[实用新型]一种600kw气体放电电子枪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子束熔炼炉电子枪，尤指一种通过辉光放电原理而引束的最大功率可达600kW气体放电电子枪。 

背景技术

电子枪是加速电子轰击靶材的一种装置，它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束，该电子束通过电子光路系统的聚焦、偏转和扫描后形成预先设定的图形。大功率的电子枪多用于熔炼设备，主要用于W、Mo、Ta、Nb等难熔金属以及光伏产业的多晶硅除磷的提纯中。 

传统的电子束熔炼用电子枪均是采用热阴极电子枪，其结构构成一般是：1.首先需要具有阴极、阳极和灯丝，为此需配设三根电控用电缆线及其相应的控制系统；2.为保证高真空度，要单独配置分子泵+旋片泵机组的两套真空系统；3.真空室内放置至少两套聚焦磁透镜及其聚焦磁透镜线圈及偏转扫描线圈，并均配装冷却水套。其工作原理和操作方法是：在枪室达到高真空状态时，首先对电子枪灯丝加热至某一温度，然后通过对电子枪的阴极和灯丝之间加上一定的静电场，致使灯丝上的电子溢出对电子枪的阴极加热；同样的道理，当电子枪阴极被加热至某一温度时，在电子枪的阴极和阳极之间加以高压静电场，电子枪的枪芯就会引出熔炼需要的高能电子束，然后电子束通过电子光路系统控制管理后直接轰击到物料上，进而完成对物料的熔炼。电子束的功率大小需要根据实际的熔炼情况进行调节，热阴极电子枪功率的大小调节方法一般均是先调节主高压，然后再调节副高压，最后调节灯丝电流；或者前三者的调节顺序互换，经常要反复的调节这三个参数以满足所需要功率大小的要求。 

从热阴极电子枪的工作原理功率的调节上即可看出，这种电子枪要正常工作需要以下几项条件，一是高真空；二是需要灯丝电源、副高压电源和主高压电源；三是需要操作员工有较高的经验技术。以上三个基本的前提条件决定了电子枪系统需要配置高真空抽气系统，灯丝变压器、副高压变压器等电源系统等装置设备以及较有经验的操作员工。因此，热阴极电子枪结构复杂，制造精度要求较高，配制辅助设备较多，对操作人员的技能、经验要求高，相应的制造和使用成本较高。 

随着工业的快速发展，目前配置使用热阴极电子枪的设备所生产的产品的竞争力有所下滑，针对这种状况，本实用新型人一直在致力于研制和开发可节省制造和使用成本的体积较小的气体放电冷阴极电子枪。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种600kW气体放电电子枪，其能够大大降低制造和使用成本，操作简单，工作强度低且工作效率高。 

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案： 

一种600kW的气体放电电子枪，包括有上部的枪罩、中部的枪体和底部的枪底座；中部的枪体中具有一电子枪芯及与枪芯一起工作而形成电子束的阳极；阳极下方是依次装在枪底座上的聚焦线圈和偏转扫描线圈，并配设有聚焦磁透镜；所述的电子枪枪芯、阳极、聚焦线圈和偏转扫描线圈均配设冷却水路； 

所述中部的枪体由一装在枪罩下的大筒体及内置于大筒体内可形成辉光放电的冷阴极筒组合构成，冷阴极筒内置有阴极电子枪芯,该冷阴极电子枪芯由单体阴极块构成，该单体阴极块通过一根电缆外接控制系统，在电子枪芯与阳极的周围形成有一个密闭气室；配设一开环控制的充气系统,该充气系统可向密闭气室中充入氢气和氧气；在冷阴极筒上方装有阴极块的封闭冷却水单元装置和固定冷阴极电子枪芯的密封固定件。 

所述600kW的气体放电电子枪中，所述阳极的冷却水路紧邻该密闭气室，在该冷却水路中配设一可监控该开环控制充气系统的充气量及其充气比例的热电偶。 

所述600kW的气体放电电子枪中，所述密闭气室中通入的氢气和氧气中，氢气至少为95%，其余为氧气。 

所述600kW的气体放电电子枪中，保持冷阴极筒内的环境压力为0.1～15Pa。 

所述600kW的气体放电电子枪中，在聚焦和偏转扫描线圈的中心为真空细筒，该真空细筒同时装有可对聚焦线圈和偏转扫描线圈进行冷却的水。 

所述600kW的气体放电电子枪中，在冷阴极筒的周围装有防放电的不锈钢环。 

所述600kW的气体放电电子枪中，所述阴极块的封闭冷却水单元装置是盘设在枪罩内的若干圈冷却水管。 

所述600kW的气体放电电子枪中，只配设一套聚焦磁透镜及配套的一组聚焦磁透镜线圈和偏转扫描线圈。 

所述600kW的气体放电电子枪的聚焦磁透镜线圈及偏转扫描线圈均放在真空外，且加有水套。