一種125kw連續波磁控管及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種磁控管，具體涉及一種125KW的連續波磁控管及其制備方法。
【背景技術】
[0002]微波加熱是將微波作為一種能源來加以利用，當微波與物質分子相互作用，產生分子極化、取向、摩擦、碰撞、吸收微波能而產生熱效應，這種加熱方法就稱為微波加熱。微波加熱方法優于傳統的蒸汽加熱、電熱、紅外加熱方法，具有高效、加熱均勻、易控，便于實現自動化、設備體積小、產品質量好、消毒、殺菌，產品安全衛生等優點。微波能發生器已廣泛地用于化工、中藥萃取、醫療等行業，用來進行催化反應、材料分析、殺菌處理等。磁控管是微波加熱設備的核心部件，隨著工業加熱使用范圍的不斷擴大，國內外市場上對大功率連續波磁控管的需求逐漸增加。而大功率連續波磁控管的研究較少，目前沒有結構穩定，功率大，輸出效率高，使用安全的連續波磁控管。因此，為了滿足工業快速發展的需求，很有必要在現有技術基礎上設計開發一種功率大，應用安全，可廣泛應用的125KW連續波磁控管。
【發明內容】
[0003]發明目的:本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種結構設計合理，負載駐波小，功率大，輸出效率高，微波泄漏少，安全性能更高的125KW連續波磁控管，本發明通過大量實驗優化陽極腔體組合的結構，采用易于加工、特性阻抗高的扇形諧振系統結構，并對陽極冷卻結構進行優化，采用Π型水路冷卻結構，散熱效果更好，并通過大量實驗對陰極引出線組合結構進行大量實驗篩選優化，打火幾率明顯減少，工作更加穩定，并對天線組合進行大量實驗篩選，采用軸向天線輸出結構，保證高的輸出效率，本發明提供的125KW大功率連續波磁控管是一種性能優越，結構新穎，可適用于工業用的大功率微波加熱設備的磁控管。
[0004]技術方案:為了實現以上目的，本發明所采取的技術方案為:
[0005]一種125KW連續波磁控管，它包括陽極腔體組合，裝配在陽極腔體組合上的陰極引出線組合，位于陽極腔體組合中心的燈絲，與陽極腔體組合相連的水管，與陽極腔體組合相連的輸出窗組合，固定在陽極腔體組合上的天線組合，天線組合位于輸出窗內部，固定在陽極腔體組合一端的內極靴；
[0006]所述的陽極腔體組合包括位于腔體內的腔體葉片，設置在腔體外周的水冷套，每個腔體葉片上均開設有進水管，出水管和螺紋狀水嘴塞子，設置在腔體兩端，用于增加模式分割度的雙環雙隔膜帶，連接在腔體葉片上的輸出線，分別連接在腔體兩側的引線端端蓋接頭和輸出端端蓋接頭，所述的腔體葉片間構成特性阻抗高的扇槽形諧振系統，所述的腔體葉片的水路結構構成Π型水路冷卻結構。
[0007]所述的陰極引出線組合包括絕緣陶瓷筒，位于絕緣陶瓷筒上方的上封接環，位于絕緣陶瓷筒下方的下封接環，與上封接環連接的大接頭，位于絕緣陶瓷筒內的扼流筒，位于扼流筒內的支持筒，位于支持筒下方的極靴，位于極靴下方的屏蔽帽，位于支持筒上方的底座，與底座相連的小接頭，位于小接頭內部的小封接環，位于小封接環中間的瓷筒，位于支持筒內的燈絲扼流筒，位于燈絲扼流筒內部的引出線，與引出線上端配合的引線接頭，與扼流筒一端相連的上極靴，位于大接頭外部的陰極引線柱，位于引線接頭外部的燈絲引線柱。
[0008]作為優選方案，以上所述的125KW連續波磁控管，所述的輸出窗組合包括陶瓷輸出窗和與陶瓷輸出窗連接的輸出窗接頭。輸出窗既能使磁控管形成密閉的空間，又能保證功率輸出。
[0009]作為優選方案，以上所述的125KW連續波磁控管，其特征在于，所述的扇槽形諧振系統的諧振腔數目為10?12。
[0010]作為優選方案，以上所述的125KW連續波磁控管，所述的燈絲的圈數為13，燈絲的節距為3.32mm至3.4mm,燈絲的直徑為12.7?12.8。本發明根據現有技術陰極存在打火現象比較嚴重的技術問題，對陰極及燈絲的結構進行了大量實驗篩選，優選出燈絲的圈數、節距和燈絲的直徑。
[0011]作為優選方案，以上所述的125KW連續波磁控管，通過大量實驗優選得到天線組合的高度和尺寸，所述的天線組合優選軸向天線輸出結構，天線組合總高度為109?109.5mm,天線外徑為 20 土 0.04mm。
[0012]作為優選方案，以上所述的125KW連續波磁控管，所述的隔膜帶為雙環雙隔膜帶，本發明創新的采用雙環雙隔膜帶可以有效的增加η模的分隔度，防止跳模，性能更加穩定，具有很好的技術效果。
[0013]本發明的磁控管工作時有一定的效率，損耗的功率會在陽極形成耗散，陽極承受的耗散功率會使陽極變熱，如果不及時對陽極進行冷卻造成陽極溫度過高，會影響磁控管的正常工作。因此必須對磁控管腔體進行冷卻，而良好的冷卻回路結構是保證陽極能否充分冷卻的重要因素。本發明在每個腔體葉片上均開設有進水管，出水管和螺紋狀水嘴塞子，腔體葉片的水路結構構成Π型水路冷卻結構。采用這種水冷結構，可以增大冷卻水與翼片的接觸面積；并且在水路中增加螺紋狀水嘴塞子，同樣也可增大冷卻水與陽極的接觸面積。可大大提高冷卻效率，可保證陽極在大功率下能夠穩定工作，取得非常好的技術效果。
[0014]本發明提供的125kW大功率連續波磁控管的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
[0015](a)陰極引出線組合的制備:首先將陰極引出線組合按以下結構部件進行組合:取絕緣陶瓷筒，將上封接環安裝到絕緣陶瓷筒上方，下封接環安裝到絕緣陶瓷筒的下方，將上封接環與大接頭連接，扼流筒安裝在絕緣陶瓷筒內，將支持筒安裝在扼流筒內，將極靴安裝在支持筒下方，并將屏蔽帽安裝在極靴下方，將底座安裝在支持筒上方，將小接頭于底座連接，將小封接環安裝在小接頭內部，將瓷筒安裝在小封接環中間，將燈絲扼流筒安裝在支持筒內，將引出線安裝在燈絲扼流筒內部，將引線接頭與引出線上端配合連接，將上極靴與扼流筒一端相連，將陰極引線柱安裝在大接頭的外部，將燈絲引線柱安裝在引線接頭的外部；
[0016]然后在大接頭與上封接環配合處，上封接環與絕緣陶瓷筒配合處，絕緣陶瓷筒與下封接環配合處，下封接環與上極靴配合處，扼流筒與上極靴連接處，均采用金銅焊料焊接;
[0017](b)陽極腔體組合的制備:采用金銅焊料焊接，在腔體葉片上車削出Π型水路冷卻結構，并將能增加水路接觸面積的螺紋狀水嘴塞子裝配到腔體葉片水路結構中，然后通過燒氫焊接將腔體葉片環形焊接在腔體內，使腔體葉片之間構成扇槽形諧振腔，然后將能增加模式分割度的雙端雙環的隔膜帶焊接在陽極腔體兩端；然后將水冷套焊接在陽極腔體的外周，并將天線組合焊接在腔體葉片上；
[0018](c)然后將步驟(a)裝配好的陰極引出線組合從步驟(b)裝配得到的陽極腔體組合的引線端裝入，使燈絲剛好位于陽極腔體組合的中心腔體內，然后通過氬弧焊將陰極引出線組合與陽極腔體組合焊接在一起，然后在腔體組合的另一端裝入內極靴；
[0019](d)采用金銅焊料，通過燒氫焊將陶瓷輸出窗和輸出窗接頭焊接連接裝配得到輸出窗組合；
[0020](e)通過氬弧焊將輸出窗組合焊接在陽極腔體組合上，得到未排氣的管芯；
[0021](f)排氣處理:將步驟(e)裝配得到的磁控管裝入雙真空排氣臺上，對磁控管進行抽氣，排氣處理后使磁控管內的真空度小于8 X 10 6Pa,然后對磁控管進行封離，得到高氣密性的真空磁控管；
[0022](g)將腔體冷卻水進出的水管通過錫焊連在步驟排氣處理過的真空磁控管上，使腔體冷卻水進出的水管和腔體外周的水冷套相連通。
[0023]步驟(a)中，本發明首先通過大量實驗對焊料進行篩選，銀基焊料由于飽和蒸汽壓較高，工作時容易蒸發，特別是高頻打火時，蒸發更加重，磁控管的耐壓性能降低。
[0024]銅焊料雖然不易蒸發，但在焊接時的溫度要高于1KKTC，導致封接可伐晶格的漲大，不能滿足真空器件的使用；
[0025]而實驗結果表明，金銅合金系焊料的飽和蒸汽壓較低，不易蒸發，通過對金銅合金焊料焊接后的晶粒度分析、烘烤試驗和抗拉試驗，結果表明