CN105304434B - 一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，包括：圆筒形的阴极外壳，设置在阴极外壳内的石墨阴极，设置在石墨阴极内的隔离段，设置在隔离段内的石墨阴极和螺杆；所述螺杆的一端设置有正螺纹一端设置有反螺纹，螺杆依次穿过阴极外壳、石墨阴极、隔离段后与石墨阴极连接，螺杆的反螺纹与石墨阴极的上的螺纹啮合，螺杆的正螺纹与石墨阴极通过螺纹啮合，螺杆通过轴承固定连接在隔离段上，使得螺杆可以转动而不能轴向运动。爆炸发射阴极可调装置能够调节不同直径的电子束产生，结构灵活多变，在高功率微波器件中可以很好的实现强流电子束直径的调节。

Description

一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置

技术领域

本发明涉及高功率微波器件技术领域，具体涉及一种强流电子束阴极发射直径可调装置。

背景技术

目前，脉冲高功率微波源装置最通常实用的电子源是以爆炸性过程为基础的，即阴极电子束发射为场致发射。场致电子发射并不需要提供给阴极源体内电子以额外的能量，而是靠强的外加电场来压抑物体的表面势垒，使发射体内的大量电子由于隧道效应穿透表面势垒逸出，形成场致电子发射。在高功率微波器件技术中，一般采用爆炸发射阴极产生强流电子束。阴阳极之间的电压为兆伏量级，电流为几千安培之几十千安培之间。在高功率微波器件调试过程中，需调整在器件中传输的电子束参数，即电子束电压和电子束束流强度。其主要工作步骤是破坏器件真空，拆除器件，改变阴极直径及阴极与阳极之间的距离，然后再重新安装器件，并采用真空产生系统重新使器件处于真空工作状态下。该过程需重复多次，直到得到器件工作在最佳状态的电子束参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种强流爆炸发射阴极发射直径可调装置，可以在器件工作状态下，不需器件拆除及重新安装，通过转动连接不同直径阴极且带有正反螺纹的螺杆，就可以调整阴极发射直径及阴阳极间距。本发明装置可以极大提高器件调试过程中的工作效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，包括：

圆筒形的阴极外壳，设置在阴极外壳内的第一石墨阴极，设置在第一石墨阴极内的隔离段，设置在隔离段内的第二石墨阴极和螺杆；

所述螺钉穿过阴极外壳和第一石墨阴极连接到隔离段上，

所述螺杆的一端设置有正螺纹一端设置有反螺纹，螺杆依次穿过阴极外壳、第一石墨阴极、隔离段后与第二石墨阴极连接，螺杆的反螺纹与第一石墨阴极的上的螺纹啮合，螺杆的正螺纹与第二石墨阴极通过螺纹啮合，螺杆通过轴承固定连接在隔离段上，使得螺杆可以转动而不能轴向运动，

所述阴极外壳的一端密封，阴极外壳外设置有手柄，手柄穿过阴极外壳的密封端面与螺杆固定连接，通过转动手柄带动螺杆转动。

在上述技术方案中，所述第一石墨阴极的侧面设置有开槽，与开槽位置对应的隔离段上设置有楔子。

在上述技术方案中，所述开槽在第一石墨阴极上沿着螺杆轴线平行方向设置，开槽的宽度与楔子的外径相配合。

在上述技术方案中，所述第二石墨阴极的侧面上设置有楔子，与楔子位置相对于的隔离段上设置有开槽。

在上述技术方案中，所述开槽在隔离段上沿着螺杆轴线平行方向设置，开槽的宽度与楔子的外径相配合。

在上述技术方案中，所述隔离段与阴极外壳之间设置有定位卡环用于限定第一石墨阴极的移动距离。

在上述技术方案中，转动手柄带动螺杆转动，螺杆通过两端的螺纹带动第一石墨阴极和第二石墨阴极做方向相反的轴向运动。

在上述技术方案中，所述第一石墨阴极、第二石墨阴极以及螺杆的螺纹距尺寸可调。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：爆炸发射阴极可调装置能够调节不同直径的电子束产生，结构灵活多变，在高功率微波器件中可以很好的实现强流电子束直径的调节。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的结构外形示意图；

图2为本发明的正面剖视图；

图3为本发明的正面剖视图。

具体实施方式

如图1 所示，本发明外形为圆柱结构，内部为圆筒结构，一端密封一端为开口端；从外至内依次为阴极外壳4，石墨阴极5、隔离段7和石墨阴极6，从位置关系可以看出两个石墨阴极5,6的直径是不一样的。

如图2所示，本发明中起到主要作用的是螺杆，螺杆的两端的表面上各自设置有螺纹，螺杆的一端设置正螺纹3，一端设置反螺纹2。螺杆依次穿过阴极外壳4的密封底面、石墨阴极5、隔离段7、石墨阴极6，螺杆上的正螺纹3与石墨阴极6上的螺纹啮合，螺杆上的反螺纹2与石墨阴极5上的螺纹啮合，螺杆通过轴承固定在隔离段7上，使得螺杆只能在顺时针或逆时针转动，而不能沿着螺杆轴线运动。为了能转动螺杆，与螺杆连接有一个手柄1，手柄1设置在阴极外壳4的密封底面侧，手柄穿过阴极外壳4与螺杆固定连接，使得转动手柄1就可以带动螺杆转动。为了保持在转动螺杆的过程中，阴极外壳4内的各个部件不能乱移动，在隔离段7与阴极外壳4之间通过螺钉8进行两者的固定，使得隔离段7和阴极外壳连接为一体，螺钉8穿过阴极外壳4、石墨阴极5后连接到隔离段。为了保证石墨阴极5能按照螺杆的轴线移动，因此在石墨阴极5的一个侧面开槽10，开槽的方向要和螺杆的轴线平行，然后再隔离段上设置一个楔子11，楔子11穿过石墨阴极5的开槽10，且楔子11的外径与开槽10的宽度相配合，使得石墨阴极5能通过开槽10沿着楔子11滑动。采用同样的原理，在石墨阴极6的侧面设置一个楔子13，然后再隔离段上设置开槽12，石墨阴极6通过楔子13能在开槽12内滑动。为了保证石墨阴极5的移动距离，因此在阴极外壳4与隔离段7之间设置有定位卡环9，限定石墨阴极5的移动距离。

如图3所示，当转动手柄后，螺杆通过螺纹分别与石墨阴极5、6啮合，石墨阴极5就沿着螺杆向着阴极外壳的外部移动，而同时石墨阴极6就沿着螺杆向着阴极外壳内部移动，直到石墨阴极6完全收缩到隔离段内，整个阴极外壳外只留有石墨阴极5。同样的道理，反转手柄，石墨阴极5就向着阴极外壳内移动，而石墨阴极6向着阴极外壳外移动，直到石墨阴极5完全收缩到阴极外壳内。

当石墨阴极5露出阴极外壳后而石墨阴极6完全收缩到隔离段内时，石墨阴极5发射电子，而石墨阴极6停止发射电子；同样的当石墨阴极6露出阴极外壳后而石墨阴极5完全收缩到隔离段内时，石墨阴极6发射电子，而石墨阴极5停止发射电子。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，其特征在于包括：

圆筒形的阴极外壳（4），设置在阴极外壳内的第一石墨阴极（5），设置在第一石墨阴极（5）内的隔离段（7），设置在隔离段（7）内的第二石墨阴极（6）和螺杆；

螺钉（8）穿过阴极外壳（4）和第一石墨阴极（5）连接到隔离段（7）上，

所述螺杆的一端设置有正螺纹（3）一端设置有反螺纹（2），螺杆依次穿过阴极外壳（4）、第一石墨阴极（5）、隔离段（7）后与第二石墨阴极（6）连接，螺杆的反螺纹（2）与第一石墨阴极（5）的上的螺纹啮合，螺杆的正螺纹（3）与第二石墨阴极（6）通过螺纹啮合，螺杆通过轴承固定连接在隔离段（7）上，使得螺杆可以转动而不能轴向运动，

所述阴极外壳（4）的一端密封，阴极外壳（4）外设置有手柄（1），手柄（1）穿过阴极外壳（4）的密封端面与螺杆固定连接，通过转动手柄（1）带动螺杆转动；

所述第一石墨阴极（5）的侧面设置有开槽（10），与开槽（10）位置对应的隔离段（7）上设置有楔子（11）；

所述第二石墨阴极（6）的侧面上设置有楔子（13），与楔子（13）位置相对的隔离段（7）上设置有开槽（12）。

2.根据权利要求1所述的一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，其特征在于所述开槽（10）在第一石墨阴极（5）上沿着螺杆轴线平行方向设置，开槽（10）的宽度与楔子（11）的外径相配合。

3.根据权利要求1所述的一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，其特征在于所述开槽（12）在隔离段（7）上沿着螺杆轴线平行方向设置，开槽（12）的宽度与楔子（13）的外径相配合。

4.根据权利要求1所述的一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，其特征在于所述隔离段（7）与阴极外壳（4）之间设置有定位卡环（9）用于限定第一石墨阴极（5）的移动距离。

5.根据权利要求1～4任一所述一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，其特征在于转动手柄（1）带动螺杆转动，螺杆通过两端的螺纹带动第一石墨阴极（5）和第二石墨阴极（6）做方向相反的轴向运动。

6.根据权利要求5所述的一种强流爆炸发射阴极可调双直径装置，其特征在于所述第一石墨阴极（5）、第二石墨阴极（6）及螺杆的螺纹距尺寸可调。