CN1296144C - 用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置，该装置包括至少二喷涂元件，各喷涂元件可通过一可程式控制元件的切换及控制，依序将至少二种含不同成分或粒径的阴极材料药液，分别通过其上所设的至少一喷头，均匀地涂布至一阴极基板上，俾藉由该多喷头涂布装置得以迅速制作出包含至少二层阴极材料层的阴极，以有效改善阴极的制作效能。

Description

用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置

技术领域

本发明是有关一种用以吹附阴极材料药液的涂布装置，尤其涉及一种用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置。

发明背景

自从wehnelt氏于1904年发现碱土类氧化物可作为有效的热电子发射阴极后，氧化物阴极的特性即被广泛地加以研究，并被实际地应用至许多产业，作为热电子阴极使用。以阴极射线管工业中所采用的热电子阴极为例，主要包括氧化物阴极、含浸式阴极及钪酸盐阴极等三种，其中由于氧化物阴极的材料成本较低，加工容易，且特性稳定，故至今仍是业界最广泛应用的热电子发射源。

传统上，在制作氧化物阴极时，参阅图1所示，是将含碳酸盐(如：BaCO₃、SrCO₃、CaCO₃)颗粒(其颗粒的平均粒径约2.0μm)的阴极材料药液填装入一容器10中，该容器10上缘设有一盖体11，用以将该容器10上缘的开口(图中未示)盖住，令其保持密闭状态，该盖体11上并设有一搅拌装置12，该搅拌装置12前缘所设的一搅拌元件(图中未示)，是穿过该盖体11，并伸入该容器10中，用以搅拌该阴极材料药液，令其中的碳酸盐颗粒可始终保持在均匀混合状态，该容器10上缘适当位置处并设有一导气管13，该导气管13是用以将高压空气导入该容器10中，令该高压空气可在密闭空间内，对该阴极材料药液的液面均匀施压。该容器10底缘则设有一药液引流管20，该引流管20是用于将阴极材料药液导引至一喷涂元件30，该喷涂元件30上并设有至少一条以上的导气管21，所述的导气管21是用以导入高压空气，以启闭其内所设的阀体(图中未示)，令该喷涂元件30内所导入的该阴极材料药液，得经由其下方所设的一喷头31喷出，均匀地涂布至安装在一载具50上的至少一阴极基材41上形成一氧化物42，如图1所示的箭头方向移动)，以在各该阴极基材41上形成一氧化物层42，如图2所示，制作出阴极40半成品。嗣，再利用加热元件于真空中对各该阴极基材41进行加热，使其中的碳酸盐分解成氧化钡(氧化锶、氧化钙)及二氧化碳，且令部份的氧化钡与各该阴极基材41中的还原剂发生反应，产生游离钡，如此，即可制作出传统的氧化物阴极成品。

此种用以制作传统氧化物阴极的涂布装置，仅适于制作具有单层氧化物层的阴极，若将其应用至制作多层氧化物层的阴极时，由于其单喷头设计，仅能将一种阴极材料的药液，涂布至阴极基材的表面上，故在进行不同阴极材料药液的涂布作业前，必需将原先的阴极材料药液从容器中泄出，再对容器、引流管、喷涂元件及喷头进行清洗，以完成洗净作业，且重新于容器中填装新药液后，始可进行另一层阴极材料药液的涂布作业，此做法，不仅耗时费力，且造成药液及洗净的无谓浪费，并易在容器、引流管、喷涂元件或喷头上残留原药液，造成新旧药液发生混料，故无法制作出品质稳定的多层阴极材料层的阴极。

发明内容

有鉴于传统阴极材料的涂布装置，在制作多层阴极材料层的阴极时，所产生的前述缺失，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置，期藉由该多喷头涂布装置得以迅速制作出包含至少二层阴极材料层的阴极，以有效改善多层阴极材料层的阴极的制作效能。

本发明的一目的，是该多喷头涂布装置上包括至少二喷涂元件，各该喷涂元件可被切换控制，以依序将至少二种含不同成份或粒径的阴极材料药液，分别通过其上所设的至少一喷头，均匀地涂布至一阴极基板上，以在阴极基板上形成至少二层阴极材料层。

本发明的另一目的，是在可通过一可程式控制元件控制一切换元件的位移动作，令安装在该切换元件上的至少二喷涂元件，可依序被位移至预定的喷涂位置，将至少二种含不同成份或粒径的阴极材料药液，分别通过其上所设的至少一喷头，均匀地喷涂至一阴极基板上，俾藉由该多喷头涂布装置得以迅速制作出包含至少二层阴极材料层的阴极，以有效提高阴极的制作效能，并改善其品质的稳定性。

本发明所提供的一种用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置，其中该装置包括：

至少二喷涂元件，各喷涂元件可被切换控制，以依序将至少二种含不同成份或粒径的阴极材料药液，分别通过其上所设的至少一喷头，均匀地涂布在一阴极基板上，以在阴极基板上形成至少二层阴极材料层。

所述的装置还包括：

至少一条以上的导气管，是分别设于各该喷涂元件上，用以导入高压空气，以启闭各该喷涂元件内所设的一阀体，令各该喷涂元件内所导入的该阴极材料药液，分别由其下方所设的该喷头喷出。

所述的装置还包括：

一切换元件，是固定所述的喷涂元件；

一可程式控制元件，是用以控制该切换元件，令该切换元件可依序将各该喷涂元件位移至预定位置，以将至少二种含不同成份或粒径的阴极材料药液，分别通过其上所设的至少一喷头，均匀地喷涂至一阴极基板上。

所述的切换元件还包括：

一固定架，是与该切换元件相连接，以将所述的喷涂元件固定其上。

所述的装置还包括：

一电脑，是与该可程式控制元件相连线，该可程式控制元件可依操作人员通过该电脑所下达的控制指令，发出程序控制讯号，操控该切换元件的位移方向。

所述的装置还包括：

至少二容器，分别用以储放至少二种含不同成份或粒径的阴极材料的药液；

至少二盖体，分别用以将各该容器盖住，令其保持密闭状态；

至少二导气管，分别安装至各该容器上缘适当位置处，用以将高压空气导入各该容器中，对该阴极材料药液的液面均匀施压；

至少二药液引流管，分别安装至各该容器底缘，用以将该阴极材料药液分别导引至各喷涂元件。

所述的装置还包括：

至少二搅拌装置，是分别安装在各盖体上，其前缘所设的搅拌元件，是分别穿过各盖体，并伸入各容器中。

本发明所提供的一种用以吹附阴极材料药液的涂布装置，可依序将至少二种阴极材料药液，分别均匀地喷涂至阴极基板上，以迅速制作出包含至少二层阴极材料层的阴极。

附图说明

图1是传统涂布装置的机构示意图；

图2是传统单层氧化物阴极的剖面示意图；

图3是本发明的涂布装置的机构示意图；

图4是本发明的多层阴极材料层的阴极的剖面示意图；

图5是本发明的控制电路的方块示意图。

代表符号：

容器610、620

盖体611、621

搅拌装置612、622

导气管613、623、711、721

药液引流管614、624

喷涂元件710、720

喷头712、722

载具50

固定架80

切换元件81

连杆82

可程式控制元件85

空压元件86、87阴极90

阴极材料91

阴极材料层92、93

电脑100

具体实施方式

本发明是一种用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置，参阅图3所示，该装置包括至少两个以上的喷涂元件710、720，各该喷涂元件710、720被切换控制，分别通过其上所设定的喷涂位置，将至少二种含不同成份或粒径的阴极材料药液，分别通过所设的至少一喷头712、722，均匀地涂布在至少一阴极基板91上，以在各阴极基板91上形成至少二层的阴极材料层。按，图3仅是以二个喷涂元件710、720为例，加以说明，惟，本发明实施时，并不局限于此，凡将本发明的前述喷涂元件710、720以大于两个以上的数量，在结构上为其它排列组合，亦属本发明所称的喷涂元件710、720。

在本发明的一较佳实施例。请参阅图3所示，该装置还包括至少两个容器610、620，各该容器610、620是分别用以储放至少两种含不同成份或粒径的阴极材料(可为碳酸盐颗粒)的药液，各该容器610、620上缘分别设有一盖体611、621，用以分别将各该容器610、620上缘的开口(图中未示)盖住，令其保持密闭状态，各该盖体611、621上并分别设有一搅拌装置612、622，各该搅拌装置612、622前缘所设的一搅拌元件是分别穿过各该盖体611、621，并伸入各该容器610、620中，用以搅拌该阴极材料药液，令药液中的碳酸盐颗粒可始终保持在均匀混合状态，各该容器610、620上缘适当位置处并分别设有一导气管613、623，各该导气管613、623是用于将高压空气导入各该容器610、620中，令该高压空气可在密闭空间内，对该阴极材料药液的液面均匀施压。

在该实施例中，请参阅图3所示，各该容器610、620底缘分别设有一药液引流管614、624，各该引流管614、624是用以将该阴极材料药液分别导引至各该喷涂元件710、720，各该喷涂元件710、720上并分别设有至少一条以上的导气管711、721，所述的导气管711、721是用以导入高压空气，以分别开启其内所设的一阀体(图中未示)，令各该喷涂元件710、720内所导入的该阴极材料药液，得分别经由其下方所设的一喷头712、722喷出，此时，藉由令该喷涂元件710、720或一载具50分别沿图3所示的箭头方向移动，即可将各该阴极材料药液均匀地涂布至安装在该载具50上的至少一阴极基材91表面，参阅图4所示，在各该阴极基材91上依序形成至少二层的阴极材料层92、93，制作出本发明的阴极90半成品。嗣，再利用加热元件于真空中对各该阴极基材91进行加热，使各该阴极材料层92、93中的碳酸盐分解成氧化钡(氧化锶、氧化钙)及二氧化碳，且令部份的氧化钡与各该阴极基材91中的还原剂发生反应，产生游离钡，如此，即可制作出本发明的多层阴极材料层的阴极。

复参阅图3所示，该装置还包括一切换元件81，在该实施例中，该切换元件81可为一液压元件(包含液压泵、控制阀及相关管路)，其一端包含一连杆82，该连杆82的另端则设有一固定架80，该固定架80是用以固定该二喷涂元件710、720，操作人员可藉由控制该液压元件内液体的压力及流向，操控该连杆82的位移方向，进而令该固定架80上的该二喷涂元件710、720，随之位移至预定的涂布位置，进行涂布作业。惟，本发明实施时，并不局限于此，凡将本发明的前述液压元件，以其它等效元件，如：步进马达等元件，加以替代，用以切换各该喷涂元件710、720的位置，亦属本发明所称的切换元件81。

参阅图3、5所示，该装置还包括一电脑100、一可程式控制元件2(Programmable Logic Controller，PLC，亦称为可编程序控制器或可程式化逻辑控制器)85及复数个空压元件86、87(包含空压泵、控制阀及相关管路)，其中该电脑100是作为该涂布装置的控制台，供操作人员下达控制指令，该可程式控制元件85是与该电脑100相连线。以在接收到操作人员所下达的控制指令后，发出程序控制讯号，操控该切换元件81，进而控制该连杆82的位移方向，令该固定架80上的该二喷涂元件710、720，可依该控制指令，位移至预定的涂布位置，并操控各该空压元件86、87，进而控制导气管613、623或711、721内的高压空气，令各该喷头712、722可依该控制指令，将各该容器610、620内的药液，依序喷涂至该阴极基材91表面。

由以上所述可知，本发明的涂布装置在用以制作多层阴极材料层92、93的阴极90时，由于具有多喷头712、722及自动化设计，故在将一种阴极材料涂布至阴极基材91的表面上后，可自动切换，进行另一种不同阴极材料的涂布作业，其间操作人员完全无需泄放、清洗及更换容器610、620中的阴极材料药液，仅需直接通过电脑100及可程式控制元件85，控制该切换元件81及所述的空压元件86、87的动作，即可令安装在该切换元件81上的喷涂元件710、720，位移至预定位置，并通过其上所设的喷头712、722，均匀地将另一种不同成份或粒径的巧阴极材料，喷涂至该阴极基材91上，迅速地制作出包含至少二层阴极材料层92、93的阴极90，不仅大幅提高了阴极90的制作效能，且有效改善了阴极90的品质稳定度。

按，以上所述，仅为本发明最佳的一具体实施例，惟本发明的构造特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在本案的专利申请范围内。

Claims (7)

1、一种用以吹附阴极材料药液的多喷头涂布装置，其特征在于该装置包括：

至少二喷涂元件，各喷涂元件可被切换控制，以依序将至少二种含不同成份或粒径的阴极材料药液，分别通过其上所设的至少一喷头，均匀地涂布在一阴极基板上，以在阴极基板上形成至少二层阴极材料层。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于该装置还包括：

至少一条以上的导气管，是分别设于各该喷涂元件上，用以导入高压空气，以启闭各该喷涂元件内所设的一阀体，令各该喷涂元件内所导入的该阴极材料药液，分别由其下方所设的该喷头喷出。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于该装置还包括：

一切换元件，固定着所述的二喷涂元件；以及

一可程式控制元件，是用以控制该切换元件，令该切换元件可依序将各该喷涂元件位移至预定位置，以将至少二种含不同成份或粒径的阴极材料药液，分别通过其上所设的至少一喷头，均匀地喷涂至一阴极基板上。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于该切换元件还包括：

一固定架，是与该切换元件相连接，以将所述的二二喷涂元件固定其上。

5、如权利要求3所述的装置，其特征在于该装置还包括：

一电脑，是与该可程式控制元件相连线，该可程式控制元件可依操作人员通过该电脑所下达的控制指令，发出程序控制讯号，操控该切换元件的位移方向。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于该装置还包括：

至少二容器，分别用以储放至少二种含不同成份或粒径的阴极材料的药液；

至少二盖体，分别用以将各该容器盖住，令其保持密闭状态；

至少二导气管，分别安装至各该容器上缘适当位置处，用以将高压空气导入各该容器中，对该阴极材料药液的液面均匀施压；以及

至少二药液引流管，分别安装至各该容器底缘，用以将该阴极材料药液分别导引至各喷涂元件。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于该装置还包括：至少二搅拌装置，是分别安装在各盖体上，其前缘所设的搅拌元件，是分别穿过各盖体，并伸入各容器中。

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