CN104966653A - 速调管电子枪除气台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种速调管电子枪除气台。该速调管电子枪除气台包括：台架；第一工作台和第二工作台，相互独立地设置于台架的工作台面上，用于容置待除气的速调管电子枪；真空系统，用于对两工作台抽真空；电极系统，用于为容置于两工作台内的速调管电子枪提供电流和电压；以及电气控制系统，用于对第一工作台和第二工作台内真空度进行监测，并对真空系统和电极系统进行控制。本发明中，双工位工作台能够独立或同时工作，且其中一工位放大气后，另一工位的真空度不低于6×10^-6Pa，有效缩短了电子枪的制作周期，提高了工艺效率。

Description

速调管电子枪除气台

技术领域

本发明涉及真空电子学技术领域，尤其涉及一种速调管电子枪除气台。

背景技术

电子枪是速调管最重要的部件之一，由阴极-热子组件、聚焦极组件、阳极和阳极支撑筒组件、电子枪绝缘段组件、阴极热子引线组件和电子枪底座组件等部分组成，其功能是产生和形成一定形状的电子注。

在速调管研制过程中，电子枪组件的装配和焊接，保证了阴极、聚焦极和阳极间的距离和对中，而真空除气是决定电子管品质最为重要的工序之一。电子枪组件真空预除气保证电子枪具有良好的洁净度，为长寿命、高质量、具有良好电气性能的大功率真空电子器件提供保障。其主要作用是：对阴极进行预加热，获得灯丝伏安特性与温度的关系，模拟电子枪正常工作时的电流、电压及所需真空度；阴极被加热使得阴极材料蒸散，减小电子枪材料工作时的放气速率。目前，电真空器件真空排气系统的研究报告较多，而对微波管电子枪真空除气特性的研究及用于电流、电压和温度测量的装置鲜有报道。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种速调管电子枪除气台，以实现高质量的速调管电子枪除气。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种速调管电子枪除气台。该速调管电子枪除气台包括：台架1；第一工作台39和第二工作台40，相互独立地设置于台架1的工作台面23上，用于容置待除气的速调管电子枪；真空系统，用于对两工作台抽真空；电极系统，用于为容置于两工作台内的速调管电子枪提供电流和电压；以及电气控制系统，用于对第一工作台39和第二工作台40内真空度进行监测，并对真空系统和电极系统进行控制。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明速调管电子枪除气台具有以下有益效果：

(1)电子枪预除气台通过真空系统能够获得超高真空，极限真空度优于2×10^-7Pa。

(2)双工位工作台能够独立或同时工作，且其中一工位放大气后，另一工位的真空度不低于6×10^-6Pa，有效缩短了电子枪的制作周期，提高了工艺效率；

(3)预除气工作台可以通过石英钟罩监测电子枪在不同电流和时间时的温度曲线，获得的实验数据为速调管后续工序提供依据；

(4)短粗直的真空管道与真空泵构成的双工位结构紧凑，占用空间小，操作方便，制作成本低。

附图说明

图1为根据本发明实施例速调管电子枪出气台中真空系统的示意图；

图2是图1中电子枪除气台真空系统的左视图；

图3为根据本发明实施例速调管电子枪出气台中电气控制系统的示意图。

【主要元件】

1-台架；           2-分子泵FF200/1200C； 3-不锈钢螺栓M8*35；

4-无氧铜垫圈200；  5-第一插板阀；         6-真空管道；

7-第一固定座；     8-电极；               9-接料盘支柱；

10-接料盘；        11-快接不锈钢波纹管；

12-刀口法兰波纹管CF35-150；               13-无氧铜密封圈35；

14-石英玻璃罩；    15-刀口法兰；          18-热偶规管；

16-超高真空全金属角阀CD-J35；             17-电离规管；

19-放气阀；        20-卡箍KF40；          21-离子泵SP1000；

22-机械泵排气口；  23-不锈钢工作台面；    24-机械泵TRP-48；

25-报警指示灯；    26-分子泵启动允许指示灯；

27-离子泵启动允许指示灯；           28-灯丝电源开允许指示灯；

29-触摸显示屏；    30-真空计；

31-灯丝电源；      32-稳压电源；        33-分子泵电源；

34-离子泵电源；    35-压差式充气阀GYC-JQ40；36-三通KF40；

37-三通连接管；    38-不锈钢管；39-第一工作台；40-第二工作台；

41-第二固定座；42-第二插板阀；43-第三插板阀；44-第四插板阀。

具体实施方式

本发明提供了一种具有双工位工作台的速调管电子枪除气台，其具有结构紧凑、可靠性高、测量参数全等优点，可有效缩短电子枪的制作周期。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种速调管电子枪除气台。本实施例速调管电子枪除气台包括：台架1；第一工作台39和第二工作台40，相互独立地设置于所述台架1的工作台面23上，用于容置待除气的速调管电子枪；真空系统，用于对两个工作台进行抽真空；电极系统，用于为容置于两工作台上的处于真空状态的速调管电子枪提供电流和电压；电气控制系统，用于对两工作台的真空度进行监测，并对真空系统和电极系统进行控制，实现对容置于两工作台上的速调管电子枪的除气。

本实施例中，台架1为具有一工作台面的架体，在不锈钢工作台面上对称设置两个工作台-第一工作台39和第二工作台40。两个接料盘支柱9一端分别与相应的工位焊接固定，另一端与接料盘焊接固定。

在工作台面23上两工作台的位置上分别安装石英钟罩14。石英钟罩与下方的工作台面采用L型氟橡胶密封圈密封连接，构成密封的工作台。在工作台的下方，设置有相应的固定座，用于工作台和真空系统之间的真空连接，及和电极系统的电性连接。其中，第一固定座7对应第一工作台39；第二固定座41对应第二工作台40。

真空系统通过固定座对工作台进行抽真空获得超高真空。石英钟罩要求承受一定压力和温度，因此主体是直立的圆筒形回转体，底部端口形状为圆形平面，顶部为半球形。

电极系统用于为容置于两工作台上的速调管电子枪提供电流和电压，包括：设置于工作台面23下方，对应工作台位置的两电极8。固定座7与电极8通过刀口法兰15连接。工作台上放置的速调管电子枪的电性连接设置于工作台面下方相应的电极8上。该两电极8的前端分别通过相应的固定座连入真空系统内，为处于真空状态的速调管电子枪提供电流和电压。

图1为根据本发明实施例速调管电子枪出气台中真空系统的示意图。请参照图1，真空系统包括：机械泵24、分子泵2和离子泵21。其中，分子泵2位于第一工作台39的下部。离子泵21位于第二工作台40的下部。

机械泵24的进气口连接至与分子泵2的出气口；分子泵2的进气口连接到第一工作台39。离子泵21的进气口连接至第二工作台40。分子泵2的进气口和离子泵21的进气口通过真空管道连接。在实际工作中，可以根据需要开启相应的真空泵，对第一工作台39和第二工作台40抽真空。

请参照图1，真空管道6为“H”型的真空管道。分子泵2的进气口通过无氧铜垫圈4、第一插板阀5和不锈钢螺栓3与真空管道6的第一端口连接。真空管道6的第二端口通过第二插板阀42、第一固定座7与第一个工作台39连接。其中，第一端口和第二端口为处于同一垂线的端口。

离子泵21的进气口通过第三插板阀43连接至真空管道6的第三端口，真空管道6的第四端口通过第四插板阀44和第二固定座41与第二工作台连接。其中，第三端口和第四端口为处于同一垂线的端口。

图2是图1中电子枪除气台真空系统的左视图。如图2所示，速调管电子枪除气台还包括：三通件36。机械泵24的进气口通过压差式充气阀35、三通件36的第一端口、三通连接管37与分子泵2的出气口端连接。机械泵24通过压差式充气阀35、三通件36的第三端口、快接不锈刚波纹管11和不锈钢管38与两个超高真空全金属角阀16连接。两个超高真空全金属角阀16分别通过刀口法兰与两个固定座7连接，快接不锈刚波纹管11和三通件36通过卡箍20固定。刀口法兰波纹管12和不锈钢管38通过螺栓固定。放气阀19通过卡箍20与不锈钢管38固定连接。

机械泵24、压差式充气阀35、三通件36、快接不锈刚波纹管11、刀口法兰波纹管12、不锈钢管38和金属角阀16分别与两个工作台连接，组成真空系统的旁路系统，通过金属角阀的开启和关闭实现两个工作台的预抽真空达到分子泵的启动要求。

其中，第一插板阀5、第二插板阀42、第三插板阀43和第四插板阀44均为超高真空手动插板阀。在各个工作状态下，插板阀的开合状态如下：

(1)当第一工作台独立工作时，开启第一插板阀5、第二插板阀42和第三插板阀43，关闭第四插板阀44；

(2)当第二工作台独立工作时，开启第一插板阀5、第三插板阀43和第四插板阀44，关闭第二插板阀42；

(3)当第一和第二工作台同时工作时，开启第一插板阀5、第二插板阀42、第三插板阀43和第四插板阀44。

所述真空计的真空度测量通过4个CC-200超高真空插板阀的转换，实现每个工作台可以单独工作或两工作台同时工作，且其中一工作台放大气后，另一位的真空度不低于6×10^-6Pa。

图3为根据本发明实施例速调管电子枪出气台中电气控制系统的示意图。请参照图3，电气控制系统是PLC控制系统，机械泵24，分子泵2，压差式充气阀35，离子泵电源34，电子枪灯丝电源30和真空计30均通过控制线路与电气控制系统连接。该电气控制系统包括：真空计30、分子泵电源33、稳压电源32、离子泵电源34、灯丝电源31及触摸屏29。

分子泵电源33与分子泵连接，用于控制分子泵2的启动和关闭。

离子泵电源32与离子泵连接，用于控制离子泵21的启动和关闭，其中离子泵的启动条件是真空度优于5×10^-4Pa，且真空管道及工作腔室经过充分烘烤去气。

机械泵与压差式充气阀接在同一电源上，泵的启动与停止直接控制了阀门的开启与关闭。当泵停止工作或电源突然中断时，阀门能自动将真空管路封闭，并将大气通过泵的出气口充入泵腔，避免泵油返流污染真空系统。

两套灯丝电源31分别与两个电极8连接，分别控制两个工作台上电子枪的电流和电压。稳压电源32与灯丝电源31连接，防止电压、电流的波动对电子枪造成的危害。

真空计30与热偶规和电离规连接，用于监测真空系统的真空度。为了同时测量低真空和高真空时的真空度，该真空计采用复合真空计。

热偶规18和电离规17分别连接至真空管道6。其中，热偶规18与真空计30连接，用于测量两工作台低真空时的真空度。电离规17与真空计30连接，用于测量两工作台高真空时的真空度。

两工作台共用一套数显真空计30、一个分子泵电源33和一个离子泵电源34。

为防止误操作，控制面板上均配有分子泵启动允许指示灯26、离子泵启动允许指示灯27及分解电源开允许指示灯28。

分子泵启动允许指示灯26与真空度关联，真空度低于10Pa时，分子泵电源不允许分子泵启动。

离子泵启动允许指示灯27与真空度关联，真空度低于2.0×10^-3Pa时，离子泵电源不允许离子泵启动。

灯丝电源开允许指示灯28，关联真空度，真空度低于3.0×10^-4Pa时，灯丝电流维持恒定或控制系统电源自动断电，同时触摸显示屏29上显示炉真空度异常。

在两工位同时工作的情况下，本实施例速调管电子枪除气台工作过程中的操作流程包括：

步骤A：准备工作：检查水路、电路是否正常。

步骤B：关闭各个插板阀(5、42、43、44)，打开放气阀19开关，除气台进行放气，取下石英钟罩。

步骤C：将电子枪放置到除气台上，电子枪灯丝两极分别与预除气台接料盘10和电极8连接，注意接线要紧固，罩上石英钟罩，关闭放气阀门。

步骤D：启动机械泵24，打开压差式充气阀35和超高真空全金属角阀16，待真空度优于10Pa，开分子泵电源并启动，打开分子泵连接的第一插板阀5、第二插板阀42和第四插板阀44，开冷却水后关闭超高真空全金属角阀16。

步骤E：分子泵正常工作，待真空度优于2.0×10^-3Pa时，慢慢打开离子泵连接的第四插板阀44直至阀门全部打开。

步骤F：待真空度优于3.0×10^-4Pa时，按下加热电源“开”按钮开始对两工位上的电子枪进行加热。

步骤G：电子枪缓慢加热，真空度优于1×10^-4Pa时逐步加电流1A～2A，在组件加热过程中真空计显示系统真空度优于2×10^-4Pa；

步骤H：在电子枪加热过程中，如需要测量阴极的温度，使用红外测温仪测量温度(600～1300℃)，红外测温仪测温之前须根据阴极的材质校正发射系数。

步骤I：真空除气24-96小时，以充分去除两工位电子枪表面及内部吸附的气体、易挥发的物质；待电子枪加热完毕后，将灯丝电流旋钮至“0”，预除气过程结束；

步骤J：关机：关闭离子泵、分子泵连接的超高真空手动插板阀，然后按下离子泵、分子泵“停止”钮，待分子泵转速为零后，关闭分子泵电源、机械泵电源、冷却水及相应阀门。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明速调管电子枪除气台有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)机械泵是可以用干泵来代替；

(2)压差式充气阀可以用电磁阀来代替；

(3)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。

综上所述，本发明提供一种具有双工位工作台的速调管电子枪除气台，其具有结构紧凑、可靠性高、测量参数全等优点，可有效缩短电子枪的制作周期，具有较好的推广应用价值。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种速调管电子枪除气台，其特征在于，包括：

台架(1)；

第一工作台(39)和第二工作台(40)，相互独立地设置于所述台架(1)的工作台面(23)上，用于容置待除气的速调管电子枪；

真空系统，用于对两工作台抽真空；

电极系统，用于为容置于两工作台内的速调管电子枪提供电流和电压；以及

电气控制系统，用于对所述第一工作台(39)和第二工作台(40)内真空度进行监测，并对真空系统和电极系统进行控制。

2.根据权利要求1所述的速调管电子枪除气台，其特征在于，在工作台面(23)上两工作台的位置上分别安装石英钟罩(14)；

两石英钟罩(14)与下方的工作台面采用L型氟橡胶密封圈密封连接，构成密封的第一工作台(39)和第二工作台(40)。

3.根据权利要求2所述的速调管电子枪除气台，其特征在于，所述石英钟罩(14)的底部端口形状为圆形平面，顶部为半球形。

4.根据权利要求2所述的速调管电子枪除气台，其特征在于，在工作台面(23)的下方，第一工作台(39)的对应位置设置第一固定座(7)；第二工作台(40)的对应位置设置第二固定座(41)；

该第一固定座(7)和第二固定座(41)用于相应工作台与真空系统、电极系统之间的连接。

5.根据权利要求4所述的速调管电子枪除气台，其特征在于，所述电极系统包括：设置于工作台面(23)下方，对应工作台位置的两电极(8)；

其中，该两电极(8)的前端分别通过相应固定座连入真空系统内，为处于相应工作台上的真空状态的速调管电子枪提供电流和电压；

所述电气控制系统包括：两套的灯丝电源(31)和稳压电源(32)；其中，两套灯丝电源和稳压电源分别与相应的电极连接，用于控制相应工作台上电子枪的电流和电压。

6.根据权利要求4所述的速调管电子枪，其特征在于，所述真空系统包括：机械泵(24)、分子泵(2)和离子泵(21)；

分子泵(2)位于第一固定座(7)的下部，其进气口连接到第一固定座(7)；

机械泵(24)位于分子泵(2)的下部，其进气口连接至与分子泵(2)的出气口，其出气口连接至大气；

离子泵(21)位于第二固定座(41)的下部，其进气口连接至第二固定座(41)；

其中，分子泵(2)的进气口和离子泵(21)的进气口通过真空管道(6)连通。

7.根据权利要求6所述的速调管电子枪除气台，其特征在于，所述真空管道(6)为“H”型的真空管道；

所述分子泵(2)的进气口通过第一插板阀(5)与真空管道(6)的第一端口连接；真空管道(6)的第二端口通过第二插板阀(42)连接至第一固定座(7)，该第一端口和第二端口为处于同一垂线的端口；

所述离子泵(21)的进气口通过第三插板阀(43)连接至真空管道(6)的第三端口；真空管道(6)的第四端口通过第四插板阀(44)连接至第二固定座(41)，第三端口和第四端口为处于同一垂线的端口。

8.根据权利要求7所述的速调管电子枪除气台，其特征在于，还包括：三通件(36)；

其中，该三通件(36)的第一端口连接至机械泵(24)进气口，第二端口连接至分子泵(2)的出气口；第三端口分别通过角阀连接至第一固定座(7)和第二固定座(41)。

9.根据权利要求7所述的速调管电子枪除气台，其特征在于：

第一工作台(39)独立工作时，开启第一插板阀(5)、第二插板阀(42)和第三插板阀(43)，关闭第四插板阀(44)；

第二工作台(40)独立工作时，开启第一插板阀(5)、第三插板阀(43)和第四插板阀(44)，关闭第二插板阀(42)；或

第一工作台(39)和第二工作台(40)同时工作时，开启第一插板阀(5)、第二插板阀(42)、第三插板阀(43)和第四插板阀(44)。

10.根据权利要求9所述的速调管电子枪除气台，其特征在于，所述电气控制系统包括：热偶规(18)、电离规(17)和真空计(30)；

其中，热偶规(18)和电离规(17)分别连接至真空管道(6)内，热偶规(18)与真空计(30)连接，用于测量两工作台低真空时的真空度；电离规(17)与真空计(30)连接，用于测量两工作台高真空时的真空度。