CN216437547U

CN216437547U - 一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构

Info

Publication number: CN216437547U
Application number: CN202122790465.XU
Authority: CN
Inventors: 李中平; 曹树春; 张子民
Original assignee: Gansu Particle Beam Radiation Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Lanzhou Kejin Yi'an Radiation Technology Co ltd
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2031-11-15

Abstract

本实用新型涉及一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，该结构包括一端封闭且另一端设有屏蔽环的阴极筒和穿过屏蔽环的陶瓷锥。阴极筒上设有栅极网，其内中心位置设有灯丝和聚焦极；灯丝和聚焦极的一端设有铜连接片Ⅰ，另一端设有铜连接片Ⅱ；铜连接片Ⅰ上设有陶瓷垫；铜连接片Ⅱ上通过弹簧连有陶瓷垫片；陶瓷锥的一端固定在密封法兰上，另一端设有由金属电极Ⅰ~Ⅲ和陶瓷环连接的交替结构；金属电极Ⅰ上分别设有弹簧触指Ⅰ、阴极过渡连接件，该阴极过渡连接件与屏蔽环相连；金属电极Ⅱ上分别设有弹簧触指Ⅱ、与铜连接片Ⅰ相连的连接柱；金属电极Ⅲ上分别设有与灯丝相连的香蕉插头、灯丝支架。本实用新型结构紧凑，稳定可靠。

Description

一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构

技术领域

本实用新型涉及消杀加速器技术领域，尤其涉及一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构。

背景技术

随着科学技术的不断进步和生活水平的提高，人们对于食品的环保和安全问题越来越重视，虽然用于消毒灭菌的手段多种多样，但辐射法作为一种高效、环保的处理手段已经得到了越来越广泛的应用，尤其是在发达国家。

现在市场上广泛用于消毒灭菌并具备高效、安全、环保特点的装置无疑是电子加速器，国内常见的消杀加速器基本都是10MeV的高能电子加速器，其机型有电子直线加速器Linac和梅花瓣加速器Rhodotron，束流从1.0~10mA不等，束流功率从10kW到100kW不等，且售价昂贵；同时要屏蔽10MeV能量电子产生的X射线所需要的辐射防护建筑投入较高，且占地面积较大，束下装置复杂。

高能电子加速器使用的消杀方式为穿透式，在辐照过程中，装箱的被辐照物品通过传输装置一次性通过辐照区进行消杀，消杀结果较为彻底，做到了包装箱内外一次性消杀。然而有些已消杀过的物品在转运过程中会出现表面再次污染，若应用穿透式辐照进行重新消杀则是一种极大的浪费。而且穿透式消杀可能会对某些不易辐照的食品造成不良影响，主要表现为色、香、味的改变。

电子帘属于低能电子加速器，无法穿透物品运输外包装，只能进行表面辐照处理。但它使用了自屏蔽技术，整体结构紧凑，造价低，所以选择低能电子帘加速器对进入销售环节前的食品外包装进行表面消杀是一种非常安全、环保、高效、经济的处理方式。同时电子帘作为一种高效的低能电子加速器通常也被广泛用于表面涂层固化、薄膜辐照等领域，市场前景非常广阔。

电子帘加速器主体由真空腔体和阴极组件组成，电子束从位于阴极筒1中心位置的一根高温钨材料灯丝21表面出射，由栅极电压控制引出束流大小，通过一定形状的聚焦极20约束，呈一定张角出射，经阴极筒1和真空腔体之间的直流高压加速，穿过由铜格栅支撑的约10um厚钛箔进入空气进行辐射加工。因此，阴极组件部分需接入三个电源的供电，分别是用于加速电子的高压电源、用于加热灯丝的灯丝电源、用于控制引出束流大小的栅极电源，而且灯丝和栅极电源均悬浮在高电位端。所以在馈入供电时不但要解决高电压绝缘和真空密封问题，而且还需考虑灯丝高温对馈入结构的影响。

目前，高压真空绝缘结构多采用普通高压连接器，而普通高压连接器插头和插座是用橡胶和树脂材质制作，仅能解决高压绝缘问题，无法解决高真空密封和高温隔热的问题，现有方法多在连接器和阴极部件之间过渡连接一个容器，使用油或SF6气体进行绝缘并增添冷却盘管，这使得结构繁杂，安装维护困难，成本增加。尤其是使用油绝缘及冷却的方案，在维护过程中，容易将油污代入真空室，这是电真空设备最禁忌的事，会导致真空系统性能下降，整机工作稳定性变差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳定可靠的帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：该结构包括一端封闭且另一端设有呈半圆弧状屏蔽环的阴极筒和穿过所述屏蔽环的陶瓷锥；所述阴极筒上设有栅极网，其内中心位置设有灯丝和聚焦极；所述灯丝和所述聚焦极的一端设有铜连接片Ⅰ，另一端设有铜连接片Ⅱ；所述铜连接片Ⅰ上设有陶瓷垫；所述铜连接片Ⅱ上通过弹簧连有陶瓷垫片；所述陶瓷锥的一端固定在密封法兰上，另一端设有由金属电极Ⅰ、金属电极Ⅱ、金属电极Ⅲ和陶瓷环连接的交替结构，且该陶瓷锥设有与标准高压插头配合使用的内锥孔；所述金属电极Ⅰ上分别设有弹簧触指Ⅰ、阴极过渡连接件，该阴极过渡连接件与所述屏蔽环相连；所述金属电极Ⅱ上分别设有弹簧触指Ⅱ、与所述铜连接片Ⅰ相连的连接柱；所述金属电极Ⅲ上分别设有与所述灯丝相连的香蕉插头、灯丝支架。

所述阴极筒的下方开口，并通过沉头螺丝安装有所述栅极网。

所述密封法兰上设有压环和密封圈。

所述金属电极Ⅰ上设有支架Ⅰ，该支架Ⅰ上设有槽Ⅰ；所述槽Ⅰ内设有环形的所述弹簧触指Ⅰ。

所述金属电极Ⅱ上设有支架Ⅱ，该支架Ⅱ上设有槽Ⅱ；所述槽Ⅱ内设有环形的所述弹簧触指Ⅱ。

所述金属电极Ⅲ上设有凸台，该凸台通过螺纹连接有所述香蕉插头。

所述金属电极Ⅰ通过卡槽与所述阴极过渡连接件相连。

所述阴极过渡连接件通过螺纹与所述屏蔽环相连。

所述金属电极Ⅱ通过螺母与所述连接柱相连。

所述金属电极Ⅲ通过连接杆与所述灯丝支架相连。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型将金属电极、陶瓷环交替封接成一体式结构，不但解决了高压绝缘问题，而且解决了高真空绝缘和灯丝耐高温问题，同时为电子帘加速器的电源馈入问题提供了一种紧凑、可靠、实用的连接方式。

2、本实用新型设有陶瓷锥，通过内部弹簧触指、香蕉插头，可实现标准高压插头和高电压电子束设备的安全连接，为该类型紧凑型在线设备的产业化推广提供了技术基础。

3、本实用新型结构紧凑，稳定可靠，可在产业化产品中大规模推广。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型中阴极组件示意图。

图2为本实用新型中阴极组件剖视图。

图中：1-阴极筒；2-栅极网；3-密封法兰；4-压环；5-陶瓷锥；6-密封圈；7-屏蔽环；8-金属电极Ⅰ；9-支架Ⅰ；10-金属电极Ⅱ；11-支架Ⅱ；12-香蕉插头；13-陶瓷环；14-连接杆；15-金属电极Ⅲ；16-连接柱；17-铜连接片Ⅰ；18-灯丝支架；19-陶瓷垫；20-聚焦极；21-灯丝；22-铜连接片Ⅱ；23-陶瓷垫片；24-弹簧；25-弹簧触指Ⅰ；26-弹簧触指Ⅱ；27-阴极过渡连接件；28-内锥孔。

具体实施方式

如图1~2所示，一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，该结构包括一端封闭且另一端设有呈半圆弧状屏蔽环7的阴极筒1和穿过屏蔽环7的陶瓷锥5。

阴极筒1上设有栅极网2，其内中心位置设有高温钨材料制成的灯丝21和聚焦极20；灯丝21和聚焦极20的一端设有铜连接片Ⅰ17，另一端设有铜连接片Ⅱ22；铜连接片Ⅰ17上设有陶瓷垫19，陶瓷垫19用来绝缘灯丝21与聚焦极20。铜连接片Ⅱ22上通过弹簧24连有陶瓷垫片23，陶瓷垫片23用于绝缘聚焦极20和灯丝21，以便灯丝21电流不通过弹簧24。陶瓷锥5的一端固定在密封法兰3上，另一端设有由金属电极Ⅰ8、金属电极Ⅱ10、金属电极Ⅲ15和陶瓷环13通过钎焊方式连接的交替结构，且该陶瓷锥5设有与标准高压插头配合使用的内锥孔28；金属电极Ⅰ8上分别设有弹簧触指Ⅰ25、阴极过渡连接件27，该阴极过渡连接件27与屏蔽环7相连；金属电极Ⅱ10上分别设有弹簧触指Ⅱ26、与铜连接片Ⅰ17相连的连接柱16；金属电极Ⅲ15上分别设有与灯丝21相连的香蕉插头12、灯丝支架18。

其中：阴极筒1的下方开口，并通过沉头螺丝安装有栅极网2。作用是用来控制并引出电子束，其表面应处理光滑无局部尖点。阴极筒1开口的周围设计了较大的弧度，以较小局部电场，阴极筒1表面应进行抛光处理以便减小放电几率，提高电子帘加速器的工作稳定性。

密封法兰3上设有压环4和密封圈6。

金属电极Ⅰ8上设有用于高压电接触的支架Ⅰ9，该支架Ⅰ9上设有槽Ⅰ；槽Ⅰ内设有环形的弹簧触指Ⅰ25。

金属电极Ⅱ10上设有用于栅极电压接触的支架Ⅱ11，该支架Ⅱ11上设有槽Ⅱ；槽Ⅱ内设有环形的弹簧触指Ⅱ26。

金属电极Ⅲ15上设有凸台，该凸台通过螺纹连接有用于灯丝电流电接触的香蕉插头12。

金属电极Ⅰ8通过卡槽与阴极过渡连接件27相连。阴极过渡连接件27通过螺纹与屏蔽环7相连。屏蔽环7上设计有较大的弧度，以便减小阴极组件端面对地场强。同时，使得阴极筒1与弹簧触指Ⅰ25具有相同电位。

金属电极Ⅱ10通过螺母与连接柱16相连。

金属电极Ⅲ15通过连接杆14与灯丝支架18相连。

金属电极Ⅰ8、金属电极Ⅱ10、金属电极Ⅲ15采用可以与陶瓷进行焊接的金属。

香蕉插头12、弹簧触指Ⅰ25、弹簧触指Ⅱ26分别与同轴结构的标准插头连接，将灯丝电流、高压、栅极电压从外部通过高压插头馈入阴极筒1。

本实用新型中阴极筒1位于负高压电位，栅极电源和灯丝电源均悬浮在该电位上。灯丝21的正常工作温度在2000℃左右，被加热的灯丝21发射电子，电子束被聚焦极20汇聚，由加载在栅极网2上的栅极电压控制束流大小，再被真空腔体与阴极筒1之间的高压电场加速，通过钛箔进入空气到达辐照物品表面。

为避免由于传导热和电流流过弹簧24产生的总热量过高导致其失去弹性，弹簧24起到调节灯丝加热伸长和冷却缩短的作用，使得灯丝21在冷态和加热过程中一直保持伸直状态，因此，弹簧24的材质为高温弹性合金。

Claims

1.一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：该结构包括一端封闭且另一端设有呈半圆弧状屏蔽环（7）的阴极筒（1）和穿过所述屏蔽环（7）的陶瓷锥（5）；所述阴极筒（1）上设有栅极网（2），其内中心位置设有灯丝（21）和聚焦极（20）；所述灯丝（21）和所述聚焦极（20）的一端设有铜连接片Ⅰ（17），另一端设有铜连接片Ⅱ（22）；所述铜连接片Ⅰ（17）上设有陶瓷垫（19）；所述铜连接片Ⅱ（22）上通过弹簧（24）连有陶瓷垫片（23）；所述陶瓷锥（5）的一端固定在密封法兰（3）上，另一端设有由金属电极Ⅰ（8）、金属电极Ⅱ（10）、金属电极Ⅲ（15）和陶瓷环（13）连接的交替结构，且该陶瓷锥（5）设有与标准高压插头配合使用的内锥孔（28）；所述金属电极Ⅰ（8）上分别设有弹簧触指Ⅰ（25）、阴极过渡连接件（27），该阴极过渡连接件（27）与所述屏蔽环（7）相连；所述金属电极Ⅱ（10）上分别设有弹簧触指Ⅱ（26）、与所述铜连接片Ⅰ（17）相连的连接柱（16）；所述金属电极Ⅲ（15）上分别设有与所述灯丝（21）相连的香蕉插头（12）、灯丝支架（18）。

2.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述阴极筒（1）的下方开口，并通过沉头螺丝安装有所述栅极网（2）。

3.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述密封法兰（3）上设有压环（4）和密封圈（6）。

4.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述金属电极Ⅰ（8）上设有支架Ⅰ（9），该支架Ⅰ（9）上设有槽Ⅰ；所述槽Ⅰ内设有环形的所述弹簧触指Ⅰ（25）。

5.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述金属电极Ⅱ（10）上设有支架Ⅱ（11），该支架Ⅱ（11）上设有槽Ⅱ；所述槽Ⅱ内设有环形的所述弹簧触指Ⅱ（26）。

6.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述金属电极Ⅲ（15）上设有凸台，该凸台通过螺纹连接有所述香蕉插头（12）。

7.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述金属电极Ⅰ（8）通过卡槽与所述阴极过渡连接件（27）相连。

8.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述阴极过渡连接件（27）通过螺纹与所述屏蔽环（7）相连。

9.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述金属电极Ⅱ（10）通过螺母与所述连接柱（16）相连。

10.如权利要求1所述的一种帘式电子加速器高压绝缘真空密封供电馈入结构，其特征在于：所述金属电极Ⅲ（15）通过连接杆（14）与所述灯丝支架（18）相连。