CN219350143U - 一种电子枪单层冷却流道压力台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子枪单层冷却流道压力台，包括压力台本体，所述压力台本体包括防护组件、压力台外环、压力台内环，所述压力台内环与压力台外环之间形成环形腔体，所述压力台内环包括内环外壁，所述内环外壁上设置有导流组件，所述压力台内环与导流组件为一体成型，所述导流组件将环形腔体内的冷却水流道分割成轴向迂回的流动水道，使得压力台进行全方位、无死角冷却。本实用新型将压力台设计为单层冷却水道，水道为轴向迂回结构，使得压力台全方位、无死角冷却，导流组件与压力台内环一体成型，无需焊接导流组件，降低了薄壁焊接难度、提高了成品率。

Description

一种电子枪单层冷却流道压力台

技术领域

本实用新型涉及涉及电子束熔炼设备领域，具体而言，涉及一种电子枪单层冷却流道压力台。

背景技术

电子束熔炼(EB熔炼)是将高速电子束的动能转换为热能作为热源来进行金属熔炼的一种真空熔炼方法。电子束熔炼炉主要用于特殊钢、合金及难熔金属的熔炼，用于获取高纯金属。常见的电子束凝壳炉主要用于钛及钛合金的真空铸造。

电子枪是电子束熔炼炉的核心部件，是热源产生装置，电子枪作为EB炉熔炼设备的能量转换部件，其工作稳定性直接影响EB炉的工作稳定性和产品质量。它包括枪头、聚焦线圈和偏转线圈等。电子枪需要在0.1Pa以下的高真空环境才能稳定工作，不合格的真空度不但会导致电子枪灯丝及阴极消耗过快，还可能产生不受控的高能电子束放电而破坏电子束部件。

电子枪压力台是直接暴露在电子枪所发射电子束的路径上的电子枪元件。由于电子枪在运行过程中的异常放电及热辐射作用，电子枪压力台持续承受着较高的热量输入，电子枪压力台采用冷却水来散掉其输入的热量。由于电子枪高真空工况要求，电子枪压力台必须满足极为苛刻的真空低泄漏率要求，真空泄漏率要小于1.0E-10Pam3/s，以确保电子枪的稳定运行。

现有电子枪压力台结构由于复杂的双层流道设计及多焊缝拼联焊接结构，不但制作工艺复杂，而且现有的压力台结构，由于进水口靠近压力台中部位置，当压力台内部进水冷却时，压力台下端的水容易形成死水，在压力台使用过程中无法做到机体均匀等流速冷却，导致电子枪压力台局部冷却不足而过热。极易出现焊缝热疲劳开裂及压力台体壁烧穿的情况，电子枪真空环境被破坏，导致电子枪无法继续工作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电子枪单层冷却流道压力台，以解决现有技术中采用双层流道设计使得冷却装置制作工艺复杂，而且现有的压力台结构，由于进水口靠近压力台中部位置，当压力台内部进水冷却时，压力台下端的水容易形成死水，电子枪无法全方为冷却，造成电子枪局部过热，容易造成焊缝热疲劳开裂及压力台体壁烧穿的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电子枪单层冷却流道压力台，包括压力台本体，所述压力台本体至少包括防护组件、压力台外环、压力台内环，所述压力台内环与压力台外环之间形成环形腔体，所述压力台内环包括内环外壁，所述内环外壁上设置有导流组件，所述压力台内环与导流组件为一体成型，所述导流组件将环形腔体内的冷却水流道分割成轴向迂回的流动水道，使得压力台进行全方位、无死角冷却。

该设置即可对压力台全方位无死角冷却，同时压力台内环与导流组件的一体成型，无需焊接导流组件，避免了因薄壁焊接所引起的变形缺陷。

进一步地，所述压力台外环包括筒体、法兰盘，所述法兰盘与筒体一体成型。

进一步地，所述筒体上设置有第一进水口和第一回水区，所述内环外壁的外侧设置有冷却水进水区、冷却水回水区，所述冷却水进水区靠近第一进水口，所述冷却水回水区靠近第一回水区。

进一步地，所述导流组件按水流方向依次至少包括第一导流件、第二导流件、第三导流件、第四导流件，所述第一导流件将冷却水进水区与冷却水回水区隔离，第二导流件为多个，多个第二导流件交替设置，第三导流件靠近冷却水回水区的一端连接有第二导流件，第三导流件的另一端连接有第四导流件，第四导流件两端设置有缺口，使得冷却水从冷却水进水区达到冷却水回水区。

该设置可使压力台形成轴向迂回冷却水流道，对压力台全方位、无死角冷却。

进一步地，所述法兰盘上设置有进水管和回水管，所述进水管远离筒体中心的一端设置有堵头，所述进水管靠近筒体中心的一端与第一进水口连通，所述回水管远离筒体中心的一端设置有堵头，所述回水管靠近筒体中心的一端与第一回水口连通。

进一步地，还包括第五导流件，所述第五导流件为多个，多个第五导流件位于第三导流件的上方和/或下方。

该设置可使内环外壁上形成轴向迂回水流通道。

进一步地，所述第二导流件包括第二下导流件和第二上导流件，根据冷却水流动方向，第二下导流件和第二上导流件交替间隔，第二下导流件比第二上导流件多一个。

该设置可使内环外壁上形成轴向迂回水流通道。

进一步地，所述压力台外环下端设置有环形台肩，所述环形凸台肩由筒体外壁向筒体中心凸起，所述环形台肩与压力台内环的外壁贴合。

该设置使得压力台外环与压力台内环之间形成环形腔体，也是对压力台内环的定位；同时所述环形台肩使冷却更均匀，不存在冷却死区。

进一步地，所述防护组件位于压力台本体的上端，所述防护组件设置有环形凹槽，所述压力台外环和压力台内环位于环形凹槽内。

该设置使得压力台内环和压力台外环连接的更牢固。

进一步地，所述压力台本体还包括固定组件，所述固定组件位于压力台外环与压力台内环之间的环形腔体内。

该设置可以提高压力台内环和压力台外环的密封性，同时也具有密封作用。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种电子枪单层冷却流道压力台。具有以下优势：

(1)本实用新型的电子枪单层冷却流道压力台结构简单。该单层冷却流道压力台采用单层冷却水道设计，水道为轴向迂回结构，与压力台内环一体成型，无需焊接导流组件。该压力台结构只保留2条主焊缝，焊缝数量只有老结构的三分之一。该压力台规避了老结构的薄壁焊接，降低了焊接难度、提高了成品率。

(2)本实用新型的电子枪单层冷却流道压力台的冷却均匀高效，使用寿命长。该压力台的轴向迂回冷却水道设计确保冷却水可以覆盖到压力台内壁的每一处，避免了老结构的冷却死角所造成的局部高温。均匀高效的冷却效果使得压力台内壁各处的温差小于5℃，提高了压力台材料的热疲劳寿命。

(3)本实用新型的电子枪单层冷却流道压力台的经济效益显著。该压力台不但降低了压力台加工制作成本，同时使因压力台烧穿而引起的电子枪故障减少到原来的5％以下，显著提升了电子束熔炼炉的稳定性和产品质量。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电子枪冷却流道压力视角一的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电子枪冷却流道压力视角二的整体结构示意图；

图3为本实用新型电子枪单层冷却流道压力台的剖视图；

图4为本实用新型实施例的压力台外环的剖视图；

图5为本实用新型实施例的压力台内环的展开图；

图6为现有技术中压力台的温度场视图；

图7为本实用新型电子枪单层冷却流道压力台的温度场视图。

附图标记说明

1-压力台本体，2-保护帽，3-工艺塞环，4-压力台外环，401-筒体，402-法兰盘，403-堵头，404-第一进水口，405-第一回水口，406-环形台肩，407-进水管，408-回水管，5-压力台内环，500-内环外壁，501-冷却水进水区，502-冷却水回水区，503-第一导流件，504-第二导流件，5041-第二上导流件，5042-第二下导流件，505-第三导流件，506-第四导流件，507-第五导流件，6-顶部环焊缝，7-底部环焊缝，8-冷却水流动方向。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。另外，对下述具体实施方式中涉及到方位作简要说明：在实施例中所提到的“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方向或位置关系，是指附图中所示的方位或位置关系。

实施例

如图1-图7所示，本实用新型提供一种电子枪单层冷却流道压力台，包括压力台本体1，所述压力台本体1至少包括防护组件、压力台外环4、压力台内环5，所述压力台内环5与压力台外环4之间形成环形腔体，所述压力台外环4包括筒体401，所述筒体401上设置有第一进水口404和第一回水口405，所述压力台内环5的外壁上设置有导流组件，所述导流组件位于环形腔体内，所述导流组件将环形腔体内的冷却水流道分割成轴向迂回的流动水道，由于导流组件的导向作用使冷却水从第一进水口404进入流动水道再到第一回水口405，实现电子枪压力台的全方位冷却。

优选地，所述压力台内环5与导流组件一体成型。

具体地，所述压力台内环5包括内环外壁500，所述内环外壁500的外侧设置有冷却水进水区501、冷却水回水区502，所述冷却水进水区501靠近第一进水口404，所述冷却水回水区502靠近第一回水口405。

优选地，所述防护组件为保护帽2。

具体地，所述保护帽2上设置有环形凹槽，所述压力台外环4和压力台内环5的上端位于环形凹槽内。

具体地，所述压力台本体1还包括固定组件，所述固定组件位于压力台外环4与压力台内环5之间的环形腔体的顶端。

优选地，所述固定组件为工艺塞环3，所述工艺塞环3是为了实现压力台外环4、压力台内环5整体套装而作的独特设计，具有定位和密封双重作用。

优选地，所述压力台本体1由保护帽2、工艺塞环3、压力台外环4及压力台内环5焊接而成。更优选地，所述保护帽2与压力台外环4点焊固定。

具体地，所述工艺塞环3、压力台外环4与压力台内环5的顶端通过顶部环焊缝6焊接在一起，所述顶部环焊缝6为密封连续焊缝，所述压力台内环5与压力台外环4的下端通过底部环焊缝7焊接在一起，所述底部环焊缝7为密封连续焊缝。

优选地，工艺塞环3的右端与内环外壁500贴合，工艺塞环3的左端与压力台外环4的内壁贴合，工艺塞环3的上端与顶部环焊缝6连接在一起。

具体地，所述压力台外环4还包括法兰盘402，所述法兰盘靠近筒体高度的中部位置，所述法兰盘与筒体一体成型，所述筒体401与法兰盘402为一体结构，该一体成型结构相比现有结构减少了2道环形薄壁焊缝，既减少了焊接难度，提高了焊接成功率，满足了压力台低真空泄漏的要求，同时无焊缝设计避免了焊缝的热疲劳开裂造成的漏水故障。

具体地，所述法兰盘402上设置有进水管407和回水管408，所述进水管407和出水管408平行于水平面，所述进水管407远离筒体中心的一端设置有堵头403，所述进水管靠近筒体中心的一端与第一进水口404连通，所述回水管408远离筒体中心的一端设置有堵头403，所述回水管408靠近筒体中心的一端与第一回水口405连通，所述法兰盘402上还设置有第二进水口404、第二回水口405，均位于法兰盘402的下端，第二进水口404与进水管407连通，所述第二回水口405与回水管408连通。

具体地，所述压力台外环4内壁靠近下端处设置有一个环形台肩406。所述环形台肩406由筒体401外壁向筒体401中心凸起，所述环形台肩406与内环外壁500贴合，所述环形台肩406使得压力台外环4与压力台内环5之间形成环形腔体，也是对压力台内环5的定位；同时所述环形台肩使冷却更均匀，不存在冷却死区。

具体地，所述法兰盘402上的第二进水口404和第二回水口405均设有密封沟槽。

具体地，所述导流组件包括第一导流件503、第二导流件504、第三导流件505、第四导流件506、第五导流件507，所述导流组件能够使冷却水流动方向8形成轴向迂回流道如图4所示，所述第一导流件503靠近冷却水进水区，第一导流件503将冷却水进水区501与冷却水回水区502隔离，防止进水与回水出现短路直连。

优选地，第一导流件503与最近的第二导流件504之间的距离与第一导流件503与第四导流件506之间的距离、第五导流件507与最近的第二导流件504之间的距离相等。

优选地，第一导流件503、第二导流件504、第四导流件506、与第五导流件507相互平行。

优选地，第三导流件505垂直于第二导流件504、第四导流件506。

再具体地，所述第一导流件503一端通过工艺塞环隔断冷却水流通，所述第一导流件503的另一端通过与压力台外环上的环形台肩406接触，隔断冷却水流通。

具体地，所述第二导流件504为多个，多个第二导流件504形成轴向迂回的流动水道；第三导流件505靠近冷却水回水区502的一端连接的有第二导流件504，第三导流件505的另一端连接有第四导流件506，第三导流件505防止冷流水直接流到冷却水回水区，造成压力台本体未能完全冷却。

具体地，第四导流件506两端设置有缺口，使得冷却水从冷却水进水区501达到冷却水回水区502。

具体地，所述第二导流件504包括第二上导流件5041、第二下导流件，5042，其中第二下导流件5042靠近冷却水进水区，第二下导流件5042上端设置有开口结构，该设置可是冷却水进水区的水从第一导流件503与第二下导流件5042之间的流道从上端流出；第二上导流件5041上端与工艺塞环3连接隔断水流，第二上导流件5041下端设置有开口，根据冷却水流动方向，第二上导流件，041与第二下导流件，5042交替设置，其中第二下导流件5042设置的个数比第二下导流件多一个，该设置可使冷却水形成轴向迂回对压力台进行冷却。靠近冷却水回水区502的第二下导流件5042与第三导流件505连接。

具体地，靠近冷却水回水区502的第二下导流件5042与第三导流件505连接。

具体地，所述第五导流件507多个，多个第五导流件507位于第三导流件505的上方和/或下方；优选地，第五导流件507包括第五上导流件和第五下导流件，第五上导流件位于第三导流件的上端，第五下导流件位于第三导流件的下端，第五上导流件的上端通过工艺塞环连接隔断水流，所述第五导流件的下端设置为开口结构，使得冷却水通过第五导上流件的下端流出后经过第四导流件；第五下导流件的下端与环形台肩接触，使得从第四导流件下端流出的冷却水经过第五下导流件的阻挡作用流入冷却水回水区。

具体地，所述第四导流件506两端设置有缺口，使得冷却水从压力台本体上端流动的水进入压力台本体下端，最终流入到冷却水回水区502。该设置使得压力台本体全方位冷却。

具体实现方式时，外界的冷却水通过第二进水口到达法兰盘内，径向流到冷却水进水区，通过第一导流件的隔离作用，经过第二下导流件的缺口、第二上导流件的缺口，交替进行到与第二下导流件连接的第三导流件时，再经过第四导流件上端缺口，从第四导流件的下端缺口流入经过第五导流件最终流入冷却水回水区；即冷却水从冷却水进水区通过轴向迂回经过压力台内环的外壁和压力台外环的内壁的任意角落，到达冷却水回水区，在通过法兰盘的径向流入到第二出水口，使冷却更均匀。

一般的水道压力台内环各处温度相差很大，最大温差有2倍之多，造成局部高温。主要原因为一般的压力台水道设计导致压力台下部冷却水无法形成循环流通水路，形成死水，热量无法带出。而本实用新型提供的一种电气抢单层冷却流道压力台的内环各处温度均匀一致，温度相差最多也未超过5℃，冷却均匀性提高显著。该电子抢单层冷却流道压力台保证了冷却水可以均匀的覆盖到压力台内环的每一处，不留冷却死角，冷却均匀可靠。

使用效果统计显示：本实用新型提供的电子抢单层冷却流道压力台安装使用后，压力台内壁电子束烧穿故障减少了100％，未再出现此类故障。电子枪运行稳定性显著提高。因电子枪压力台故障造成的产品质量问题完全杜绝，且经济效益显著。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，包括压力台本体(1)，所述压力台本体(1)至少包括防护组件、压力台外环(4)、压力台内环(5)，所述压力台内环(5)与压力台外环(4)之间形成环形腔体，所述压力台内环(5)包括内环外壁(500)，所述内环外壁(500)上设置有导流组件，所述压力台内环(5)与导流组件为一体成型，所述导流组件将环形腔体内的冷却水流道分割成轴向迂回的流动水道，使得压力台进行全方位、无死角冷却。

2.根据权利要求1所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，所述压力台外环(4)包括筒体(401)、法兰盘(402)，所述法兰盘(402)与筒体(401)一体成型。

3.根据权利要求2所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，所述筒体(401)上设置有第一进水口(404)和第一回水口(405)，所述内环外壁(500)的外侧设置有冷却水进水区(501)、冷却水回水区(502)，所述冷却水进水区(501)靠近第一进水口(404)，所述冷却水回水区(502)靠近第一回水口(405)。

4.根据权利要求3所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，所述导流组件按水流方向依次至少包括第一导流件(503)、第二导流件(504)、第三导流件(505)、第四导流件(506)，所述第一导流件(503)将冷却水进水区(501)与冷却水回水区(502)隔离，第二导流件(504)为多个，多个第二导流件(504)交替设置，第三导流件(505)靠近冷却水回水区(502)的一端连接有第二导流件(504)，第三导流件(505)的另一端连接有第四导流件(506)，第四导流件(506)两端设置有缺口，使得冷却水从冷却水进水区(501)达到冷却水回水区(502)。

5.根据权利要求3所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，所述法兰盘(402)上设置有进水管(407)和回水管(408)，所述进水管(407)远离筒体中心的一端设置有堵头(403)，所述进水管(407)靠近筒体中心的一端与第一进水口(404)连通，所述回水管(408)远离筒体中心的一端设置有堵头(403)，所述回水管(408)靠近筒体中心的一端与第一回水口(405)连通。

6.根据权利要求4所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，还包括第五导流件(507)，所述第五导流件(507)为多个，多个第五导流件(507)位于第三导流件(505)的上方和/或下方。

7.根据权利要求4所述的电子枪单层冷却流道压力台，所述第二导流件(504)包括第二下导流件(5042)和第二上导流件(5041)，根据冷却水流动方向，第二下导流件(5042)和第二上导流件(5041)交替间隔，第二下导流件(5042)比第二上导流件(5041)多一个。

8.根据权利要求1所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，所述压力台外环(4)下端设置有环形台肩(406)，所述环形台肩(406)由筒体(401)外壁向筒体(401)中心凸起，所述环形台肩(406)与压力台内环(5)的外壁贴合。

9.根据权利要求1所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，所述防护组件位于压力台本体(1)的上端，所述防护组件设置有环形凹槽，所述压力台外环(4)和压力台内环(5)位于环形凹槽内。

10.根据权利要求1所述的电子枪单层冷却流道压力台，其特征在于，还包括固定组件，所述固定组件位于压力台外环(4)与压力台内环(5)之间的环形腔体内。

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