CN205016492U - 一种125kW连续波磁控管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种125kW连续波磁控管，它包括阳极腔体组合(1)，阴极引出线组合(2)，位于阳极腔体组合(1)中心的灯丝(7)，与阳极腔体组合(1)相连的水管(6)和输出窗组合(5)，固定在阳极腔体组合(1)上的天线组合(4)，天线组合(4)位于输出窗(5)内部，固定在阳极腔体组合(1)一端的內极靴(3)。该连续波磁控管结构设计合理，输出功率可达120kW以上，具有高度气密性和真空度，耐压性能高，打火几率少，性能稳定，微波泄漏少，安全性能高，使用寿命可达2000小时以上。

Description

一种125kW连续波磁控管

技术领域

本实用新型涉及一种磁控管，具体涉及一种125kW的连续波磁控管及其制备方法。

背景技术

微波加热是将微波作为一种能源来加以利用，当微波与物质分子相互作用，产生分子极化、取向、摩擦、碰撞、吸收微波能而产生热效应，这种加热方法就称为微波加热。微波加热方法优于传统的蒸汽加热、电热、红外加热方法，具有高效、加热均匀、易控，便于实现自动化、设备体积小、产品质量好、消毒、杀菌，产品安全卫生等优点。微波能发生器已广泛地用于化工、中药萃取、医疗等行业，用来进行催化反应、材料分析、杀菌处理等。磁控管是微波加热设备的核心部件，随着工业加热使用范围的不断扩大，国内外市场上对大功率连续波磁控管的需求逐渐增加。而大功率连续波磁控管的研究较少，目前没有结构稳定，功率大，输出效率高，使用安全的连续波磁控管。因此，为了满足工业快速发展的需求，很有必要在现有技术基础上设计开发一种功率大，应用安全，可广泛应用的125kW连续波磁控管。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，负载驻波小，功率大，输出效率高，微波泄漏少，安全性能更高的125kW连续波磁控管，本实用新型通过大量实验优化阳极腔体组合的结构，采用易于加工、特性阻抗高的扇形谐振系统结构，并对阳极冷却结构进行优化，采用∏型水路冷却结构，散热效果更好，并通过大量实验对阴极引出线组合结构进行大量实验筛选优化，打火几率明显减少，工作更加稳定，并对天线组合进行大量实验筛选，采用轴向天线输出结构，保证高的输出效率，本实用新型提供的125kW大功率连续波磁控管是一种性能优越，结构新颖，可适用于工业用的大功率微波加热设备的磁控管。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型所采取的技术方案为:

一种125kW连续波磁控管，它包括阳极腔体组合，装配在阳极腔体组合上的阴极引出线组合，位于阳极腔体组合中心的灯丝，与阳极腔体组合相连的水管，与阳极腔体组合相连的输出窗组合，固定在阳极腔体组合上的天线组合，天线组合位于输出窗内部，固定在阳极腔体组合一端的內极靴；

所述的阳极腔体组合包括位于腔体内的腔体叶片，设置在腔体外周的水冷套，每个腔体叶片上均开设有进水管，出水管和螺纹状水嘴塞子，设置在腔体两端，用于增加模式分割度的双环双隔膜带，连接在腔体叶片上的输出线，分别连接在腔体两侧的引线端端盖接头和输出端端盖接头，所述的腔体叶片间构成特性阻抗高的扇槽形谐振系统，所述的腔体叶片的水路结构构成∏型水路冷却结构；

所述的阴极引出线组合包括绝缘陶瓷筒，位于绝缘陶瓷筒上方的上封接环，位于绝缘陶瓷筒下方的下封接环，与上封接环连接的大接头，位于绝缘陶瓷筒内的扼流筒，位于扼流筒内的支持筒，位于支持筒下方的极靴，位于极靴下方的屏蔽帽，位于支持筒上方的底座，与底座相连的小接头，位于小接头内部的小封接环，位于小封接环中间的瓷筒，位于支持筒内的灯丝扼流筒，位于灯丝扼流筒内部的引出线，与引出线上端配合的引线接头，与扼流筒一端相连的上极靴，位于大接头外部的阴极引线柱，位于引线接头外部的灯丝引线柱。

作为优选方案，以上所述的125kW连续波磁控管，所述的输出窗组合包括陶瓷输出窗和与陶瓷输出窗连接的输出窗接头。输出窗既能使磁控管形成密闭的空间，又能保证功率输出。

作为优选方案，以上所述的125kW连续波磁控管，其特征在于，所述的扇槽形谐振系统的谐振腔数目为10～12。

作为优选方案，以上所述的125kW连续波磁控管，所述的灯丝的圈数为13，灯丝的节距为3.32mm至3.4mm,灯丝的直径为12.7～12.8。本实用新型根据现有技术阴极存在打火现象比较严重的技术问题，对阴极及灯丝的结构进行了大量实验筛选，优选出灯丝的圈数、节距和灯丝的直径。

作为优选方案，以上所述的125kW连续波磁控管，通过大量实验优选得到天线组合的高度和尺寸，所述的天线组合优选轴向天线输出结构，天线组合总高度为109～109.5mm，天线外径为20±0.04mm。

作为优选方案，以上所述的125kW连续波磁控管，所述的隔膜带为双环双隔膜带，本实用新型创新的采用双环双隔膜带可以有效的增加π模的分隔度，防止跳模，性能更加稳定，具有很好的技术效果。

本实用新型的磁控管工作时有一定的效率，损耗的功率会在阳极形成耗散，阳极承受的耗散功率会使阳极变热，如果不及时对阳极进行冷却造成阳极温度过高，会影响磁控管的正常工作。因此必须对磁控管腔体进行冷却，而良好的冷却回路结构是保证阳极能否充分冷却的重要因素。本实用新型在每个腔体叶片上均开设有进水管，出水管和螺纹状水嘴塞子，腔体叶片的水路结构构成∏型水路冷却结构。采用这种水冷结构，可以增大冷却水与翼片的接触面积；并且在水路中增加螺纹状水嘴塞子，同样也可增大冷却水与阳极的接触面积。可大大提高冷却效率，可保证阳极在大功率下能够稳定工作，取得非常好的技术效果。

本实用新型提供的125kW大功率连续波磁控管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)阴极引出线组合的制备：首先将阴极引出线组合按以下结构部件进行组合：取绝缘陶瓷筒，将上封接环安装到绝缘陶瓷筒上方，下封接环安装到绝缘陶瓷筒的下方，将上封接环与大接头连接，扼流筒安装在绝缘陶瓷筒内，将支持筒安装在扼流筒内，将极靴安装在支持筒下方，并将屏蔽帽安装在极靴下方，将底座安装在支持筒上方，将小接头于底座连接，将小封接环安装在小接头内部，将瓷筒安装在小封接环中间，将灯丝扼流筒安装在支持筒内，将引出线安装在灯丝扼流筒内部，将引线接头与引出线上端配合连接，将上极靴与扼流筒一端相连，将阴极引线柱安装在大接头的外部，将灯丝引线柱安装在引线接头的外部；

然后在大接头与上封接环配合处，上封接环与绝缘陶瓷筒配合处，绝缘陶瓷筒与下封接环配合处，下封接环与上极靴配合处，扼流筒与上极靴连接处，均采用金铜焊料焊接；

(b)阳极腔体组合的制备：采用金铜焊料焊接，在腔体叶片上车削出∏型水路冷却结构，并将能增加水路接触面积的螺纹状水嘴塞子装配到腔体叶片水路结构中，然后通过烧氢焊接将腔体叶片环形焊接在腔体内，使腔体叶片之间构成扇槽形谐振腔，然后将能增加模式分割度的双端双环的隔膜带焊接在阳极腔体两端；然后将水冷套焊接在阳极腔体的外周，并将天线组合焊接在腔体叶片上；

(c)然后将步骤(a)装配好的阴极引出线组合从步骤(b)装配得到的阳极腔体组合的引线端装入，使灯丝刚好位于阳极腔体组合的中心腔体内，然后通过氩弧焊将阴极引出线组合与阳极腔体组合焊接在一起，然后在腔体组合的另一端装入内极靴；

(d)采用金铜焊料，通过烧氢焊将陶瓷输出窗和输出窗接头焊接连接装配得到输出窗组合；

(e)通过氩弧焊将输出窗组合焊接在阳极腔体组合上，得到未排气的管芯；

(f)排气处理：将步骤(e)装配得到的磁控管装入双真空排气台上，对磁控管进行抽气，排气处理后使磁控管内的真空度小于8×10^-6Pa，然后对磁控管进行封离，得到高气密性的真空磁控管；

(g)将腔体冷却水进出的水管通过锡焊连在步骤排气处理过的真空磁控管上，使腔体冷却水进出的水管和腔体外周的水冷套相连通。

步骤(a)中，本实用新型首先通过大量实验对焊料进行筛选，银基焊料由于饱和蒸汽压较高，工作时容易蒸发，特别是高频打火时，蒸发更加重，磁控管的耐压性能降低。

铜焊料虽然不易蒸发，但在焊接时的温度要高于1100℃，导致封接可伐晶格的涨大，不能满足真空器件的使用；

而实验结果表明，金铜合金系焊料的饱和蒸汽压较低，不易蒸发，通过对金铜合金焊料焊接后的晶粒度分析、烘烤试验和抗拉试验，结果表明金铜合金焊料可以进行陶瓷金属封接，可提高磁控管的耐压性能。

磁控管必须保证高度的气密性和真空度，而现有技术制备方法不能达到高的真空度，大大限制了磁控管的耐压等性能。本实用新型在现有技术的基础上通过大量实验筛选，不仅采用真空抽气处理，还对灯丝接入电压，实验结果表明，灯丝在接入电压，产生电流时，会出现放气，使磁控管内的真空度降低。本实用新型实验筛选结果表明：当灯丝电流I在90A～120A时放气量较大，所以本实用新型在这段电流范围内延长点灯丝时间，避免灯丝突然大量放气造成真空度下降，造成焊料的蒸发，本实用新型采用的排气工艺，排气处理后可使磁控管内的真空度小于8×10^-6Pa。从而能够大大提高磁控管的耐压性和使用寿命，并且能够明显降低磁控管打火现象，性能更加优越。

有益效果：本实用新型提供的125kW大功率连续波磁控管具有以下优点：

本实用新型提供的125kW大功率连续波磁控管，结构设计合理，负载驻波小，功率大，输出效率高，微波泄漏少，安全性能更高。本实用新型通过大量实验优化阳极腔体组合的结构，采用易于加工、特性阻抗高的扇形谐振系统结构，并对阳极冷却结构进行优化，采用∏型水路冷却结构，散热效果更好。并通过大量实验对阴极引出线组合结构进行大量实验筛选优化，打火几率明显减少，工作更加稳定，并对天线组合进行大量实验筛选，采用轴向天线输出结构，保证高的输出效率，本实用新型提供的125kW大功率连续波磁控管是一种性能优越，结构新颖，可适用于工业用的大功率微波加热设备的磁控管。

本实用新型提供的125kW连续波磁控管装配方法，通过大量实验筛选装配工艺步骤，整个工艺设计合理，可操作性强，制备得到的磁控管功率可达125kW，使用寿命可达2000小时以上，并且微波泄漏低，更加安全，并且磁控管的频率一致性好，可满足工业用的大功率微波加热设备。

附图说明

图1为本实用新型提供的125kW连续波磁控管的结构示意图。

图2为本实用新型提供的125kW连续波磁控管中阴极引出线组合的结构示意图。

图3为本实用新型提供的125kW连续波磁控管中阳极腔体组合的结构示意图。

图4为本实用新型提供的125kW连续波磁控管中天线组合的结构示意图。

图5为本实用新型提供的125kW连续波磁控管中输出窗组合的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1至图5所示，一种125kW连续波磁控管，它包括阳极腔体组合(1)，装配在阳极腔体组合(1)上的阴极引出线组合(2)，位于阳极腔体组合(1)中心的灯丝(7)，与阳极腔体组合(1)相连的水管(6)，与阳极腔体组合(1)相连的输出窗组合(5)，固定在阳极腔体组合(1)上的天线组合(4)，天线组合(4)位于输出窗(5)内部，固定在阳极腔体组合(1)一端的內极靴(3)；

所述的阳极腔体组合(1)包括位于腔体内的腔体叶片(1-1)，设置在腔体外周的水冷套(1-2)，每个腔体叶片(1-1)上均开设有进水管(1-4)，出水管(1-5)和螺纹状水嘴塞子(1-6)，设置在腔体两端，用于增加模式分割度的双环双隔膜带(1-7)，连接在腔体叶片(1-1)上的输出线(1-8)，分别连接在腔体两侧的引线端端盖接头(1-9)和输出端端盖接头(1-10)，所述的腔体叶片(1-1)间构成特性阻抗高的扇槽形谐振系统，所述的腔体叶片(1-1)的水路结构构成∏型水路冷却结构；

所述的阴极引出线组合(2)包括绝缘陶瓷筒(2-1)，位于绝缘陶瓷筒(2-1)上方的上封接环(2-8)，位于绝缘陶瓷筒(2-1)下方的下封接环(2-9)，与上封接环(2-8)连接的大接头(2-17)，位于绝缘陶瓷筒(2-1)内的扼流筒(2-2)，位于扼流筒(2-2)内的支持筒(2-3)，位于支持筒(2-3)下方的极靴(2-4)，位于极靴(2-4)下方的屏蔽帽(2-13)，位于支持筒(2-3)上方的底座(2-5)，与底座(2-5)相连的小接头(2-6)，位于小接头(2-6)内部的小封接环(2-20)，位于小封接环(2-20)中间的瓷筒(2-7)，位于支持筒(2-3)内的灯丝扼流筒(2-10)，位于灯丝扼流筒(2-10)内部的引出线(2-11)，与引出线(2-11)上端配合的引线接头(2-14)，与扼流筒(2-2)一端相连的上极靴(2-12)，位于大接头(2-17)外部的阴极引线柱(2-18)，位于引线接头(2-14)外部的灯丝引线柱(2-15)。

以上所述的125kW连续波磁控管，所述的输出窗组合(5)包括陶瓷输出窗(5-1)和与陶瓷输出窗(5-1)连接的输出窗接头(5-2)。

以上所述的125kW连续波磁控管，所述的扇槽形谐振系统的谐振腔数目为10。

以上所述的125kW连续波磁控管，所述的灯丝(7)的圈数为13，灯丝(7)的节距为3.36mm,灯丝(7)的直径为12.7±0.1mm。

以上所述的125kW连续波磁控管，所述的天线组合(4)为轴向天线输出结构，天线组合总高度为109～109.5mm，天线外径为20±0.04mm。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种125kW连续波磁控管，其特征在于，它包括阳极腔体组合(1)，装配在阳极腔体组合(1)上的阴极引出线组合(2)，位于阳极腔体组合(1)中心的灯丝(7)，与阳极腔体组合(1)相连的水管(6)，与阳极腔体组合(1)相连的输出窗组合(5)，固定在阳极腔体组合(1)上的天线组合(4)，天线组合(4)位于输出窗(5)内部，固定在阳极腔体组合(1)一端的內极靴(3)；

所述的阳极腔体组合(1)包括位于腔体内的腔体叶片(1-1)，设置在腔体外周的水冷套(1-2)，每个腔体叶片(1-1)上均开设有进水管(1-4)、出水管(1-5)和螺纹状水嘴塞子(1-6)，设置在腔体两端，用于增加模式分割度的双环双隔膜带(1-7)，连接在腔体叶片(1-1)上的输出线(1-8)，分别连接在腔体两侧的引线端端盖接头(1-9)和输出端端盖接头(1-10)，所述的腔体叶片(1-1)间构成特性阻抗高的扇槽形谐振系统，所述的腔体叶片(1-1)的水路结构构成∏型水路冷却结构；

所述的阴极引出线组合(2)包括绝缘陶瓷筒(2-1)，位于绝缘陶瓷筒(2-1)上方的上封接环(2-8)，位于绝缘陶瓷筒(2-1)下方的下封接环(2-9)，与上封接环(2-8)连接的大接头(2-17)，位于绝缘陶瓷筒(2-1)内的扼流筒(2-2)，位于扼流筒(2-2)内的支持筒(2-3)，位于支持筒(2-3)下方的极靴(2-4)，位于极靴(2-4)下方的屏蔽帽(2-13)，位于支持筒(2-3)上方的底座(2-5)，与底座(2-5)相连的小接头(2-6)，位于小接头(2-6)内部的小封接环(2-20)，位于小封接环(2-20)中间的瓷筒(2-7)，位于支持筒(2-3)内的灯丝扼流筒(2-10)，位于灯丝扼流筒(2-10)内部的引出线(2-11)，与引出线(2-11)上端配合的引线接头(2-14)，与扼流筒(2-2)一端相连的上极靴(2-12)，位于大接头(2-17)外部的阴极引线柱(2-18)，位于引线接头(2-14)外部的灯丝引线柱(2-15)。

2.根据权利要求1所述的125kW连续波磁控管，其特征在于，所述的输出窗组合(5)包括陶瓷输出窗(5-1)和与陶瓷输出窗(5-1)连接的输出窗接头(5-2)。

3.根据权利要求1所述的125kW连续波磁控管，其特征在于，所述的扇槽形谐振系统的谐振腔数目为10～12。

4.根据权利要求1所述的125kW连续波磁控管，其特征在于，所述的灯丝(7)的圈数为12～13，灯丝(7)的节距为3.32mm至3.4mm,灯丝(7)的直径为12.6～12.8mm。

5.根据权利要求1所述的125kW连续波磁控管，其特征在于，所述的天线组合(4)为轴向天线输出结构，天线组合(4)总高度为109～109.5mm，天线外径为20±0.04mm。