一種速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，包括熱子、套筒及絕緣層，熱子和絕緣層設(shè)置在套筒內(nèi)部，熱子環(huán)繞形成若干圈盤香型球面結(jié)構(gòu)，套筒包括套筒頂面、套筒底面和套筒側(cè)壁，套筒頂面和套筒底面也為球面結(jié)構(gòu)，熱子的各圈上端與套筒頂面之間的距離h相等；將熱子(或稱燈絲)設(shè)計成盤香型球面結(jié)構(gòu)，且盤香型球面熱子上端和球面A相切；球面A、套筒頂面、套筒底面、陰極底面的球面和陰極發(fā)射面球面均為同心球面，保證了熱子在預熱過程中，整個陰極發(fā)射面在很短時間內(nèi)可以受熱均勻，有效地克服了陰極發(fā)射面中心和邊沿的溫度差，保證了整個陰極面均勻“激活”，從而降低了熱子的加熱功率，延長了陰極的使用壽命。
【專利說明】
一種速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及大功率速調(diào)管技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]早期鋇鎢陰極速調(diào)管所使用的熱子一般是“裸絲”，即熱子不經(jīng)過處理直接裝在部件中，如圖11所示，這種熱子的形狀多為盤香型平面結(jié)構(gòu)，整個熱子分布在一個平面上。在預熱過程中陰極中心溫度偏高，邊緣溫度偏低，要達到溫度平衡需要很長時間。有時即使通過很長時間的平衡，陰極發(fā)射面邊沿的溫度仍然比中心的溫度偏低50?70°C，甚至更大。
[0003]熱電子發(fā)射陰極的發(fā)射電流和陰極發(fā)射面的溫度密切相關(guān)，陰極發(fā)射面溫度高，發(fā)射電流就大，反之，陰極發(fā)射面溫度低，發(fā)射電流就小。在制造過程中，熱電子發(fā)射陰極，一般需要經(jīng)過“分解”(或稱預分解)及“激活”工藝進行處理。而陰極的激活有一個最高溫度的限制，超過這一溫度陰極將會“過激活” ο所謂陰極“過激活”是指超過陰極激活溫度上限值后，陰極的電子發(fā)射能力不會上升，反而下降，而且陰極一旦出現(xiàn)“過激活”，即使降低陰極溫度其發(fā)射能力也不可恢復。如果陰極邊沿和中心的溫度差過大，有可能出現(xiàn)兩種情況。一種是陰極中心激活好，而邊沿激活不足，還有一種情況是，邊沿激活好，而中心就會“過激活” ο由此可見，陰極發(fā)射面溫度的均勻性是至關(guān)重要的。
[0004]而且“裸絲”狀態(tài)使熱子工作時的熱量損失很大，在工作過程中需要提高熱子加熱功率才能滿足陰極發(fā)射所要求的溫度。隨著陰極技術(shù)的提高，出現(xiàn)了燒結(jié)的陰極熱子組件，如圖12所示，這種結(jié)構(gòu)的熱子和陰極燒結(jié)在一起，減小了一部分的熱量損失。燒結(jié)的陰極熱子組件中熱子一般采用雙螺旋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的熱子分布在陰極的邊緣部分，在熱子預熱過程中陰極邊緣溫度高，中心溫度低，要達到溫度平衡也需要預熱很長時間。而且這種結(jié)構(gòu)的陰極邊緣很厚，在實際工作時，通過陰極向側(cè)邊的熱輻射偏大，熱子的加熱功率就需要提尚O
[0005]上述結(jié)構(gòu)在氧化鋁粉燒結(jié)過程的同時，還需要對陰極和陰極支撐筒進行焊接，并且完成陰極的“浸鹽”，“浸鹽”溫度、焊接溫度和氧化鋁粉燒結(jié)溫度就會相互影響，因此這種結(jié)構(gòu)在制造過程中工藝復雜，需要專門的設(shè)備，有一定的難度，成品率不高，制造成本卻很尚O
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的就是提供一種速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，以解決傳統(tǒng)的速調(diào)管熱子組件結(jié)構(gòu)熱屏蔽性差，及組件結(jié)構(gòu)安裝復雜等問題。
[0007]為實現(xiàn)此目的，本實用新型的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，包括熱子、套筒及絕緣層，所述熱子和所述絕緣層設(shè)置在所述套筒內(nèi)部，所述熱子環(huán)繞形成盤香型球面結(jié)構(gòu);所述套筒包括套筒頂面、套筒底面和套筒側(cè)壁，所述套筒頂面、套筒底面也為球面結(jié)構(gòu)，所述熱子的各圈上端與所述套筒頂面之間的距離h相等。
[0008]進一步地，所述熱子的各圈上端與球面A相切，所述球面A與所述套筒頂面之間的距離h相等，且為0.5?1mm。
[0009]進一步地，所述套筒頂面和套筒底面的曲面，與球面A為同心球面。
[0010]進一步地，所述熱子還包括第一引線和第二引線，所述第一引線和第二引線伸出絕緣層，且延伸方向背離所述套筒頂面，與所述套筒側(cè)壁平行。
[0011]進一步地，所述絕緣層為氧化鋁粉經(jīng)燒結(jié)而成，且填充在所述熱子的各圈之間及熱子與套筒頂面、套筒側(cè)壁之間。
[0012]進一步地，所述套筒連接著陰極本體，所述陰極本體包括陰極發(fā)射面和陰極底面，且所述陰極發(fā)射面和所述陰極底面均為球面，所述陰極底面與所述套筒底面相貼合。
[0013]進一步地，所述陰極發(fā)射面和陰極底面的曲面，與所述球面A為同心球面。
[0014]進一步地，所述陰極本體還包括環(huán)形槽，所述環(huán)形槽中嵌入鉭絲，所述鉭絲連接著陰極支撐筒，所述陰極支撐筒的側(cè)壁與所述套筒的套筒側(cè)壁之間留有間隙。
[0015]進一步地，所述環(huán)形槽沿陰極本體的軸向方向的截面圖為矩形形狀，且沿陰極本體的軸向方向為環(huán)形槽的寬邊a，沿陰極本體的徑向方向為環(huán)形槽的窄邊b，且a: b = 1.5?2:1。
[0016]進一步地，所述鉭絲采用機械的方法嵌入環(huán)形槽中，鉭絲采用點焊的方法連接著陰極支撐筒。
[0017]為實現(xiàn)本實用新型的目的，盤香型球面熱子(或稱燈絲)上端相切的球面A、套筒頂面、套筒底面(靠近陰極底面)、陰極底面和陰極發(fā)射面均為同心球面；其球面半徑分別為尺4、1?、1?2、1?2、1?1，且盤香型球面熱子的各圈上端與套筒頂面之間的距離11 = 1?4-1?。
[0018]環(huán)形槽的數(shù)量和具體尺寸由陰極本體的尺寸和重量確定，一般當陰極直徑小于50mm時，采用單槽。
[0019]本實用新型的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)的工作原理為:熱子的第一引線、第二引線連通電源進行通電，熱子受熱，將熱量傳遞給套筒頂面，套筒頂面將熱量傳遞給套筒底面，套筒底面將熱量傳遞給陰極底面，陰極底面再將熱量傳遞給陰極發(fā)射面，陰極發(fā)射面受熱被“激活”，釋放出電子。
[0020]本實用新型設(shè)計的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0021](I)將熱子設(shè)計成盤香型球面結(jié)構(gòu)，且盤香型球面熱子各圈所在的曲面和陰極發(fā)射面為同心球面，保證了在熱子預熱過程中，整個陰極發(fā)射面在很短時間內(nèi)可以受熱均勻，有效地克服了陰極發(fā)射面中心和邊沿的溫度差，保證了整個陰極面均勻“激活”，從而降低了熱子的加熱功率，延長了陰極的使用壽命。
[0022](2)熱子、套筒和氧化鋁粉絕緣層燒結(jié)形成燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，再與“浸鹽”處理后的陰極進行裝配，制造工藝是分開獨立進行，工藝操作簡單，降低了成本，同時避免了燒結(jié)溫度和“浸鹽”溫度的不一致所帶來的對燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)的破壞。
[0023](3)在燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)與陰極裝配過程中，套筒側(cè)壁與陰極支撐筒側(cè)壁之間留有間隙，使陰極向側(cè)邊的熱輻射減小，從而降低了熱子的加熱功率，保證了速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)的熱屏蔽性。
[0024](4)在燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)與陰極裝配過程中，由于陰極本體和陰極支撐筒連接的圓柱面上，開有矩形截面環(huán)形槽。矩形截面環(huán)形槽中嵌入鉭絲，鉭絲填充滿整個矩形截面環(huán)形槽中，用機械方法固定，鉭絲與陰極支撐筒之間采用點焊的方式連接。由于鉭絲軸向受到矩形截面環(huán)形槽窄邊的限制、徑向又受到陰極支撐筒和矩形截面環(huán)形槽寬邊的限制，鉭絲軸向和徑向均不能移動，從而完成陰極本體和陰極支撐筒之間的牢固連接。這樣有效地克服了陰極本體和陰極支撐筒焊接溫度、浸鹽溫度和熱子氧化鋁粉燒結(jié)溫度之間溫度不一致所帶來的技術(shù)困難，從而提高了成品率，減低了成本。
【附圖說明】
[0025]圖1為燒結(jié)的熱子結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0026]圖2為圖1中局部標記的II的放大圖；
[0027]圖3為燒結(jié)的熱子與陰極本體連接后的剖面圖；
[0028]圖4為環(huán)形槽的剖面圖；
[0029]圖5為環(huán)形槽與鉭絲連接后的剖面圖；
[0030]圖6為熱子與套筒連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖7為熱子與套筒分離的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖8為熱子的正視圖；
[0033]圖9為熱子的側(cè)視圖；
[0034]圖10為熱子的俯視圖；
[0035]圖11和圖12為【背景技術(shù)】中速調(diào)管燒結(jié)熱子組件的剖面圖；
[0036]其中，！一熱子:U一第一引線、U一第二引線；
[0037]2—套筒:2.1一套筒頂面、2.2—套筒側(cè)壁、2.3—套筒底面；
[0038]3 一絕緣層；
[0039]4一陰極本體:4.丨一陰極發(fā)射面、4.2一陰極底面、4.3一環(huán)形槽；
[0040]5—陰極支撐筒:5.1一陰極支撐筒側(cè)壁；
[0041]6—間隙；
[0042]7—鉭絲；
[0043]8—盤香型平面結(jié)構(gòu)熱子；
[0044]9—雙螺旋結(jié)構(gòu)熱子。
【具體實施方式】
[0045]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明:
[0046]如圖1所示，本實用新型速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，包括熱子1、套筒2及絕緣層3，并且所述熱子I和所述絕緣層3設(shè)置在所述套筒2內(nèi)部，其中，熱子I環(huán)繞形成盤香型球面結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖2可知，盤香型球面結(jié)構(gòu)的熱子(或稱燈絲)上端和球面A相切，球面A的引入能夠更方便的討論熱子的盤香型球面結(jié)構(gòu);這種結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)技術(shù)中的盤香型平面結(jié)構(gòu)或雙螺旋結(jié)構(gòu)的熱子，其目的主要是為了保證陰極受熱均勻;套筒2包括套筒頂面2.1、套筒底面2.3和套筒側(cè)壁2.2，套筒頂面2.1、套筒底面2.3也為球面結(jié)構(gòu)，與盤香型球面結(jié)構(gòu)熱子相對應，并且熱子I的各圈與套筒頂面2.1之間的距離h相等，與熱子各圈上端相切的球面A與所述套筒頂面2.1之間的距離也為h(h優(yōu)選為0.5mm)，11也可以在0.5?Imm之間；設(shè)計成距離相等，是為了保證在給熱子加熱時，套筒頂面2.1受熱均勻;再次結(jié)合圖2可知，所述套筒頂面2.1和套筒底面2.3的曲面，與球面A為同心球面。
[0047]結(jié)合圖1和圖2可知，熱子I還包括用于與電源連接的第一引線1.1和第二引線1.2，其中，第一引線1.1、第二引線1.2伸出絕緣層3(絕緣層優(yōu)選為氧化鋁粉燒結(jié)而成)，且延伸方向背離所述套筒頂面2.1，與所述套筒側(cè)壁2.2平行，而燒結(jié)的氧化鋁粉絕緣層填充在所述熱子I的各圈之間及熱子與套筒頂面2.1、套筒側(cè)壁2.2之間，從而避免熱子短路，同時也能起到熱屏蔽的作用。
[0048]如圖3所示，套筒2與陰極本體4相連接，陰極本體4包括陰極發(fā)射面4.1和陰極底面
4.2，為了更好的釋放電子，陰極底面4.2和陰極發(fā)射面4.1均為球面，同時為了保證陰極發(fā)射面4.1受熱均勻，陰極發(fā)射面4.1和陰極底面4.2的曲面為同心球面，在本實施例中，盤香型球面熱子(或稱燈絲)上端相切的球面A、套筒頂面2.1、套筒底面2.3(套筒底面2.3靠近陰極底面4.2，陰極底面4.2與套筒底面2.3相貼合)、陰極底面4.2、陰極發(fā)射面4.1，均為同心球面。
[0049]結(jié)合圖1、圖2和圖3可知，在本實施例中，陰極底面4.2的球面半徑R2等于陰極發(fā)射面4.1的球面半徑Rl與陰極本體4的厚度之和，而陰極本體的厚度是根據(jù)設(shè)計需要而設(shè)定的；而盤香型球面熱子(或稱燈絲)上端相切的球面A的球面半徑R4等于套筒頂面2.1的球面半徑R3與h的和，此外，陰極底面4.2和陰極發(fā)射面4.1也可以設(shè)計成其他的球形形狀;再次結(jié)合圖3可知，套筒側(cè)壁2.2與陰極支撐筒側(cè)壁5.1之間留有間隙6，保證了燒結(jié)的熱子結(jié)構(gòu)的熱屏蔽性。
[0050]再次結(jié)合圖3，在本實施例中，在陰極本體4上還開有環(huán)形槽4.3，且環(huán)形槽4.3沿陰極本體4的軸向方向的截面為矩形形狀，沿陰極本體4的軸向方向為環(huán)形槽4.3的寬邊a，沿陰極本體4的徑向方向為環(huán)形槽4.3的窄邊b，且a: b = 1.5?2:1;結(jié)合圖4、圖5可知，環(huán)形槽4.3中嵌入鉭絲7，鉭絲7填充滿整個環(huán)形槽中，且用機械方法固定在環(huán)形槽內(nèi)，所述鉭絲7與陰極支撐筒5之間采用點焊的方式連接，從而保證陰極本體4與陰極支撐筒5連接；由于鉭絲7軸向受到矩形截面環(huán)形槽4.3窄邊的限制、徑向又受到陰極支撐筒5和矩形截面環(huán)形槽4.3寬邊的限制，鉭絲7軸向和徑向均不能移動，從而完成陰極本體4和陰極支撐筒5之間的牢固連接。
[0051]如圖6、圖7所示，本實施例中的盤香型球面結(jié)構(gòu)的熱子I設(shè)置在套筒2內(nèi)，與套筒頂面2.1相對應，套筒頂面2.1也優(yōu)先設(shè)計成球面結(jié)構(gòu)，并且套筒頂面2.1與所述陰極底面4.2為同心球面，在本實施例中，陰極底面4.2的球面半徑與套筒底面2.3的球面半徑相等，均為R2，套筒頂面2.1的球面半徑R3等于套筒底面2.3的球面半徑R2與套筒2厚度之和，套筒2的厚度也是根據(jù)具體要求設(shè)定，此外，套筒頂面2.1和套筒底面2.3也可以設(shè)計成其他的球形形狀;這樣設(shè)計的目的也是為了保證陰極發(fā)射面4.1受熱均勻。
[0052]結(jié)合圖8、圖9和圖10可知，本實施例中的熱子I環(huán)繞形成若干圈盤香型球面結(jié)構(gòu)，環(huán)繞形成盤香型球面結(jié)構(gòu)的熱子，每圈的圓心在同一條直線上，但每圈的半徑不同，并且，不同圈距離陰極本體4的球面中心不同，所述熱子I還包括用于與電源連接的第一引線1.1和第二引線1.2，當將第一引線1.1和第二引線1.2接通電源，進行通電后，熱子發(fā)熱，并將熱量傳遞給套筒2。
[0053]再次結(jié)合圖1可知，所述熱子I和所述絕緣層3設(shè)置在所述套筒2內(nèi)，所述熱子I的各圈之間，及各圈與套筒頂面2.1和套筒側(cè)壁2.2之間填充有氧化鋁粉絕緣層，從而保證熱子不短路，在氫氣氛圍中，對熱子1、套筒2和氧化鋁粉絕緣層3進行高溫燒結(jié)，形成了燒結(jié)的熱子結(jié)構(gòu)。
[0054]再次結(jié)合圖2可知，將陰極本體進行“浸鹽”處理后，與上述燒結(jié)的熱子結(jié)構(gòu)進行裝配，就形成了速調(diào)管燒結(jié)的熱子組件，為了保證燒結(jié)的熱子組件的熱屏蔽性，在裝配的過程中，套筒偵_2.2與陰極支撐筒偵_5.1之間留有間隙6。
[0055]本實用新型設(shè)計的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)的工作原理為:熱子的第一引線、第二引線接通電源，進行通電，熱子受熱，將熱量傳遞給套筒頂面，套筒頂面再將熱量傳遞給套筒底面，套筒底面再將熱量傳遞給陰極底面，陰極底面再將熱量傳遞給陰極發(fā)射面，為了保證熱子的熱屏蔽性，熱子的各圈之間，熱子與套筒頂面、套筒側(cè)壁之間填充有氧化鋁粉絕緣層，最終，陰極發(fā)射面受熱激發(fā)出電子，為了保證陰極發(fā)射面發(fā)射電子注均勻，陰極發(fā)射面應受熱均勻，本實用新型將熱子設(shè)計成盤香型球面結(jié)構(gòu)，彌補了傳統(tǒng)技術(shù)中熱輻射較大的問題，同時熱子、套筒和氧化鋁粉絕緣層燒結(jié)成燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，再與“浸鹽”處理后的陰極進行裝配，工藝操作簡單，也避免了燒結(jié)溫度和“浸鹽”溫度的不一致所帶來的對燒結(jié)的熱子結(jié)構(gòu)的破壞等技術(shù)問題。
【主權(quán)項】
1.一種速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，包括熱子(I)、套筒(2)及絕緣層(3)，所述熱子(I)和所述絕緣層(3)設(shè)置在所述套筒(2)內(nèi)部，其特征在于:所述熱子(I)環(huán)繞形成盤香型球面結(jié)構(gòu)；所述套筒(2)包括套筒頂面(2.1)、套筒底面(2.3)和套筒側(cè)壁(2.2)，所述套筒頂面(2.1)、套筒底面(2.3)也為球面結(jié)構(gòu)，所述熱子(I)的各圈上端與所述套筒頂面(2.1)之間的距離h相等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱子(I)的各圈上端與球面A相切，所述球面A與所述套筒頂面(2.1)之間的距離h相等，且為0.5?1mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述套筒頂面(2.1)和套筒底面(2.3)的曲面，與球面A為同心球面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱子(I)還包括第一引線(1.1)和第二引線(1.2)，所述第一引線(1.1)和第二引線(1.2)伸出絕緣層(3)，且延伸方向背離所述套筒頂面(2.1)，與所述套筒側(cè)壁(2.2)平行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述絕緣層(3)為氧化鋁粉經(jīng)燒結(jié)而成，且填充在所述熱子(I)的各圈之間及熱子(I)與套筒頂面(2.1)、套筒側(cè)壁(2.2)之間。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述套筒(2)連接著陰極本體(4)，所述陰極本體(4)包括陰極發(fā)射面(4.1)和陰極底面(4.2)，且所述陰極發(fā)射面(4.1)和所述陰極底面(4.2)均為球面，所述陰極底面(4.2)與所述套筒底面(2.3)相貼合。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陰極發(fā)射面(4.1)和陰極底面(4.2)的曲面與所述球面A為同心球面。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陰極本體(4)還包括環(huán)形槽(4.3)，所述環(huán)形槽(4.3)中嵌入鉭絲(7)，所述鉭絲(7)連接著陰極支撐筒(5)，所述陰極支撐筒(5)的側(cè)壁(5.1)與所述套筒(2)的套筒側(cè)壁(2.2)之間留有間隙(6)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)形槽(4.3)沿陰極本體(4)的軸向方向的截面為矩形形狀，且沿陰極本體(4)的軸向方向為環(huán)形槽(4.3)的寬邊a，沿陰極本體(4)的徑向方向為環(huán)形槽(4.3)的窄邊b，且a:b = l.5?2:1。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的速調(diào)管燒結(jié)熱子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鉭絲(7)采用機械的方法嵌入環(huán)形槽(4.3)中，鉭絲(7)采用點焊的方法連接著陰極支撐筒。
【文檔編號】H01J23/00GK205645746SQ201620306520
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】史海如, 周紅艷
【申請人】湖北漢光科技股份有限公司