一种阴极可更换的电子直线加速器二极电子枪

摘要

一种阴极可更换的电子直线加速器二极电子枪，包括电子枪的阳极、阴极、陶瓷筒外壳以及底座，阳极固定在阳极法兰内，阴极安装于聚束极内，底座盖设在陶瓷筒外壳上端，陶瓷筒外壳内轴向设有阴极支柱，阴极支柱的上端与底座可拆连接、下端与聚束极的上端相可拆连接，阴极支柱内同轴设有互相可拆连接的上电极和下电极，阴极的上端通过阴极引出线与下电极相连接，上电极穿过底座通过接线柱与高压电源相连接，陶瓷筒外壳的外表面缠绕有硅胶带，底座与陶瓷筒外壳的连接处浇筑有用于防止高压爬电的硅橡胶。本发明结构合理，阴极可更换方便，电子枪工作稳定可靠，极大地延长了使用寿命，降低设备使用成本，同时又起到了防止高压爬电的作用。

说明书

技术领域

本发明属于电子加速器技术领域，尤其涉及一种阴极可更换的电子直线加速器二极 电子枪。

背景技术

电子枪是电子直线加速器中一个十分重要部件，其工作参数和技术指标对加速器性 能影响极大。电子枪又是有寿命的消耗性的电真空器件，通常寿命为数千小时，更换时 十多万元一个的电子枪只能报废，增加了设备使用成本。电子枪工作电压50～80KV， 报废的主要原因是阴极组件损坏和陶瓷漏气，通常阴极损坏是不可逆的，陶瓷部分故障 一般是焊接处残余应力或高压爬电打火引起，出了故障一般无法修复只能报废。

经查，现有专利号为CN200310112614.0的中国发明专利《一种电子直线加速器用 电子枪》，它包括电子枪机械结构和控制电路两部分，电子枪机械结构主要由无钽皮作 基底材料的六硼化镧阴极、电子枪聚焦电极、电子枪阳极、电子枪灯丝组件聚焦筒、电 子枪安装法兰、支架、灯丝及阴极接线柱和电子枪陶瓷筒外壳等部件组成，控制电路包 括高压隔离灯丝变压器、阴极轰击高压稳压电源、高压脉冲变压器，还包括由取样电阻、 阴极轰击电流设定电压、直流放大器和电压控制交流调相调压模块所组成的负反馈控制 电路。这种电子枪能克服阴极轰击功率不稳定的问题，能延长电子枪的使用寿命，但是 其阴极也是不可更换的，阴极损坏后整个电子枪就只能报废，这极大地影响了电子枪的 使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理、工作稳定可靠的阴极可更换的电 子直线加速器二极电子枪，阴极更换方便，电子枪使用寿命长，极大地降低了设备使用 成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种阴极可更换的电子直线加速器 二极电子枪，包括电子枪的阳极、阴极、陶瓷筒外壳以及底座，阳极固定在阳极法兰内， 阴极安装于聚束极内，底座盖设在陶瓷筒外壳的上端，其特征在于：所述陶瓷筒外壳内 轴向设有阴极支柱，阴极支柱的上端与底座可拆连接、下端与聚束极的上端相可拆连接， 阴极支柱内同轴设有互相可拆连接的上电极和下电极，阴极的上端通过阴极引出线与下 电极相连接，上电极穿过底座通过接线柱与高压电源相连接，陶瓷筒外壳的外表面缠绕 有硅胶带，底座与陶瓷筒外壳的连接处浇筑有用于防止高压爬电的硅橡胶。

作为改进，所述阴极支柱为圆筒状，阴极支柱轴向设置在陶瓷筒外壳内的中心位置， 阴极支柱的上下两端设有与底座、聚束极相连接的外螺纹，底座上设有供上电极穿置的 中心孔，底座的下表面对应于中心孔的位置凹设有与阴极支柱的上端相连接的带有内螺 纹的连接槽，聚束极呈倒Y形，聚束极的下部开口边缘设有安装孔，阴极设置在聚束极 的上部缩径的筒状结构内，在聚束极的上部筒状结构的上开口内壁上设有与阴极支柱的 下端相连接的内螺纹。

作为改进，所述阴极支柱的侧面下部径向开设有阴极安装孔，阴极安装孔内设有用 于固定阴极引出线的紧固件。

作为改进，所述阴极支柱的侧面、阴极安装孔的上方径向设有二个下电极定位孔， 下电极定位孔上插置有用于固定下电极定位块的定位销。

作为改进，所述上电极和下电极的结构相同，上电极和下电极的中部均套设有陶瓷 绝缘层，下电极的陶瓷绝缘层下端设有与下电极固定块焊接固定的下连接部，下电极的 下端穿过陶瓷绝缘层、下电极固定块与阴极引出线相连接，上电极的陶瓷绝缘层的上端 设有与底座的中心孔相焊接的上连接部，上电极的上端穿过底座与接线柱相连。

再改进，所述上电极和下电极的陶瓷绝缘层之间支撑有一具有耐热性的弹簧，上电 极和下电极通过弹簧相连接连接。

再改进，所述上电极的陶瓷绝缘层下端设有上弹簧定位块，下电极的陶瓷绝缘层上 端设有下弹簧定位块，弹簧套设在上电极和下电极外、支撑在上弹簧定位块和下弹簧定 位块之间。

进一步改进，所述阳极设置在聚束极的正下方，阳极包括布设有多个孔的阳极板和 阳极头，阳极头通过阳极头螺帽固定设置在阳极板的中心位置，阳极头的中心与阴极在 同一轴线上，阳极板为圆形，阳极板的边缘设有与阳极法兰相连接的固定孔，阳极板通 过螺栓与阳极法兰固定连接。

进一步改进，所述阳极法兰上设有与陶瓷筒外壳的下端相连接的连接筒，聚束极设 置在连接套内，陶瓷筒外壳与连接筒的连接处浇筑有硅橡胶。

再进一步改进，所述连接筒的外侧设有一用于在储存期间维持高真空状态的钛泵， 连接筒的侧部设有连接管与钛泵相连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将阴极设计成可方便更换结构，故障时只需 以很小的代价就可以更换，极大地提高了整个电子枪的使用寿命，降低了成本；陶瓷筒 外壳设计成特制结构，除了保证组装精度和准直外，消除了焊接残余应力，陶瓷筒外壳 表面包裹硅胶，防止了高压爬电打火，并且在陶瓷陶瓷筒外壳与底座、连接筒的连接处 均浇筑硅橡胶，既防止了高压爬电，又有遮挡焊痕美化外观的作用；电子枪本身还带有 一个钛泵，可以在储存期间维持高真空状态。本发明结构合理，阴极可更换方便，电子 枪工作稳定可靠，极大地延长了使用寿命，降低设备使用成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中下电极的放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1、2所示，一种阴极可更换的电子直线加速器二极电子枪，包括电子枪的陶 瓷筒外壳1、底座4、连接筒12、阳极2、阴极支柱5、阴极3、上电极7、下电极8以 及聚束极6等，底座4密封盖设在陶瓷筒外壳1的上端，连接筒12与陶瓷筒外壳1的 下端密封连接，在陶瓷筒外壳1的外表面缠绕有硅胶带1.1，陶瓷筒外壳1与底座4、连 接筒12的连接处均浇筑硅橡胶13，既防止了高压爬电，又有遮挡焊痕美化外观的作用， 阴极支柱5为圆筒状，轴向设置在陶瓷筒外壳1内的中心位置，阴极支柱5的上端与底 座4可拆连接、下端与聚束极6的上端相可拆连接，上电极7和下电极8同轴设置在阴 极支柱5内，上电极7的上端穿过底座4通过接线柱14与高压电源相连接，阴极3安 装于聚束极6内，阴极3的上端通过阴极引出线31与下电极8相连接；阴极支柱5的 上下两端设有与底座4、聚束极6相连接的外螺纹，底座4上设有供上电极7穿置的中 心孔，底座4的下表面对应于中心孔的位置凹设有与阴极支柱5的上端相连接的带有内 螺纹的连接槽，聚束极6呈倒Y形，聚束极6的下部开口边缘设有安装孔61，阴极3 设置在聚束极6的上部缩径的筒状结构内，在聚束极6的上部筒状结构的上开口内壁上 设有与阴极支柱5的下端相连接的内螺纹，这样阴极支柱5就与底座4、聚束极6连接 在一起，聚束极6设置在连接筒12内，聚束极6的上部筒状结构伸入陶瓷筒外壳1内 与阴极支柱5相连接，并在聚束极6与阴极支柱5连接处还设有定紧销11，以使得连接 更加牢固稳定；阴极支柱5的侧面下部径向开设有阴极安装孔51，阴极安装孔51内设 有用于固定阴极引出线31的紧固件，阴极支柱5的侧面、阴极安装孔51的上方径向设 有二个下电极定位孔52，下电极定位孔52上插置有用于固定下电极定位块84的定位销 10，上电极7和下电极8的结构相同，上电极7和下电极8通过一具有耐热性的弹簧9 相连接连接，上电极7和下电极8的中部均套设有陶瓷绝缘层71和81，下电极8的陶 瓷绝缘层81下端设有与下电极固定块84焊接固定的下连接部82，下电极8的下端穿过 陶瓷绝缘层81、下电极固定块84与阴极引出线31相连接，上电极7的陶瓷绝缘层71 的上端设有与底座4的中心孔相焊接的上连接部72，上电极7通过上连接部72与底座 4固定连接，上电极7的上端穿过底座4与接线柱14相连，上电极7的陶瓷绝缘层71 下端设有上弹簧定位块73，下电极8的陶瓷绝缘层81上端设有下弹簧定位块83，弹簧 9套设在上电极7和下电极8外、支撑在上弹簧定位块73和下弹簧定位块83之间；阳 极2固定在阳极法兰内24，位于聚束极6的正下方，阳极2包括布设有多个孔的阳极板 21和阳极头22，阳极头22通过阳极头螺帽23固定设置在阳极板21的中心位置，阳极 头22的中心与阴极3在同一轴线上，阳极板21为圆形，阳极板21的边缘设有与阳极 法兰24相连接的固定孔211，阳极板21通过螺栓与阳极法兰24固定连接，连接筒12 的下端固定在阳极法兰24上，在连接筒12的外侧设有一用于在储存期间维持高真空状 态的钛泵15，连接筒12的侧部设有连接管16与钛泵15相连接。

阴极3发生故障或损坏时，首先拆卸阳极板21，旋动聚束极6，由于在聚束极6 与阴极支柱5连接处还设有定紧销11，固可将聚束极连同阴极支柱5一起卸下，之后松 脱定紧销11及阴极引出线与下电极8连接，再旋下聚束极6，即可更换位于聚束极内的 阴极，整个过程可在数分钟内完成。

本发明将阴极组件制作成可以更换的结构，在使用过程中，如果阴极3发生故障或 损坏时，可以方便地进行更换，不至于整个报废，极大地提高了整个电子枪的使用寿命， 降低了成本。另外，陶瓷筒外壳表面包裹硅胶，防止了高压爬电打火，并且在陶瓷筒外 壳与底座、连接筒的连接处均浇筑硅橡胶，既防止了高压爬电，又有遮挡焊痕美化外观 的作用，并且焊接点与连接点不设置在同一平面，焊接处工件厚度减薄，以减少焊接时 产生的形变及消除残余应力。