[实用新型]一种电子枪的枪芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冶炼用设备部件，尤指一种电子枪枪芯的结构改良。

背景技术

电子束熔炼炉的电子枪是冶炼工艺用的产生电子束的装置，主要用来引出冶炼工艺所需要的具有一定方向和光斑直径大小的电子束，其引出的电子束能够对难熔金属、合金及其化合物和复合材料(这些材料具有独特的高熔点以及其他一些特有的性能，因此，在国民经济中占有重要地位，尤其是在国防军工、航空航天、电子信息、能源、防化、冶金和核工业等领域有着不可替代的作用，受到世界各国的高度重视，已成为材料科学界最为活跃的研究)进行熔炼，以到达提纯或拉单晶等多种目的。因此电子枪是电子束炉的关键核心部件，而枪芯是电子枪产生电子束的部件。

枪芯是电子枪产生电子束的发生系统，电子枪枪芯的高压静电场一般设计为由一根灯丝和三个电极组成，三个电极分别为阴极、聚束极、阳极。阴极和聚束极等电位，阳极接地。只有在合理的设计和选择这三个电极之间的形状及其之间的距离、间隙的情况下，才可使各电极在接上相应的工作电压之后在其空间产生合适形状的等电位分布，形成一个理想的高压静电场。因此，电子束发生系统的结构直接影响一个电子枪的性能、发射能力以及电子束的轨迹，进而影响到整个电子枪的性能。因此，在某种意义上可以认为：枪芯是电子束炉核心的核心部件。

枪芯的工作原理：对枪芯的灯丝加上低压大电流使其能够本身发热，同时在阴极块和灯丝之间加上2500~3000伏特的直流电压，在这种情况下(高温和电压)，灯丝发出电子，这些从灯丝上发出的电子轰击到阴极块上，(这里灯丝发出的电子轰击到阴极上的电流即是大家通常说的轰击电流)，从而使阴极块温度升高到2000℃以上，同样，阴极块在阴极与阳极之间几万伏特的高压下溢出电子飞向阳极，这些电子形成的电流即通常所说的电子束炉的束电流。其后电子束经过阳极孔进入电子光路系统，最后轰击到要熔炼的料上进行熔炼。

电子枪的枪芯是在真空状态下工作的，因此密封的好坏直接决定着电子枪能够工作使用，但电子枪枪芯的灯丝32的温度在2000多度以上，并且阴极块36在轰击电流的加热下，其表面的工作温度也在2000度以上，因此电子枪枪芯产生的大量热量就会对枪芯的密封构成了很大的威胁，因此要对枪芯的冷却就显得十分必要。

若枪芯采用水冷方式，则枪芯中要有很多水路，因为在电极中通有电流时电极会产生热量，所以冷却水只能通过高压电极作为冷却水路(结构变的比较复杂，体积也较大)。而水箱的电压却是零电压，因此，在枪芯和水箱之间存在着压差，所以要在枪芯和水箱之间加上很长的绝缘冷却水管，以增加电阻来减小冷却水中的电流，从而减小通过冷却水带走的功率损失。若不采用较长的冷却水管，则会造成电子枪枪芯灯丝的的功率上不去，从而造成电子枪的实际使用功率上不去，或者就是电子枪的使用功率能够达到，但在冷却水通过管路时损失了大量的功率，从而也带来了电源的配置等方面成本提高的弊端等等。在枪芯内焊点较多，高温下易漏水从而破坏真空，且阴极块因漏水而致废，致使电子枪不能工作。

另外电子枪工作时，与灯丝和阴极块相连接的相关零部件均会处在高温之下，若涉及到灯丝与阴极块之间的距离的基准定位点选择不恰当，则相关零部件的热膨胀会造成灯丝与阴极块之间的距离变化较大，从而对所引出的电子束的形状和束流大小以及阴极块和灯丝寿命等造成的影响不容忽视。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电子枪枪芯的改良结构，其可以改进现有电子枪的性能，使之可以减小体积、减少焊接而克服易泄漏的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

一种电子枪的枪芯，包括由阴极、聚束极、阳极、灯丝和极芯构成的枪芯本体，其中阴极、聚束极、阳极和灯丝位于发射头内，在极芯的上部外围套有绝缘及散热体，在套有绝缘及散热体的局部段接出一对横向接线柱，极芯的顶端固定接有纵向接线柱；所述的灯丝通过灯丝固定块与一套在极芯上的灯丝电极筒连接，将灯丝、灯丝固定块、灯丝电极筒和极芯一体部件制成；所述散热体为一对上、下分别设置的散热块，所述极芯上部外围套有的绝缘体为一组相互分离设置的绝缘磁座和绝缘筒，绝缘磁座紧邻发射头，上散热块、上横向接线柱位于绝缘筒的上方，下散热块、下横向接线柱位于绝缘筒的下方，绝缘筒与下方部件接合部置有碟簧。

在枪芯的外面加上一个安全罩，在安全罩上安装一个风机；在枪芯的顶端设置一可起散热作用的圆板；将上、下散热块外表面加工成翅面形状。

所述的极芯相对其外围部件自由滑动。

本实用新型的优点是：