本實(shí)用新型涉及電子束加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具備抑制電子槍放電危害功能的電子束系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電子束加工過程中，金屬材料熔化時(shí)總伴隨著金屬本身及其附帶金屬和非金屬等雜質(zhì)的氣化和蒸發(fā)，不可避免地在電子槍內(nèi)部形成局部低真空區(qū)域，在電子束高壓加速電場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生放電現(xiàn)象(電擊穿)，放電現(xiàn)象將破壞電子槍電極表面光潔度，進(jìn)一步引發(fā)放電現(xiàn)象發(fā)生的概率。這種“放電”現(xiàn)象對(duì)電子束加工設(shè)備來說，是隨機(jī)的、不規(guī)則的、不可避免的、更是致命的，它除了縮短電子槍(發(fā)射陰極)壽命和破壞電極表面光潔度外，還容易導(dǎo)致電子束流的不可控突增，極易造成工件加工缺陷甚至廢品。

電子束加工發(fā)展歷時(shí)60多年，電子束加工設(shè)備所包含的關(guān)鍵技術(shù)中，電子槍技術(shù)發(fā)展已臻成熟，加速高壓加速電源性能也隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展得到大幅提升，但抑制電子槍放電危害相關(guān)技術(shù)，卻長期得不到有效解決，嚴(yán)重制約電子束在加工精密器件領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，抑制電子槍放電危害的技術(shù)措施主要從加速高壓加速電源入手，采用放電時(shí)快速切斷供電手段，加工中斷時(shí)間在5～30ms，在大工件加工時(shí)利用熔池的熱慣性可消除中斷影響。但此技術(shù)對(duì)抑制放電過程加速高壓電源貯能的快速釋放是無能為力的。

1995年，《高壓電器》第4期刊登了一篇題名為“電子槍高壓放電的危害及其對(duì)策”的論文，該文提出在高壓電源回路中串接大電感扼流器抑制電擊穿危害方法，實(shí)踐表明，此方法抑制高壓放電對(duì)低壓控制回路的沖擊效果良好，可明顯提高控制系統(tǒng)的可靠性，至今仍被廣泛使用。

高壓放電時(shí)除了加速電源濾波元件的貯能快速釋放外，高壓電纜、燈絲電源組件、轟擊電源組件和偏掃電源組件與低壓端間的寄生電容的貯能也會(huì)快速釋放，共同形成放電沖擊。目前，抑制電子槍放電危害的技術(shù)手段對(duì)加速電源濾波電容形成的放電沖擊有較好緩沖作用，但對(duì)高壓電纜、燈絲電源組件、轟擊電源組件和偏掃電源組件與低壓端間的寄生電容形成的放電沖擊無緩沖效果，對(duì)于諸如精密小焊件焊接、電子束打孔、毛化、刻蝕、快速制造等電子束微細(xì)精密加工領(lǐng)域，電擊穿極容易造成嚴(yán)重的加工缺陷，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至嚴(yán)重后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有電子槍產(chǎn)生高壓放電危害的問題，提供一種具備抑制電子槍放電危害功能的電子束系統(tǒng)。

為解決上述問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

具備抑制電子槍放電危害功能的電子束系統(tǒng)，由高壓油箱、高壓電纜和電子槍組成。高壓油箱包括油箱外殼、油箱電纜頭、油箱電極和油箱電源組件；油箱電纜頭穿設(shè)在油箱外殼上，油箱電纜頭的殼內(nèi)端通過油箱導(dǎo)線與油箱電極相連。電子槍包括電子槍外殼、電子槍電纜頭、絕緣子、電子槍電極、陰極及柵偏極組件、陽極；電子槍電纜頭穿設(shè)在電子槍外殼上，電子槍電纜頭的殼內(nèi)端通過電子槍導(dǎo)線與電子槍電極相連。油箱電纜頭的殼外端和電子槍電纜頭的殼外端通過高壓電纜相連。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，高壓油箱的油箱外殼內(nèi)還設(shè)有油箱抑制裝置，該油箱抑制裝置呈環(huán)狀，且油箱導(dǎo)線從該油箱抑制裝置的中心穿過；和/或電子槍的電子槍外殼內(nèi)還設(shè)有電子槍抑制裝置，該電子槍抑制裝置呈環(huán)狀，且電子槍導(dǎo)線從該電子槍抑制裝置的中心穿過。

上述方案中，油箱抑制裝置環(huán)套在油箱電纜頭的殼內(nèi)端的外側(cè)。

所述油箱抑制裝置的組成形式為：由m個(gè)第一種抑制單元組成，其中m≥1的整數(shù)；或由n個(gè)第二種抑制單元組成，其中n≥1的整數(shù)；或由i個(gè)第一種抑制單元和j個(gè)第二種抑制單元組成，其中i≥1的整數(shù),j≥1的整數(shù)。

上述方案中，電子槍抑制裝置環(huán)套在電子槍電纜頭的殼內(nèi)端的外側(cè)。

所述電子槍抑制裝置的組成形式為：由p個(gè)第一種抑制單元組成，其中p≥1的整數(shù)；或由q個(gè)第二種抑制單元組成，其中q≥1的整數(shù)；或由s個(gè)第一種抑制單元和t個(gè)第二種抑制單元組成，其中s≥1的整數(shù),t≥1的整數(shù)。

上述油箱抑制裝置中的第一種抑制單元和電子槍抑制裝置的第一種抑制單元結(jié)構(gòu)相同，均由閉合的高頻第一鐵芯構(gòu)成。

上述油箱抑制裝置中的第二種抑制單元和電子槍抑制裝置的第二種抑制單元結(jié)構(gòu)相同，由閉合的高頻第二鐵芯、環(huán)繞在第二鐵芯上的感應(yīng)繞組和串接在感應(yīng)繞組兩端的吸收電阻構(gòu)成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)：

1、通過在電子槍高壓入線端和/或高壓油箱高壓出線端加入抑制裝置來提高抑制電子槍放電危害的效果。

2、第一種抑制單元由閉合的高頻鐵芯構(gòu)成，輔助電源(燈絲、轟擊、柵偏)的電流對(duì)該抑制裝置來說屬于共模電流，所以閉合高頻鐵芯對(duì)輔助電源(燈絲、轟擊、柵偏)不產(chǎn)生影響；電子槍電子束流和放電電流對(duì)該結(jié)構(gòu)的抑制裝置來說屬于差模電流，所以閉合高頻鐵芯對(duì)電子束流有一定的濾波作用，對(duì)急劇變化的放電電流有較強(qiáng)的緩沖抑制作用。

3、第二種制單元由閉合的高頻鐵芯、環(huán)繞在高頻鐵芯上的感應(yīng)繞組、接在繞組兩端的吸收電阻構(gòu)成，輔助電源(燈絲、轟擊、柵偏)的電流對(duì)第二種抑制裝置來說屬于共模電流，所以第二種抑制裝置對(duì)輔助電源(燈絲、轟擊、柵偏)不產(chǎn)生影響；電子槍電子束流和放電電流對(duì)第二種抑制裝置來說屬于差模電流，但穩(wěn)定的電子束流在感應(yīng)繞組回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，只有急劇變化的放電電流在感應(yīng)繞組回路中感應(yīng)較大電流，從而把電子束系統(tǒng)部分容性貯能由吸收電阻釋放掉，降低電子槍放電的危害。

附圖說明

圖1為一種具備抑制電子槍放電危害功能的電子束系統(tǒng)示意圖。

圖2為第一種抑制單元。

圖3為第二種抑制單元。

圖中標(biāo)記：

1、高壓油箱；11、油箱外殼；12、油箱電纜頭；13、油箱抑制裝置；14、變壓器油；15、油箱電極；16、油箱電源組件；

2、高壓電纜；

3、電子槍；31、電子槍外殼；32、電子槍電纜頭；33、電子槍抑制裝置；34、絕緣冷卻油；35、絕緣子；36、電子槍電極；37、陰極及柵偏極組件；38、陽極；

40、第一鐵芯；

41、第二鐵芯；42感應(yīng)繞組；43、吸收電阻。

具體實(shí)施方式

一種具備抑制電子槍放電危害功能的電子束系統(tǒng)，如圖1所示，主要由高壓油箱1、高壓電纜2和電子槍3組成。油箱電纜頭12的外端和電子槍電纜頭32的外端通過高壓電纜2相連。

高壓油箱1包括油箱外殼11、油箱電纜頭12、油箱抑制裝置13、油箱電極15和油箱電源組件16。油箱外殼11內(nèi)填充有變壓器油14。油箱電源組件16浸沒在變壓器油14中，油箱電纜頭12貫穿設(shè)置在油箱外11殼上。油箱電源組件16高壓端由油箱電極15引出，并通過導(dǎo)線與油箱電纜頭12的內(nèi)端連接。高壓油箱1內(nèi)部在油箱電纜頭12與油箱電極15之間設(shè)置油箱抑制裝置13，所有由油箱電極15引出的引線都從油箱抑制裝置13中間穿過，油箱抑制裝置13的作用是在電子槍放電過程，緩沖高壓油箱1內(nèi)電子束加速電源濾波電容貯能以及各輔助電源(燈絲、轟擊、柵偏)寄生電容貯能的釋放，達(dá)到抑制電子槍放電危害的目的。油箱抑制裝置13的組成有3種形式：①由m個(gè)第一種抑制單元組成，其中m≥1的整數(shù)；②由n個(gè)第二種抑制單元組成，其中n≥1的整數(shù)；③由i個(gè)第一種抑制單元和j個(gè)第二種抑制單元組成，其中i≥1的整數(shù),j≥1的整數(shù)。

高壓電纜2采用三芯或四芯高壓電纜，也可采用3根或4根單芯高壓電纜組成。不管是多芯還是單芯高壓電纜它們的外層都套有金屬屏蔽層，且該金屬屏蔽層要求必須接地，從而高壓電纜內(nèi)部電線與金屬屏蔽層間形成較大的寄生電容值，通過高壓電時(shí)便貯能了電能。

電子槍3包括電子槍外殼31、電子槍電纜頭32、電子槍抑制裝置33、絕緣子35、電子槍電極36、陰極及柵偏極組件37、陽極38。絕緣子35橫亙?cè)陔娮訕屚鈿?1內(nèi)部，并將電子槍外殼31的內(nèi)腔分割為上下兩個(gè)腔室。上腔室內(nèi)填充有絕緣冷卻油34，下腔室內(nèi)為真空室。陰極及柵偏極組件37和陽極38位于下腔室，陰極及柵偏極組件37固定在絕緣子35上，陽極38固定在電子槍外殼31上。電子槍電極36、電子槍電纜頭32和電子槍抑制裝置33位于上腔室。電子槍電極36是陰極及柵偏極組件37的引出頭，位于絕緣子35上，電子槍電纜頭32貫穿設(shè)置在電子槍外殼31上。電子槍電極36通過導(dǎo)線與電子槍電纜頭32的內(nèi)端連接。電子槍3內(nèi)部在電子槍電纜頭32與電子槍電極36之間設(shè)置電子槍抑制裝置33，所有高壓引線從電子槍抑制裝置33中間穿過，電子槍抑制裝置33的主要作用是在電子槍放電過程緩沖高壓電纜2寄生電容貯能的釋放，達(dá)到抑制電子槍放電危害的目的。若高壓油箱1中不設(shè)置油箱抑制裝置13，電子槍抑制裝置33亦兼顧油箱抑制裝置13的作用。電子槍抑制裝置33的組成有3種形式：①由p個(gè)第一種抑制單元組成，其中p≥1的整數(shù)；②由q個(gè)第二種抑制單元組成，其中q≥1的整數(shù)；③由s個(gè)第一種抑制單元和t個(gè)第二種抑制單元組成，其中s≥1的整數(shù),t≥1的整數(shù)。

所述第一種抑制單元由閉合的高頻第一鐵芯40構(gòu)成，參見圖2。在本實(shí)用新型中，所有與高壓電極連接的線即連接電纜頭和電極的導(dǎo)線都從第一鐵芯40中間穿過。這樣輔助電源(即燈絲、轟擊和柵偏)的電流對(duì)第一鐵芯40來說屬于共模電流，所以第一鐵芯40對(duì)輔助電源不產(chǎn)生影響。電子槍電子束流和放電電流對(duì)第一鐵芯40來說屬于差模電流，所以第一鐵芯40對(duì)電子束流有一定的濾波作用，對(duì)急劇變化的放電電流有較強(qiáng)的緩沖抑制作用。

所述第二種抑制單元由閉合的高頻第二鐵芯41、環(huán)繞在第二鐵芯41上的感應(yīng)繞組42和串接在感應(yīng)繞組42兩端的吸收電阻43構(gòu)成，參見圖3。在本實(shí)用新型中，所有與高壓電極連接的線即連接電纜頭和電極的導(dǎo)線都從高頻鐵芯中心穿過。這樣輔助電源(即燈絲、轟擊和柵偏)的電流對(duì)第二種抑制單元來說屬于共模電流，所以第二種抑制單元對(duì)輔助電源不產(chǎn)生影響。電子槍電子束流和放電電流對(duì)第二種抑制單元來說屬于差模電流，但穩(wěn)定的電子束流在感應(yīng)繞組42回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，只有急劇變化的放電電流在感應(yīng)繞組42回路中感應(yīng)較大電流，從而把電子束系統(tǒng)部分容性貯能由吸收電阻43釋放掉，降低電子槍放電的危害。

在本實(shí)用新型中，電子束系統(tǒng)可以僅在電子槍3中設(shè)置電子槍抑制裝置33，此時(shí)電子槍抑制裝置33將兼顧油箱抑制裝置13的作用；也可以僅在高壓油箱1中設(shè)置油箱抑制裝置13，但油箱抑制裝置13對(duì)抑制高壓電纜2寄生電容貯能的釋放無能為力；也可以同時(shí)在電子槍3中設(shè)置電子槍抑制裝置33和在高壓油箱1中設(shè)置油箱抑制裝置13，此配置抑制電子槍放電危害效果最佳。

所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。