[发明专利]高强度发射装置

说明书

本申请涉及一种高强度发射源，具体地说，涉及有关此种高强度发射源的冷却以及其电极寿命方面的改进。

在1977年5月31日颁发的诺得威尔等人的第4027185号美国专利中描述了一种高强度发射源。（该专利的发明人之一也是本发明的发明人。）这份参考文件描述了一种产生高强度发射源的新方法和新装置，该装置设有能够增加电极寿命的有效的冷却系统，该技术包括了使液体产生涡旋运动从而在电弧室的内部形成一液壁的步骤。液体冷却电弧的周缘并限制了其直径。

该发明在增加电极寿命以及电弧效率方面取得了改进。人们发现，在上述美国专利描述的装置中，涡流室中用于平整流型的发射压力梯度所需的液体压力高于理想值。而且，室内的涡旋气体和液体还会发生不需要的相互作用，这也将使液体小滴到达阳极的头部区域，影响电极的寿命。

现根据本发明的一个实施方案，描述一种用于产生高强度发射的装置，该装置包括一细长圆筒形电弧室，同轴置于所述电弧室内的第一及第二电极构件，将液体注入所述电弧室，通过冷却所述弧光放电的周缘来集骤电弧放电的液体涡流发生构件，将具有涡旋运动的气流通过所述圆筒形液壁的内部注入所述室内的构件，以及置于所述液体涡流发生构件内的环形涡流限制构件，该构件工作时，可以在所述液体注入所述电弧室时减少宏观紊流。

现在参照附图，说明本发明的一个具体实施方案，提供该方案仅仅是为了举例而已。附图中：

图1是根据本发明的一种高强度发射源的剖视图。

图2是沿图1Ⅱ-Ⅱ线的局部剖视图。

高强度发射源在剖视图中一般由图1中的10所示，它包括一般由11所示的石英晶体圆筒形电弧室、一般由12所示的阴极外壳组件、一般由13所示的阳极外壳组件，以及一般由14所示的排放或排出区。

辅助装置有启动电路和电源电路，以产生并保持穿过电极的弧光放电直至有足够的电流维持电弧。同样，为冷却液提供液体泵和热交换器，还需要一个气体泵以循环通过电弧室的气体。这些要求在上述第4027185号美国专利中均有描述，这里将该专利的揭示内容一并收入，以供参考。

阴极外壳组件12包括装有一个钨电极21的阴极外壳20，在阴极外壳20（另请参阅图2）上用平头螺钉23固定了一个有外环形套筒15的喷嘴22，涡流室24用有帽螺钉30安装在阴极外壳20上。在阴极安装架33内装有一个环形螺母34，其作用是在装置工作时夹住涡流室24以及阴极外壳组件12的其余部分。

阴极外壳20和喷嘴22互相连接时的结构在图2中有说明。喷嘴22的外环形套筒与空腔74之间的环形距离沿空腔74的圆周而减小，最好使该容量的变化率与从水流注入点25起的倾斜位移相一致。

带有O形环41的管子衬套40密封连接在石英晶体电弧管42的端部，并安装在涡流室24内。电弧管42的端部周围置有火花制止器43。

在电弧室11的另一端，阳极外壳组件13包括一个有阳极头50的阳极44，阳极头50和阳极44被围在一个扩大的喷嘴51之中，阳极44和阳极头50用有帽螺钉52与扩大的喷嘴51相连接。阳极衬套53被夹持在阳极衬套夹持件54内，该夹持件用有帽螺钉60连接在阳极上，一个O型环在阳极44和阳极衬套夹持件54之间起密封件的作用。

扩大的喷嘴51没有突然变化区域，相反，它以圆锥形渐渐地扩大， 直至到达排放区14，它将液体和气体排放入一排放室（图中未示），在该处液体和气体将被分离开来。液体和气体两者均由泵汲送通过适当的热交换器（图中未示），然后再循环。装置中设有一个环形冷却室62，以冷却阳极44和阳极衬套53，液体经过阳极冷却液出口喷嘴64排放至排放室（图中未示）以作再循环。

阳极44有一个与扩大的喷嘴51邻近的前部，在该阳极的中部装有翅片70，翅片70沿阳极44的圆周而围，构成阳极的一部分。其前部71向后渐渐变细，其后部72呈凹形，之所以设计这种前部、后部的结构的目的可见下文解释。装置上还有一组前部翅片73，其构造与位于阳极中部的翅片70的构造相同，但尺寸较小。