CN202443946U - 用于电子束炉的电子枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电子束炉的电子枪，它由电子发生室、漂移室和扫描装置,所述漂移室的上端连接电子发生室，所述漂移室底部安装有扫描装置，所述电子发生室内的灯丝阴极上固装有钼块，所述钼块位于阴极块的中心正上方；所述漂移室内的栏孔板上安装有电流表；所述漂移室内的栏孔板上安装有电流表；本实用新型在阴极块的中心正上方安装有钼块，使穿过阴极块的离子轰击在钼块上，防止灯丝阴极被击毁。

Description

用于电子束炉的电子枪

技术领域

本实用新型涉及一种电子枪，特别是涉及一种用于电子束炉的电子枪。

背景技术

金属精炼或重熔的电子轰击炉，主要用于熔炼锻造各种难熔金属，如钨、钼、钛、锆及其合金。在电子轰击炉中，用于熔解金属的主要部件则是电子枪。而现有的电子枪还存在以下不足之处：(1)现有的电子枪发射的电子束轨迹是通过电子束边缘的电子打到阻气拦孔上的钼(或石墨)环上产生的亮度强弱来调整电磁透镜电流大小，从而调控电子束轨迹，但是此种方法使电子束中的电子损失较大，使电子束流通效率低于90％；(2)现有电子枪从电子发生室到熔炼室采用两个电磁透镜和两个阻气拦孔，使电子发生室与熔炼室之间的真空压差较小，主阴极块寿命严重缩短；(3)由于现有电子枪中的灯丝阴极与阴极块相对设置，阴极块被反射回来的离子击穿后，穿过阴极块的离子直接轰击灯丝阴极，使灯丝阴极极易熔断；(4)现有电子枪末端的扫描装置仅能控制电子束进行圆扫描，在熔炼金属时浪费了大量电子；(5)现有的电子枪由钽合金制成，其熔点在2400℃左右，电流大时易变形。

实用新型内容

本实用新型目的是为了解决上述技术的不足，提供一种用于电子束炉的电子枪。本实用新型采用钨合金替换钽合金制作阴极块，其熔点在3000℃以上，提高了效率；且在阴极块的中心正上方安装有钼块，使穿过阴极块的离子轰击在钼块上，防止灯丝阴极被击毁。

为了达到上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：一种用于电子束炉的电子枪，它由电子发生室、漂移室和扫描装置，所述漂移室的上端连接电子发生室，所述漂移室底部安装有扫描装置，所述电子发生室内的灯丝阴极上固装有钼块，所述钼块位于阴极块的中心正上方；所述漂移室内的栏孔板上安装有电流表。

进一步的，所述灯丝阴极插入钼块的顶部，再从钼块的一侧伸出后呈螺旋状悬装在钼块的圆周侧。

进一步的，所述电子发生室内的阴极块由钨合金制成。

进一步的，所述扫描装置设置为偏移扫描装置。

采用上述技术方案，本实用新型的技术效果有：

(1)本实用新型在原有设计的基础上增设了电流表进行电子路径检测，直接通过电流表，调整电磁透镜电流大小，从而调控电子束轨迹，提高了电子束流通效率；

(3)本实用新型在原有设计的基础上增设了钼块，将轰击在灯丝阴极(即钨丝阴极)上的离子，改为轰击在钼块上，避免了灯丝阴极因离子的轰击而损坏。

(4))本实用新型将原有设计的扫描装置替换为偏移扫描装置，控制电子束进行场扫描，更有效的熔炼金属。

(5)本实用新型将原有设计的钽合金阴极块改为钨合金材质，发射效率由300KW提高到了800KW；

(6)本实用新型沿用并进一步改进了静电聚焦透镜的结构，提高了导流系数。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型灯丝阴极的放大示意图；

其中：1电子发生室，11电极内筒，12灯丝阴极，13电极外筒，14阴极块，15聚束极，2漂移室，21栏孔板，22漂移管，23磁透镜，24通孔，25阳极头，26壳体，3钼块，4屏蔽罩，5电流表，6偏移扫描装置。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，一种用于电子束炉的电子枪，其主要结构是沿用了发明人已获授权专利的原有设计(申请号88201516，专利名称：电子轰击炉的电子枪)，即，电子枪由电子发生室1和漂移室2连接而成，电子发生室1包括电极内筒11、灯丝阴极12、电极外筒13、阴极块14和聚束极15，电极外筒13套装在电极内筒11上，电极内筒11底部固装有灯丝阴极12，阴极块14悬装在灯丝阴极12的下方，聚束极15安装在阴极块14的圆周侧；漂移室2包括壳体26、栏孔板21、漂移管22、阳极头25和磁透镜23，栏孔板21固装在壳体26内，且栏孔板21上设置有通孔24，通孔24与其下方的阴极块14相对应设置，阳极头25安装在通孔24内，漂移管22安装在栏孔板21的下方，磁透镜23安装在漂移管22的外壁。本实用新型是在此基础上增设了钼块3、电流表5和偏移扫描装置6，同时，还将钽合金制成的阴极块14改为由钨合金材质。

其中的钼块3设置在电子发生室1内，嵌装在灯丝阴极12上，位于阴极块14中心的正上方，具体的是将灯丝阴极12从钼块3(优选设计为圆柱状)的顶端插入，再折弯90度从钼块3的一侧穿出后，以钼块3为中心绕成螺旋状(一般绕三圈即可，见图2所示)，其目的是使反射回来的离子穿过阴极块12中心后直接轰击在钼块3上，避免了直接轰击在灯丝阴极12上而致使灯丝阴极12熔断的情况，延长了灯丝阴极12的寿命；其中的电流表5安装在栏孔板21上，，打在栏孔板21上的电子流量通过电流表5显示，从而可更加精确的调控电子束轨迹，而现有设计是目测栏孔板被电子轰击至升温变红，其准确率很低；其中的偏移扫描装置6(利用现有的偏移扫描装置)安装在电子枪的底部，其铁芯为超薄硅钢片，可控制电子枪内射出的电子束进行场扫描，提高了熔炼金属的效率；其中的钨合金替换钽合金制作阴极块，其熔点在3000℃以上(钽合金为2400℃左右)，其表面热电子为3A/cm³(钽合金为0.6-0.8A/cm³)，明显的提高了效率。

另，本实用新型为了方便拆卸维修，将阴极块14优选设置为搭装在聚束极15上；本实用新型为了加大电子发生室与熔炼室之间的真空压差，将壳体26内设有3个栏孔板21和3个磁透镜23，延长了主阴极块的寿命。

国内生产电子束炉用的电子枪，导流系数p＝1.77×10^-6朴，电子束总流通效率98％，电子枪主阴极(即阴极块)寿命约2000小时，真空压差大于两个数量级，最大功率300kw，用普通硅钢片做铁芯，偏转角度为35°，只能够圆扫描。本实用新型独特的静电聚焦透镜较为优越，静电聚焦透镜如图1所示包括球面形的阴极块14、固装在阴极块14圆周侧的多个聚束极15和设置在聚束极15下方的阳极头25，使得本实用新型能够达到如下指标：主高电压0-45000伏，电子束电流0-18安，总功率0-800kw，阴极块寿命约2000小时，真空压差大于两个半数量级，导流系数能够达到2×10^-6朴，通过阳极孔电子束流通效率达到99.8％，本实用新型采用超薄硅钢片制作的偏移扫描装置类似电视机的扫描装置，偏转角45°，可圆扫描和场扫描，枪口距离熔池400mm时，圆扫描直径可大800mm，场扫描可达800mm×800mm。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于电子束炉的电子枪，它由电子发生室（1）、漂移室（2）和扫描装置（6）,所述漂移室（2）的上端连接电子发生室（1），所述漂移室（2）底部安装有扫描装置（6），其特征在于：所述电子发生室（1）内的灯丝阴极（12）上固装有钼块（3），所述钼块（3）位于阴极块（14）的中心正上方；所述漂移室（2）内的栏孔板（21）上安装有电流表（5）。

2.根据权利要求1所述的用于电子束炉的电子枪，其特征在于：所述灯丝阴极（12）插入钼块（3）的顶部，再从钼块（3）的一侧伸出后呈螺旋状悬装在钼块（3）的圆周侧。

3.根据权利要求1所述的用于电子束炉的电子枪，其特征在于：所述电子发生室（1）内的阴极块（14）由钨合金制成。

4.根据权利要求1所述的用于电子束炉的电子枪，其特征在于：所述扫描装置（6）设置为偏移扫描装置（6）。

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