CN214279901U - 电子束引出窗及包含其的电子束发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子束引出窗及包含其的电子束发生器，该电子束引出窗包括：薄膜；窗体，窗体的中部设置有窗口；至少一个第一格栅单元，第一格栅单元包括第一格栅槽；至少一个第二格栅单元，第二格栅单元包括第二格栅槽，第一格栅单元与第二格栅单元间隔设置，且均位于窗口上，第二格栅单元相对于第一格栅单元沿扫描方向被配置于窗口的远端。该电子束引出窗利用了近端第一格栅槽长度短的优点，便于薄膜上的热量快速传导至窗体，同时，窗口被第一格栅单元和第二格栅单元分割，使得第二格栅槽的长度变短，有利于第二格栅单元中部的热量传导至窗体的边缘，延长薄膜及电子束引出窗的使用寿命。

Description

电子束引出窗及包含其的电子束发生器

技术领域

本实用新型涉及一种电子束引出窗及包含其的电子束发生器。

背景技术

电子束发生器广泛用于工艺辐照和科研实验，其电子束的引出窗口是非常关键的部件。该部件两侧分别为大气和真空，需要在引出窗的格栅上配置便于电子束穿透的金属或非金属薄膜。

通常窗口的长度方向为电子束流引出的扫描方向，即电子束在该方向来回扫描，引出后形成一定尺寸的辐照工艺长度。该长度越长，越有利于加工幅面越大的物品。电子束引出窗的格栅槽的延伸方向可以与窗口的长度方向平行，但是格栅槽的长度越长，越不利于窗口中部的热量传导，容易造成格栅中部的钛膜及格栅板变热，缩短引出窗的使用寿命。电子束引出窗的格栅槽的延伸方向还可以与窗口的长度方向垂直，使得格栅槽的长度变短，便于将窗口中间的热量传导到窗口四周。但是当增加扫描宽度时，在扫描方向的两端，由于射线与格栅侧面形成一定角度，格栅的侧面会对射线有阻挡，降低了射线的通过率，同时电子束在穿透钛膜时会导致格栅和钛膜两端热量沉积较大，容易造成格栅两端的钛膜及格栅板变热，引起格栅板变形，缩短引出窗的使用寿命。

为了解决该问题，在专利号CN207589258 U的专利中，将格栅板与板材主体在水平面内的夹角自板材主体中心向两侧逐渐变小，其倾斜角度正对电子束行进角度，以减小格栅对射线的阻挡。但是这种方法并不能够从根本上解决上述问题。该方法具有如下不足：(1)格栅的侧面按照射线的出射角度加工，加工困难，加工成本高；(2)格栅的侧面还是存在部分阻挡射线的情况，射线通过率不佳。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的电子束引出窗射线通过率低、散热差的缺陷，提供一种电子束引出窗及包含其的电子束发生器。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电子束引出窗，其包括薄膜，所述电子束引出窗还包括：

窗体，所述窗体的中部设置有窗口；

至少一个第一格栅单元，所述第一格栅单元包括第一格栅槽，所述第一格栅槽沿纵向方向延伸设置；

至少一个第二格栅单元，所述第二格栅单元包括第二格栅槽，所述第二格栅槽沿横向方向延伸设置，所述第一格栅单元与所述第二格栅单元间隔设置，且均位于所述窗口上，所述第二格栅单元相对于所述第一格栅单元沿扫描方向被配置于所述窗口的远端。

在本方案中，该电子束引出窗设置有第二格栅单元和第一格栅单元，使用时，电子束的引流方向为横向方向，将第一格栅单元配置于扫描方向的中部，第二格栅单元配置于扫描方向的远端。该电子束引出窗利用了近端纵向设置的第一格栅槽长度短的优点，便于薄膜上的热量快速传导至窗体，提高薄膜及窗体的使用寿命，同时，窗口被第一格栅单元和第二格栅单元分割，使得横向设置的第二格栅槽的长度变短，有利于第二格栅单元中部的热量传导至窗体的边缘，延长薄膜及电子束引出窗的使用寿命。此外，由于电子束的扫描方向与横向设置的第二格栅槽的延伸方向相同，当射线扫描到处于远端的第二格栅单元时，第二格栅单元的第二格栅槽的侧面不会对射线造成阻挡，提高射线的通过率。

较佳地，所述第二格栅单元的数量为两个，所述第一格栅单元的数量为一个，两个所述第二格栅单元分别设置于所述第一格栅单元的两侧。

在本方案中，由于电子束的扫描方向与第二格栅单元的第二格栅槽的延伸方向相同，当射线扫描到窗口的两端时，两端的第二格栅单元的侧面不会对射线造成阻挡，增大射线的通过率，同时还利用了近端第一格栅单元的第一格栅槽长度短的优点，便于薄膜上的热量快速传导至窗体，提高薄膜及窗体的使用寿命。

较佳地，所述窗体的内部还具有冷却流道，所述冷却流道环绕所述窗口设置且不通过所述窗口，所述冷却流道的进口和出口均设置于所述窗体的侧面。

在本方案中，薄膜上产生的热量通过格栅传导至窗体，冷却流道内流通有冷却液体，冷却液体用于吸收窗体的热量，降低窗体的温度，延长薄膜和窗体的使用寿命。

较佳地，所述薄膜完全覆盖于所述窗口，所述薄膜能够被电子束穿过。

较佳地，所述薄膜靠近所述窗体的大气侧。

较佳地，所述窗体的大气侧的表面设置有环绕所述窗口的第一密封槽，所述电子束引出窗还包括第一密封件，所述薄膜的边缘通过所述第一密封件嵌设于所述第一密封槽与所述窗体固定。

在本方案中，第一密封件将薄膜的边缘压在第一密封槽内，薄膜将窗口密封，避免窗口的大气侧的外部空气通过窗口泄漏至真空腔体。

较佳地，所述窗体的真空侧的表面设置有环绕所述窗口的第二密封槽，所述电子束引出窗还包括第二密封件，所述第二密封件嵌设于所述第二密封槽，所述第二密封件用于与电子束发生器的真空腔表面接触。

较佳地，所述第一格栅槽和所述第二格栅槽的数量均为若干个，若干个所述第一格栅槽之间平行设置，若干个所述第二格栅槽之间平行设置。

较佳地，所述窗体还包括加强筋，所述加强筋设于所述窗口内且位于所述第二格栅单元和所述第一格栅单元之间，所述加强筋沿纵向延伸设置，所述第二格栅槽的一端连接于所述加强筋。

在本方案中，采用上述结构形式，加强筋既可提高窗体的强度，又可将第二格栅槽的热量传导至窗体的边缘，降低窗体中部的温度。

一种电子束发生器，其包括壳体，其特征在于，所述壳体内具有真空腔，所述电子束发生器还包括如上所述的电子束引出窗，所述电子束引出窗安装于所述壳体的开口。

在本方案中，电子束引出窗安装在壳体的开口处，电子束引出窗与壳体围成一真空腔。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：该电子束引出窗利用了近端纵向设置的第一格栅槽长度短的优点，便于薄膜上的热量快速传导至窗体，提高薄膜及窗体的使用寿命，同时，窗口被第一格栅单元和第二格栅单元分割，也使得横向设置的第二格栅槽的长度变短，有利于第二格栅单元中部的热量传导至窗体的边缘，延长薄膜及电子束引出窗的使用寿命。此外，由于使用时电子束的扫描方向与第二格栅单元的第二格栅槽的延伸方向相同，当射线扫描到处于远端的第二格栅单元时，第二格栅单元的格栅槽的侧面不会对射线造成阻挡，提高射线的通过率。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的电子束发生器的结构示意图。

图2为本实用新型一较佳实施例的电子束引出窗第一视角的结构示意图。

图3为本实用新型一较佳实施例的电子束引出窗第二视角的结构示意图。

图4为本实用新型一较佳实施例的电子束引出窗第三视角的结构示意图。

图5为本实用新型一较佳实施例的电子束引出窗的侧视图。

图6为图5中沿A-A线的剖面图。

附图标记说明：

电子束引出窗10

窗体1

窗口11

大气侧12

真空侧13

第一格栅单元2

第一格栅槽21

第二格栅单元3

第二格栅槽31

冷却流道4

进口41

出口42

第一密封槽5

第二密封槽6

加强筋7

电子束发生器20

壳体201

水流方向30

纵向方向50

横向方向60

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本实施例公开了一种电子束发生器，该电子束发生器20包括壳体201和电子束引出窗10，壳体201内设有真空腔，电子束引出窗10安装在壳体201的开口处，电子束引出窗10与壳体201围成一真空腔。使用时，对真空腔进行抽真空处理。

如图2-图6所示，本实施例还公开了如上所述的电子束引出窗，该电子束引出窗10包括薄膜(图中未示出)、窗体1、一个第一格栅单元2和两个第二格栅单元3。窗体1的中部设置有窗口11，第一格栅单元2与第二格栅单元3间隔设置，且均位于窗口11上，第二格栅单元3相对于第一格栅单元2沿扫描方向被配置于窗口11的远端。

其中，第一格栅单元2包括若干个第一格栅槽21，第一格栅槽21沿纵向方向50延伸设置，若干个第一格栅槽21之间平行设置；第二格栅单元3包括若干个第二格栅槽31，第二格栅槽31沿横向方向60延伸设置，若干个第二格栅槽31之间平行设置。

电子束的扫描方向被配置为与第二格栅槽31的延伸方向相同，即电子束在横向方向60来回扫描，引出后形成一定尺寸的辐照工艺长度。

将第一格栅单元2配置于扫描方向的中部，第二格栅单元3配置于扫描方向的远端。该电子束引出窗10利用了近端纵向设置的第一格栅槽21长度短的优点，便于薄膜上的热量快速传导至窗体1，提高薄膜及窗体1的使用寿命，同时，窗口11被第一格栅单元2和第二格栅单元3分割，也使得横向设置的第二格栅槽31的长度变短，有利于第二格栅单元3中部的热量传导至窗体1的边缘，延长薄膜及电子束引出窗10的使用寿命。此外，由于电子束的扫描方向与第二格栅单元3的第二格栅槽31的延伸方向相同，当射线扫描到处于远端的第二格栅单元3时，第二格栅单元3的第二格栅槽31的侧面不会对射线造成阻挡，提高射线的通过率。

在本实施例中，第二格栅单元3的数量为两个，第一格栅单元2的数量为一个，两个第二格栅单元3分别设置于第一格栅单元2的两侧。在其他的实施例中，第二格栅单元和第一格栅单元的数量可根据需要设定。使用时，当射线扫描到窗口11的两端时，由于电子束的扫描方向与第二格栅单元3的第二格栅槽31的延伸方向相同，两端的第二格栅槽31的侧面不会对射线造成阻挡，增大射线的通过率，同时还利用了近端第一格栅单元2的第一格栅槽21长度短的优点，便于薄膜上的热量快速传导至窗体1，提高薄膜及窗体1的使用寿命。

另外，为了快速冷却窗体1，在窗体1的内部还设有冷却流道4。冷却流道4环绕窗口11设置且不通过窗口11，冷却流道4的进口41和出口42均设置于窗体1的侧面，便于与外部的循环管路连接。冷却流道4内流通有冷却液体，冷却液体用于吸收窗体1的热量，降低窗体1的温度，防止格栅和薄膜变形，延长薄膜和窗体1的使用寿命。本实施例的冷却液体为水，窗体1中的水流方向30如图5中的箭头标识所示，在其他可替代的实施例中，冷却液体也可为冷媒。

窗体1的两侧分别为大气侧12和真空侧13，大气侧12与外部连通，真空侧13处于真空腔中。薄膜设置在窗体1的大气侧12，薄膜完全覆盖于窗口11，薄膜能够被电子束穿过。优选地，薄膜为钛箔，其厚度为十几微米。

窗体1的大气侧12的表面设置有环绕窗口11的第一密封槽5，电子束引出窗10还包括第一密封件(图中未示出)，第一密封件将薄膜的边缘压在第一密封槽5内，薄膜将窗口11密封，同时第一密封件将薄膜固定在窗体上，避免窗口11的大气侧12的外部空气通过窗口11泄漏至真空腔体。

窗体1的真空侧13的表面还设置有环绕窗口11的第二密封槽6，电子束引出窗10还包括第二密封件(图中未示出)，第二密封件嵌设于第二密封槽6，第二密封件用于与电子束发生器20的真空腔表面接触。在本实施例中，第一密封件和第二密封件为具有弹性形变的橡胶圈。

在此基础上，窗体1还包括加强筋7，加强筋7设于窗口11内且位于第二格栅单元3和第一格栅单元2之间，加强筋7沿纵向延伸设置，第二格栅槽31的一端连接于加强筋7。加强筋7既可提高窗体1的强度，又可将第二格栅槽31的热量传导至窗体1的边缘，降低窗体1中部的温度。优选地，窗体1的材质为铜。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子束引出窗，其包括薄膜，其特征在于，所述电子束引出窗还包括：

窗体，所述窗体的中部设置有窗口；

至少一个第一格栅单元，所述第一格栅单元包括第一格栅槽，所述第一格栅槽沿纵向方向延伸设置；

至少一个第二格栅单元，所述第二格栅单元包括第二格栅槽，所述第二格栅槽沿横向方向延伸设置，所述第一格栅单元与所述第二格栅单元间隔设置，且均位于所述窗口上，所述第二格栅单元相对于所述第一格栅单元沿扫描方向被配置于所述窗口的远端。

2.如权利要求1所述的电子束引出窗，其特征在于，所述第二格栅单元的数量为两个，所述第一格栅单元的数量为一个，两个所述第二格栅单元分别设置于所述第一格栅单元的两侧。

3.如权利要求1所述的电子束引出窗，其特征在于，所述窗体的内部还具有冷却流道，所述冷却流道环绕所述窗口设置且不通过所述窗口，所述冷却流道的进口和出口均设置于所述窗体的侧面。

4.如权利要求1所述的电子束引出窗，其特征在于，所述薄膜完全覆盖于所述窗口，所述薄膜能够被电子束穿过。

5.如权利要求1所述的电子束引出窗，其特征在于，所述薄膜靠近所述窗体的大气侧。

6.如权利要求5所述的电子束引出窗，其特征在于，所述窗体的大气侧的表面设置有环绕所述窗口的第一密封槽，所述电子束引出窗还包括第一密封件，所述薄膜的边缘通过所述第一密封件嵌设于所述第一密封槽与所述窗体固定。

7.如权利要求1所述的电子束引出窗，其特征在于，所述窗体的真空侧的表面设置有环绕所述窗口的第二密封槽，所述电子束引出窗还包括第二密封件，所述第二密封件嵌设于所述第二密封槽，所述第二密封件用于与电子束发生器的真空腔表面接触。

8.如权利要求1所述的电子束引出窗，其特征在于，所述第一格栅槽和所述第二格栅槽的数量均为若干个，若干个所述第一格栅槽之间平行设置，若干个所述第二格栅槽之间平行设置。

9.如权利要求1所述的电子束引出窗，其特征在于，所述窗体还包括加强筋，所述加强筋设于所述窗口内且位于所述第二格栅单元和所述第一格栅单元之间，所述加强筋沿纵向延伸设置，所述第二格栅槽的一端连接于所述加强筋。

10.一种电子束发生器，其包括壳体，其特征在于，所述壳体内具有真空腔，所述电子束发生器还包括如权利要求1-9中任意一项所述的电子束引出窗，所述电子束引出窗安装于所述壳体的开口。

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