部；以及設置于上盤部和下環(huán)部之間的若干個支腳；其中，后陰極支架的上圓盤部構成軸向的第一層熱屏蔽結構，陰極-熱子結構固定在前陰極支架5的上環(huán)部，前陰極支架5的下環(huán)部固定在后陰極支架的上盤部。
[0010]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，前陰極支架5和后陰極支架6的支腳在軸向相互錯開。
[0011]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，前陰極支架5和后陰極支架6均包括均勻設置的N個支腳，且兩者的對應支腳在軸向上錯開的角度為360° /2N。
[0012]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，前陰極支架5中，上環(huán)部和下環(huán)部分別為上圓環(huán)部和下圓環(huán)部；后陰極支架6中，上盤部和下環(huán)部分別為上圓盤部和下圓環(huán)部。
[0013]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，軸向熱屏蔽結構還包括:定位件7和托盤8 ;后陰極支架的下環(huán)部固定在定位件7上，而定位件7固定在托盤8上，托盤作為軸向的第二層熱屏蔽結構，與后陰極支架的上盤部通過后陰極支架6過渡。
[0014]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件還包括:徑向熱屏蔽結構，設置于陰極-熱子結構的徑向外圍，為雙層熱屏蔽結構，包括:內熱屏9，呈筒狀，其下部固定在前陰極支架下部或后陰極支架上部，其與后陰極支架的上盤部形成半封閉空間，包裹陰極-熱子結構；外熱屏10，呈筒狀，其下部固定在定位件7上，與托盤8形成半封閉空間，包裹陰極-熱子結構、前陰極支架5、后陰極支架6。
[0015]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，徑向熱屏蔽結構還包括:支撐筒11，由上部的小筒徑端和下部的大筒徑端構成，其中，小筒徑端焊接在外熱屏10的外側，對該外熱屏10形成了包裹，構成徑向的第一層熱屏蔽結構；外屏筒12，固定于支撐筒的大筒徑端的外圍，構成徑向的第二層熱屏蔽結構；其中，陰極熱子組件通過外屏筒12的底端固定在電子槍瓷封殼內。
[0016]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，支撐筒11側面開有三組橫槽，外屏筒12的底面開有豎槽。
[0017]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，前陰極支架5和后陰極支架6選用金屬鉭或鉬錸合金加工；內熱屏9和外熱屏10選用鉭或鉬皮加工，支撐筒11及外屏筒12選用可伐加工。
[0018]優(yōu)選地，本實用新型陰極熱子組件中，陰極-熱子結構包括:陰極筒2 ;陰極1，固定于陰極筒2的上部；熱子承載件4，固定于陰極筒2內，陰極1的下部；熱子3，固定于熱子承載件4內；其中，熱子3通過燒結粉填埋在陰極筒2內，經過燒結后，燒結粉固化結塊，形成熱子承載件4，而熱子3則被固定在熱子承載件4內。
[0019](三)有益效果
[0020]從上述技術方案可以看出，本實用新型陰極熱子組件具有以下有益效果:
[0021](1)在軸向上，前、后陰極支架為多腿支撐式結構，兩者串聯(lián)裝配在一起，具備截面面積小，熱傳導路徑長的特點，它們與開槽的支撐筒一起顯著降低了陰極-熱子結構向外傳導的熱量；
[0022](2)在徑向上，內、外熱屏與后陰極支架頂部的上圓盤部、托盤一起，形成具有顯著溫度梯度的雙層熱屏蔽，且該雙層熱屏蔽由后陰極支架隔開，從而極大減小了陰極-熱子結構向外輻射的熱量；
[0023](3)陰極-熱子結構作為一個整體，可提高熱子對陰極的加熱效率，減小熱子短路風險，增加陰極電子發(fā)射穩(wěn)定性；
[0024](4)支撐筒的結構特點和焊接位置，有助于減小陰極熱子組件結構的體積及重量，且提高了結構的力學性能。
【附圖說明】
[0025]圖1A為根據(jù)本實用新型實施例陰極熱子組件的剖面示意圖；
[0026]圖1B為根據(jù)本實用新型實施例陰極熱子組件的立體圖；
[0027]圖2A為圖1A和圖1B所示陰極熱子組件中前陰極支架的構造圖；
[0028]圖2B為圖1A和圖1B所示陰極熱子組件中后陰極支架的構造圖；
[0029]圖3為圖1A和圖1B所示陰極熱子組件中熱屏的構造圖；
[0030]圖4為圖1A和圖1B所示陰極熱子組件中支撐筒的構造圖。
[0031]【主要元件】
[0032]1-陰極；2-陰極筒；3-熱子；
[0033]4-熱子承載件；5-前陰極支架；6-后陰極支架；
[0034]7-定位件；8-托盤；9-內熱屏；
[0035]10-外熱屏； 11-支撐筒； 12-外屏筒。
【具體實施方式】
[0036]本實用新型提供了一種加熱效率高，熱屏蔽效果好，結構小型化，力學性能佳的陰極熱子組件。
[0037]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0038]在本實用新型的一個示例性實施例中，提供了一種陰極熱子組件。如圖1A和圖1B所示，本實施例陰極熱子組件包括:陰極-熱子結構；軸向熱屏蔽結構，固定于陰極-熱子結構的下部；以及徑向熱屏蔽結構，設置于陰極-熱子結構的徑向外圍。
[0039]以下對本實施例陰極熱子組件的各個組成部分進行詳細說明。
[0040]請參照圖1A和圖1B，陰極-熱子結構包括:陰極筒2 ;陰極1，固定于陰極筒2的上部，其上表面與陰極筒上表面齊平；熱子承載件4，固定于陰極筒2內，陰極1的下部；熱子3，固定于熱子承載件4內，其通過熱子承載件4對上部的陰極1進行加熱。
[0041]本實施例中，采用燒結粉來輔助制作陰極熱子組件，具體來講:熱子3通過燒結粉填埋在陰極筒2內；在燒結完成后，燒結粉固化結塊，形成熱子承載件4，而熱子3則被固定在熱子承載件4內。如此設計，陰極-熱子結構作為一個整體，可提高熱子對陰極的加熱效率，減小熱子短路風險，增加陰極電子發(fā)射穩(wěn)定性。
[0042]熱子3有兩只引腿，一只很短，點焊在陰極筒2側面，另一只較長。關于較長引腳如何外連，將在下文中詳細說明。
[0043]軸向熱屏蔽結構固定于陰極-熱子結構的下部，包括:前陰極支架5、后陰極支架
6、定位件7和托盤8。其中，前陰極支架5和后陰極支架6串聯(lián)裝配在一起。后陰極支架6的下部固定在定位件7，托盤8固定在定位件7的下方。陰極-熱子結構的下部固定在前陰極支架5的上部。前陰極支架5的下部固定在后陰極支架6的上部。
[0044]圖2A為圖1A和圖1B所示陰極熱子組件中前陰極支架的構造圖。請參照圖2A，該前陰極支架5包括:平行設置的上圓環(huán)部、下圓環(huán)部；以及設置于上圓環(huán)部和下圓環(huán)部之間的若干個支腳。其中，陰極-熱子結構固定在上圓環(huán)部上。
[0045]圖2B為圖1A和圖1B所示陰極熱子組件中后陰極支架的構造圖。請參照圖2B，該后陰極支架6包括:平行設置的上圓盤部和下圓環(huán)部；以及設置于上圓盤部和下圓環(huán)部之間的若干個支腳。其中，該上圓盤部構成軸向的第一層熱屏蔽結構。前陰極支架的下圓環(huán)部固定在后陰極支架的上圓盤部上。后陰極支架的下圓環(huán)部點焊固定在定位件7上，而定位件7焊接在托盤8上。
[0046]本實施例中，后陰極支架6頂部為一上圓盤部。托盤8焊接在定位件下方，作為軸向的第二層熱屏蔽結構。上圓盤部和托盤8之間存在后陰極支架6過渡。如此的設計顯著增加了后陰極支架6頂部的上圓盤部與托盤8的溫度差，從而顯著增加了組件軸向輻射傳熱的溫度梯度，提升了雙層熱屏蔽的隔熱效果。
[0047]此外，請參照圖2B，后陰極支架6的上圓盤部的中部具有開孔，對應的，在托盤8的中部位置也具有開孔。熱子3的較長引腿經由后陰極支架6上圓盤部的開孔、托盤上的開孔連接至電源。
[0048]請參照圖2A和圖2B，前陰極支架5和后陰極支架6中的支腳均為均勻設置的3個，并且，兩者的對應支腳在軸向錯開60°，均勻點焊在一起。這樣可以使陰極支架的支撐腿沿軸向均勻排開，不但使熱傳導路徑軸向對稱，避免局部溫度梯