CN103617862A - 磁控管用的水冷电磁铁及磁控管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁控管及水冷电磁铁，该水冷电磁铁包括：用于形成电磁铁的环形线包绕组；安装在所述线包绕组外周的外壳，所述外壳上安装有接线柱并与所述线包绕组连接；安装在所述线包绕组上方的上盖；安装在所述线包绕组下方的底板；安装在线包绕组内的环形水套，所述环形水套与线包绕组直接接触；安装在底板上位于环形水套内的下极靴；安装在上盖上的上极靴，该上极靴部分向下延伸进环形水套内；以及安装于环形水套上方用于供冷却水进入和流出的管道；下极靴和上极靴用于形成磁控管的固定装置。本发明的技术方案采用优化设计增大散热面积，显著改善电磁铁的散热从而改善磁控管的稳定性和效率，使其满足连续稳定工作的要求。
Description
技术领域
本发明涉及磁控管、电磁铁领域，具体而言涉及一种磁控管用的水冷电磁铁及磁控管装置，是一种微波加热设备的配套装置。
背景技术
大功率连续波磁控管因体积较大，永磁铁制作困难，所以一般使用外加的电磁铁给磁控管提供磁场。目前，国内外在大功率连续波磁控管，例如2450MHz频段的磁控管上所采用的水冷电磁铁，由于结构设计不尽合理，散热面积较小，随着连续波磁控管输出功率的提升，普通水冷电磁铁在工作过程中因线包冷却不够导致温度过高，散热效果不够理想，磁场强度会不断下降，容易造成连续波磁控管工作不稳定以及效率降低，远不能满足大功率连续波磁控管长时间稳定可靠工作的需要。
现有技术中，例如第201310175106号中国专利提出了一种2450MHz频率段大功率连续波磁控管的水冷电磁铁，利用环绕的水管来对线包绕组进行冷却，但仍然有改进的空间。
发明内容
本发明目的在于提供一种磁控管用的水冷电磁铁及磁控管装置，改善水冷电磁铁的散热从而改善磁控管的稳定性和效率,满足连续稳定工作的要求。
为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种磁控管的水冷电磁铁，其中，该水冷电磁铁包括：
用于形成电磁铁的环形线包绕组；
安装在所述线包绕组外周的外壳，所述外壳上安装有接线柱并与所述线包绕组连接；
安装在所述线包绕组上方的上盖；
安装在所述线包绕组下方的底板；
安装在所述线包绕组内的环形水套，所述环形水套与所述线包绕组直接接触；
安装在所述底板上位于所述环形水套内的下极靴；
安装在所述上盖上的上极靴，该上极靴部分向下延伸进所述环形水套内；以及
安装于所述环形水套上方用于供冷却水进入的进水管和供冷却水流出的出水管；
其中，所述下极靴和上极靴用于形成磁控管的固定装置以将磁控管固定在该下极靴和上极靴之间。
进一步，所述环形水套为铜质，其具有内层和外层并嵌套形成一个具有中间空隙的环形腔。
进一步，所述环形腔内设置有一圆环形隔板用于将所述环形腔分为上下两部分，所述圆环形隔板上形成有至少2个通孔，所述进水管进入所述环形腔内并延伸穿过所述通孔中的一个，所述出水管进入所述环形腔内的上部分。
进一步，所述出水管进入所述环形腔的上部分并向下延伸1-2mm。
进一步，所述内层和外层的厚度在2-3mm之间。
进一步，所述线包绕组为3匝线包绕组构成，线包绕组为漆包铜线绕制而成。
根据本发明的改进，还提出一种磁控管装置，包括水冷电磁铁和磁控管，所述水冷电磁铁，包括：用于形成电磁铁的环形线包绕组；安装在所述线包绕组外周的外壳，所述外壳上安装有接线柱并与所述线包绕组连接；安装在所述线包绕组上方的上盖；安装在所述线包绕组下方的底板；安装在所述线包绕组内的环形水套，所述环形水套与所述线包绕组直接接触；安装在所述底板上位于所述环形水套内的下极靴；安装在所述上盖上的上极靴，该上极靴部分向下延伸进所述环形水套内；以及安装于所述环形水套上方用于供冷却水进入的进水管和供冷却水流出的出水管；
所述下极靴和上极靴形成所述磁控管的固定装置并将磁控管固定在该下极靴和上极靴之间。
进一步，所述下极靴与所述环形水套的内周过盈配合。
进一步，所述环形水套为铜质，其具有内层和外层并嵌套形成一个具有中间空隙的环形腔。
进一步，所述环形腔内设置有一圆环形隔板用于将所述环形腔分为上下两部分，所述圆环形隔板上形成有至少2个通孔，所述进水管进入所述环形腔内并延伸穿过所述通孔中的一个，所述出水管进入所述环形腔内的上部分。
进一步，所述出水管进入所述环形腔的上部分并向下延伸1-2mm。
由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于通过在水冷电磁铁内设计与线包绕组的全接触面的水冷结构，形成一个优化的环形冷却水套结构，增大与线包绕组的散热接触面，起到强劲的水冷效果。而且在进一步的优化设计中，该水套结构的强度适中，既可保证冷却效果，又可以保证一定的结构强度，在电磁铁持续工作能够保持结构的稳定，不易产生变形；在更进一步的优化设计中，对该水套结构设计优化的冷却水循环，在水套内充分循环冷却，加强对线包绕组的冷却作用。
附图说明
图1为本发明较优实施例的水冷电磁铁的结构示意图。
图2为环形水套的结构示意图。
图3为环形水套在另一方向的示意图。
图4、图5为环形水套中冷却水循环的示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
如图1所示，根据本发明的较优实施例，磁控管用的水冷电磁铁包括：用于形成电磁铁的环形线包绕组1；安装在线包绕组1外周的外壳2；安装在线包绕组1上方的上盖3；安装在线包绕组1下方的底板5；安装在线包绕组1内部的环形水套7，环形水套7与线包绕组1直接接触；安装在所述上盖上的上极靴4，该上极靴4部分向下延伸进所述环形水套7内；安装在底板5上位于所述环形水套7内部的下极靴6；以及安装于所述环形水套7上方用于供冷却水进入的进水管8-1和供冷却水流出的出水管8-2。
其中，所述上极靴4和下极靴6用于形成磁控管的固定装置，所述磁控管固定在该下极靴4和上极靴6之间。
本实施例中，所述线包绕组1为3匝线包绕组构成，线包绕组为漆包铜线绕制而成，当然并不以此为限制。
较佳地，所述下极靴6与所述环形水套7的内周过盈配合，这样可保证下极靴6在所述环形水套7内部不发生偏心，从而可以将磁控管的位置固定值而不发生偏心。
参考图2-5，环形水套7位于外壳2内，其与外壳2之间设置有一个盖板9和底板10，以将环形水套上下封闭，防止冷却水漏出。环形水套7优选为铜质，其具有内层7-1和外层7-2并嵌套形成一个具有中间空隙的环形腔7-3。如此，冷却水经由所述进水管8-1进入环形水套7内，由于环形水套采用铜质材料并且与线包绕组1直接接触，增大散热的接触面，通过环形水套7内部的冷却水进行散热。
为了增强散热效果在环形水套内形成有效的冷却水循环，本实施例中，所述环形腔7-3内设置有一圆环形隔板7-4用于将所述环形腔7-3分为上下两部分，所述圆环形隔板7-4上形成有至少2个通孔，所述进水管8-1进入所述环形腔内并延伸穿过所述通孔中的一个，所述出水管8-2进入所述环形腔的上部分中。参考图4-5中箭头所示的冷却水循环示意，冷却水经由所述进水管8-1首先进入环形腔的下部分，当下部分溢满后自动通过上述另一个通孔溢出到环形腔的上部分中，形成从下到上的循环，充分利用冷却水的冷却作用，当冷却水在环形腔的上部分内的液面逐渐上升一定位置后，从所述出水管8-2流出，这样，在水套内形成充分的冷却水循环，对线包绕组进行充分散热。
优选地，所述出水管8-2进入所述环形腔的上部分并向下延伸1-2mm，这样可保证对整个线包绕组1的散热。
环形水套的内层和外层可采用铜皮，然后卷成环形水套。如下表的试验数据所示，为使得该水套结构的强度适中，既可保证冷却效果，又可以保证一定的结构强度，能够在电磁铁持续工作能够保持结构的稳定，不易产生变形，发明人通过大量试验，发现在所述环形水套的内层和外层的厚度至少是2mm且不超过3mm时，水套结构的满足设计要求且最理想，其由内、外层的铜皮卷成环形后既可保证冷却效果，又可以保证一定的结构强度，能够在电磁铁持续工作能够保持结构的稳定，不易产生变形。如下表示：
按上述内外层厚度2-3mm的优选尺寸，在进一步优选的实施例中，发明人进行了环形腔厚度试验，通过测量线包温升来验证冷却效果与环形腔厚度的关系。试验环境和条件如下：室温30℃，冷却水流量10-16L，电磁铁温升不≤50℃计，电磁铁表面温度应≤80℃，试验结果如下：
可见，6mm时温度已超过80℃，不符合设计要求；10mm时与9mm时的温度无明显差异。
因此，所述环形腔7-3的厚度优选为7-9mm，是较为理想的尺寸。
值得一提的是，对磁控管G进行通电（高压）和水利电磁铁D通电（低压）后，整个磁控管装置工作。所述的外壳不仅可以保护电磁铁的线包绕组，并且能够保证电磁铁的线包绕组与地接触良好。
本发明还提出一种磁控管装置，包括上述水冷电磁铁和磁控管，其中该磁控管固定在所述水冷电磁铁的下极靴4和上极靴6之间。
由上述实施例可见，本发明提供的水冷电磁铁及磁控管装置，除了增大散热面积改善散热外，由于采用了具有一定结构强度的铜质环形水套，该水套可同时作为线包绕组的支撑，直接将线包绕组绕制在其外周，形成电磁铁的核心部件，同时对绕组进行有效的散热，相比现有技术中需要额外制作内筒用于绕制线包绕组的结构，本发明的结构更优化。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种磁控管用的水冷电磁铁，其特征在于，该水冷电磁铁包括：
用于形成电磁铁的环形线包绕组；
安装在所述线包绕组外周的外壳，所述外壳上安装有接线柱并与所述线包绕组连接；
安装在所述线包绕组上方的上盖；
安装在所述线包绕组下方的底板；
安装在所述线包绕组内的环形水套，所述环形水套与所述线包绕组直接接触；
安装在所述底板上位于所述环形水套内的下极靴；
安装在所述上盖上的上极靴，该上极靴部分向下延伸进所述环形水套内；以及
安装于所述环形水套上方用于供冷却水进入的进水管和供冷却水流出的出水管；
其中，所述下极靴和上极靴用于形成磁控管的固定装置以将磁控管固定在该下极靴和上极靴之间。
2.根据权利要求1所述的磁控管的水冷电磁铁，其特征在于，所述环形水套为铜质，其具有内层和外层并嵌套形成一个具有中间空隙的环形腔。
3.根据权利要求2所述的磁控管的水冷电磁铁，其特征在于，所述环形腔内设置有一圆环形隔板用于将所述环形腔分为上下两部分，所述圆环形隔板上形成有至少2个通孔，所述进水管进入所述环形腔内并延伸穿过所述通孔中的一个，所述出水管进入所述环形腔内的上部分。
4.根据权利要求3所述的磁控管的水冷电磁铁，其特征在于，所述出水管进入所述环形腔的上部分并向下延伸1-2mm。
5.根据权利要求1所述的磁控管的水冷电磁铁，其特征在于，所述内层和外层的厚度在2-3mm之间。
6.一种磁控管装置，包括水冷电磁铁和磁控管，其特征在于,所述水冷电磁铁，包括：用于形成电磁铁的环形线包绕组；安装在所述线包绕组外周的外壳，所述外壳上安装有接线柱并与所述线包绕组连接；安装在所述线包绕组上方的上盖；安装在所述线包绕组下方的底板；安装在所述线包绕组内的环形水套，所述环形水套与所述线包绕组直接接触；安装在所述底板上位于所述环形水套内的下极靴；安装在所述上盖上的上极靴，该上极靴部分向下延伸进所述环形水套内；以及安装于所述环形水套上方用于供冷却水进入的进水管和供冷却水流出的出水管；
所述下极靴和上极靴形成所述磁控管的固定装置并将磁控管固定在该下极靴和上极靴之间。
7.根据权利要求6所述的磁控管装置，其特征在于，所述下极靴与所述环形水套的内周过盈配合。
8.根据权利要求6所述的磁控管装置，其特征在于，所述环形水套为铜质，其具有内层和外层并嵌套形成一个具有中间空隙的环形腔。
9.根据权利要求8所述的磁控管装置，其特征在于，所述环形腔内设置有一圆环形隔板用于将所述环形腔分为上下两部分，所述圆环形隔板上形成有至少2个通孔，所述进水管进入所述环形腔内并延伸穿过所述通孔中的一个，所述出水管进入所述环形腔内的上部分。
10.根据权利要求9所述的磁控管装置，其特征在于，所述出水管进入所述环形腔的上部分并向下延伸1-2mm。
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