Решетчатый катод прямого накала для электронных ламп и способ его изготовления

Патент 1042105

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

РЕШЕТЧАТЫЙ КАТрД ПРЯМОГО НАКАЛА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. J .1. Решетчатый катод прямого накала для электронных памп, изготовлен ный из одного куска металла в форме полого цилиндра с образованными на et-o краях токопроводящими кольцами, между которыми сформирована рабочая поверхность в виде пересекающихся спиралеобразных нитей накала с отве ютиями между ними, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью увеличения эффективности эммитирующей поверхности катода при обеспечении технологичности конструкции, казвдая нить накала в направлении от краев к центру, катода выполнена со ступенчатым увеличением ширины так, что ширина нити по меньшей мере на примыкакцаих к токоподведящим кольцам участках, обра- . зованных отрезками между двумя пере- . секакяцими эту нить другими соседними нитями, меньше ширины этой нити на следующих участках.. : . 2, Решетчатый катод, о тли ч а ю щ и и с я тем, что в центральной части рабочей поверхности катода между ближ:айшими пересечениями нитей накала сформированы перемычки, образующие по меньшей мере одно экпотенциальное кольцо, параллельное токоподводящим кольцам. : 3. Рейетчатый катод по п. 1, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что сформированные перемычки .образуют несколь-. :КО параллельных эквипотенциальных колец, ширина каждого из которых. больше ширины последующего кольца в .направлении от центра к краям катода. § 4. Способ изготовления решетчато ,-го катода прямого канала для элект (/} ронных , включающий изготовление электрода-инструмента -из пластины, .длина рабочего торца которой соответ (ствует длине рабочей поверхности ка . тода, а ширина равна части длины ок: ружности катода, путем электроэро: зионной вырезки проволочным электродом JB рабочей торце этой пластины пазов с образованием между ними выступов, форма которых соответствует форме отверстий между нитями накала катода, последующую последовательную электроэрозионную прошивку этим .электродом-инструментом продольных рядов отверстий в полой цилиндрической заготовке с поворотом заготовки.после каждой прошивки на угол, определяемый .расстоянием между рядами отверстий , о т л и ч а ю щ и .и с я тем, что электрод-инструмент изготовляют из пластины, ширина которой равна удвоенному расстоянию между средними . ЛИНИЯМИ смежных продольных рядов отверстий катода, пазы в рабочем торце пластины вырезают так, .что ширина и расположение каждого паза соотве-тствуют ширине и расположению одного участка нити накала катода ввиде двух отрезков между пересекающими

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЛУБЛИН

3(51) Н 01 Х 1/16; Н 01 7 9/04

l (54) (57) РЕШЕТЧАТЫЙ КАТОД IIPHMOI 0 HA

КАЛА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП И СПОСОБ

ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ .1. Решетчатый катод прямого накала для электронных ламп, изготовлен-,: ный иэ одного куска металла в форме. полого цилиндра .с образованными на е1"о краях токопроводящими кольцами,:.. между которыми сформирована рабочая поверхность в виде пересекающихся спиралеобразных нитей накала:с отверстиями между ними, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличе- " ния эффективности зммитирующей поверх" ности катода при обеспечении технологичности конструкции, каждая нить накала в направлении от краев к центру катода выполнена со ступенчатым увеличением ширины так, что ширина нити по меньшей мере на приьыкающих к то коподводящим кольцам участках, образованных отрезками между двумя пере-, секающими эту нить другими соседними нитями, меньше ширины этой нити на следующих участках.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21).2871003/18-25 (22) 05.02.80 (46) 15.09.83. Бюл. 9 34 .(72) II.Н.Александров, В.Ф.Иоффе и О.В.Филатов (53) 621.385.032.213.1(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 851832, кл. 21 g 13/02, 1950.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 24491, кл Й 01 J 1/16, 1929.

3.. Авторское свидетельство СССР

Р 260748, кл. Н 01 J 1/16, 1968 (прототип).

4. Александров В.Н, Иоффе В.Ф.

Новые .конструкции сеточных блоков генераторных и модуляторных ламп, оборудование для их изготовления.- Об.мен опытом в электронной промышлен-. ности . М. Институт Электроника, Вып. 7 (I;7), 1968 (прототип).

„„БК, 1042105 А

2. Решетчатый катод, о т л и ч авЂ” ю щ н и с я тем, что в центральной части рабочей поверхности катода между ближайшими пересечениями нитей .на-. кала сформированы перемычки, образующие по меньшей мере одно экпотенциальное кольцо, параллельное токоподводящнм кольцам.

3. Решетчатый .катод по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что сформированные перемычки .образуют несколько параллельных эквнпотенциальных колец, ширина каждого из которых. больше ширины последующего кольца в ,направлении от центра к краям катода.

4. Способ изготовления решетчато- Е .ro катода прямого канала для электронных ламп, включающий изготовление электрода-инструмента:из пластины, ( длина рабочего торца которой соответ- С .ствует длине рабочей поверхности катода, а ширина равна части длины ок- Я: . ружности катода, путем электроэро. зионной вырез ки проволочным электродом в рабочей торце этой пластины пазов с образованием между ними выступов, форма которых соответствует форме отверстий между нитями накала катода, последукщую последовательную электроэрозионную прошивку этим электродом-инструментом продольных рядов отверстий в полой цилиндрической заготовке с поворотом заготовки после кажцой прошивки на угол, определяемый .расстоянием между рядами отверстий, отличающийся тем, что электрод-инструмент изготовляют из пластины, ширина которой равна удвоенному расстоянию между средними. линиями смежных продольных рядов отверстий катода, пазы в рабочем торце пластины вырезают так, .что ширина и расположение каждого паза соответст-, вуют ширине и расположению одного участка нити накала катода ввиде двух отрезков между пересекающими

1042105 эту нить другими нитями, а при каж-. дой прошивке продольного ряда отверстий в полой цилиндрической заготовке за один проход такого электрода-инструмента формируют полные отверстия одного продольного ряда,н половины отверстий

Изобретение относится к электровакуумным приборам, а именно к цилиндрическим решетчатым катодам прямого накала для электронных лама, и может быть использовано преимущест-: венно при изготовлении катодов генераторных и модуляторных ламп.

Цилиндрическйе решетчатые катоды прямого накала, благодаря развитой рабочей поверхности, обеспечивают возможность съема больших токов rio сравнению, например, со стержневыми прямонакальными катодами. Однако отмечается сложность получения равномерной эмиссии по всей, рабочей поверхности, т.е. высокой эффективности катода. .Известен решетчатый катод. прямого накала с цилиндрической рабочей поверхностью ячеистой структуры, обра зованной пересекающимися спиральны- .20 ми нитями накала. Все нити накала сварены с другом в точках пересечений, а концы нитей накала приварены к токоподводящим кольцам.

Известен способ изготовления тако" 25 го катода из проволоки путем навивки в двух направлениях и сварки всех концов проволоки к токопроводящим кольцам (1).

Проволочные. решетчатые катоды из- Зр за большого числа сварочных точек. имеют малую механическую прочность и в них невозможно получить равномерное распределение температуры при накале. ПРиваРенные, к токоподводящим 35 .кольцам концы нитей накала холоднее. центральной части нитей из.-за значительного теплоотвода.. Кроме того, многочисленные сварки создают неоднократности по длине каждой нити, что 4О также затрудняет выравнивание температуры по всей рабочей поверхности катода. Этим обусловлена неравномер-, ность тока эмиссии катода. Перекрещивающиеся друг с другом проволоки расположены соответственно на разном 4> расстоянии от оси катода. Поэтому в электронной лампе с таким катодом ограничены воэможности уменьшения расстояния катод - сетка. Следова-. тельно, проволочные катоды ограничи- 50 вают воэможности увеличения крутиз- . ны характеристики лампы. Технология двух примыкающих к нему с обеих сторон рядов, а после каждой прошивки заготовку поворачивают на угол, равный удвоенному угловому расстоянию между средними линиями смежных рядов отверстий. нав ив ок пров олок .с ми огоч ис лен ными сварками сложна и малопроизводитель« на. Вследствие неравномерности распределейия .температуры, низкой механической прочности и структурных неоднородностей, вносимых сваркой, такие катоды недостаточно эффективны и недолговечны.

Известен подогревный катод, у которого керн катода, выполненный, например, в виде трубы, имеет переменную толщину стенок, уменьшающуюся по всей длине керна в направлении преимущественно теплоотвода. Конструкция такого катода позволяет выравнивать температуру рабочей поверхности катода (2) .

Однако для многоканальных катодов, изготавливаемых из труднообрабатываемых материалов, например-из вольфра.ма, выполнить нить накала, изменяющуюся по толщине, практически невозможно. К тому же лампы с такими катодами были бы черезвычайно.нетехнологичны из-эа того, что весьма трудно обеспечить постоянство зазора сетка:катод.

Известен решетчатый катод прямого накала для электронных ламп, изготов-, ленный из одного куска металла в форме полого цилиндра с образованными на его краях токопроводящими кольцами, между которыми сформирована рабочая поверхность в виде пересекающихся спиралеобразных нитей накала с отверстиями между ними. Такой катод обладает повышенной механической прочностью и технологичностью. Эффективность этого катода также выше, чем у проволочного сварочного катода, так как он обладает улучшенными эмиссион" ными характеристиками. Выполнение катода иэ одного куска металла. (трубы) позволяет уменьшить расстояние катодсетка в лампе с таким катодом и обеспечить постоянство зазора катодсетка по всей рабочей поверхности катода, что увеличивает крутизну характеристики лампы и расширяет ее частотный диапазон. Катод можно вйполнить с переменным размером отверстий так, что площадь отверстия каждого кольцевого ряда меньше площади от1042105 верстия последукядего кольцевого ряда в направлении от краев к центру ка- тода. При этом суммарная площадь поверхности нитей накала.в центре като" да получается меньше, чем около токо.поднодящих колец, и за счет этого 5 . несколько выравнивается плотность тока эмиссии по поверхности катода (3).

Для изготовления известного катода может быть использован известный способ изготовления решетчатых цилиндрических электродов для электронных ламп, применявшийся для изготовления сеток, включающий изготовле" ние электрода-.инструмента из пласти- 35 ны, длина рабочего торца которой соответствует длине рабочей поверхности электрода, а ширина равна части длины окружности электрода, путем электроэрозионной вырезки проволоч- 2О ным электродом в рабочем торце этой пластины пазов с образованием междУ ними выступов, форма которых соответ-, ствует форме отнерстий между проводниками электрода, последующую последовательную электроэрозионную прошивку этим электродом-инструментом продольных рядов отверстий н полой цилиндрической заготовке с поворотом заготовки .после каждой прошивки на угол, определяемый расстоянием. между .З рядами отверстий. Ширину пластины для изготовления электрода-инструмента по известной технологии выбирают равной ширине одного отверстия (в напранлении, перпендикулярном оси З5 катода) за вычетом двух электроэрозионных промежутков ° Пазы в пластине вырезают так что между ними форми;. руются выступы, имеющие в сечении форму ромбов, расположенных в один 4р .Ряд ндоль рабочего торца электродаинструмента. При прошивке таким электродом-инструментом рядов отверстий н полой цилиндрической заготовке като--. да за один. проход электрода-инструмента формируют один продольный ряд . отвертстий. Затем заготовку поворачивают на угол, равный угловому расстоянию между средними линиями смеж,ных Рядов отвеРстий, и сдвигают вдоль5О оси на расстояние, равное половине длийы отверстия н направлении вдоль образующей цилиндра. После прошивки второго продольного ряда отверстий заготовку поворачивают на такой же угол и сдвигают вдоль оси в исходное положение. Так прошивают все продольные ряды отверстий, в каждом разворачивая заготовку и через ряд смещая ее вдоль оси относительно элект-. рода-инструмента. При этом размеры 40 отверстий задаются непосредственно формой сечения выступов на рабочем ,торце электрода-инструмента, а размеры нитей накала катода определяют«, ся угловым и осевым смещением .заготонки относительно электрода-инстру. мента (4).

В таком решетчатом катоде каждая спиралеобразная нить накала при нагреве имеет н центральной части температуру выше, чем около токопроводящих колец. Активная часть рабочей поверхности любой нити накала составляет лишь половину ее общей длины.

Это особенно заметно для коротких катодон, у которых отношение длины ра- . бочей поверхности к диаметру близко к 1. Перепад температуры по рабочей длине нити накала от центра катода по направлению к токоподводящим кольцам составляет 400- 500oC. Таким образом, площадь эффективной эмиттирующей поверхности известного катода составляет примерно лишь полонину площади era рабочей поверхности, существенно ограничивая возможности увеличения токоотбора с катода. Выполнение известного катода с переменной площадью отверстий позволяет несколько выровнять интегральное температурное поле по поверхности катода. Однако и в этом случае сохраняется перепад, температуры по длине каждой нити накала, а.сколько-нибудь заметного повышения эффективности катода не достигается, Температурный градиент по длине нитей накала обуславливает также малую долговечность известного катода. Способ изготовления этих катодов известный и имеет ряд недостатков. Прежде всего следует отметить высокую трудоемкость изготовления электрода-инструмента с необходимым профилем, а также неизбежно сложную кинематику оборудования, применяемого для прошивки отверстий в цилиндрических заготовках, .в связи с необходимостью обеспечения точных угловых и осевых перемещений заготов-. ки. Поскольку известная технология определяет размеры нитей накала точностью углового и осевого перемещений заготовки, каждое из которых Вно» сит свою погрешность, то получение нитей накала с высокой точностью и воспроизводимостью по этой технологии невозможно. Нити накала получаются со значительным разбросом по ширине.При эксплуатации такого като-. да неточность изготовления нитей на" кала приводит к возникновению дополнительных температурных градиентов, также снижающих эффективность и уменьшающих службу катода.

Цель. изобретения - увеличение эф фективной эмиттирующей поверхности катода при обеспечении технологичности конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в решетчатом катоде прямого накала для электронных ламп, изготовленном из одного куска металла в форме полого цилиндра с образованными

1042105

50 на его краях токоподводящими кольца . ми, между которыми сФормирована рабочая. поверхность в виде пересекающихся спиралеобразных нитей накала с отверстиями между ними, каждая нить накала в направлении от краев 5 к центру катода выполнена со-ступенчатым увеличением ширины так, что.ши- . .рина нити по меньшей мере на примыкающих к .токоподводящим кольцам участ.ках, образованных отрезками между 30 двумя пересекающими эту нить другими соседними нитями, меньше ширины этой нити на следующих участках.

В центральной части рабочей поверхности катода между ближайшими пересе- 5 ченнями накала сформированы перемычки, образующие по меньшей мере одно эквипотенциальное кольцо, параллельное токоподводящнм кольцам.

Целесообразно из сформированных перемычек образовать, несколько парал» лельных эквипотенциальных колец, ширина каждого из которых больше ширины последующего кольца в направлении от центра к краям катода.

При изготовлении таких решетчатых катодов прямого накала для электронных ламп электрод-инструмент изготовляют из пластины, ширина которой равна удвоенному расстоянию средними линиями смежных продольных рядов отверсЗ тий.катода, пазы в рабочем торце пластины вырезают так, что ширина и расположение каждого паза соответствуют ширине и расположению одного участка нити накала катода в виде 35 двух отрезков между пересекающими эту нить другими нитями. При. каждой прошивке продольного ряда отверстий в полой цилиндрической заготовке за . один проход такоГо электрода-инстру- ф) мента формируют полные отверстия одного продольного ряда и половины от« верстий двух примыкающих к нему с обеих сторон рядов, а после каждой

f прошивки заготовку поворачивают на угол, равный удвоенному угловому расстоянию между средними линиями смежных рядов отверстий.

Увеличение эффективной эмиттирующей поверхности в нервом варианте (п. 1) катода происходит за счет увеличения IIJIQTHocTH тока .на участках нитей накала, расположенных ближе к токоподводящим кольцам, что обеспечивает более равномерный нагрев каждой нити накала всей длине.

Увеличение эффективности эмиттирующей поверхности во втором варианте (п. 2) катода происходит за счет (увеличения поверхности) добавления к участкам нитей накала, имеющих по- 60 вышенную температуру нетоковедущих перемычек, образующих собой эквипотенциальное кольцо оттягивающих на себя часть тепла от этих участков, Это позволяет выравнять тейпературу по рабочей части нитей накала. Выравнивание температуры по длине нити на" кала можно выполнить с высокой точностью за счет изменения ширины перемычек таким образом, чтобы к наиболее нагретым участкам нити присоединялись перемычки наибольшей ширины.

В этом случае ступенчатое увеличение площади рабочей поверхности нити накала обеспечивается за счет добавления к нити накала на отдельных участках частей перемычек разной ширины, образующих эквипотенциальные кольца.

Оба предложенных варианта предпо.лагают выполнение в катоде всех нитей накала одинаковой длины. Сечение любой нити накала при изготовлении катода из одного куска металла имеет форму, близкую к прямоугольной. тол» щина каждой нити накала постоянная на всей длине и рабочая поверхность всех нитей накала по всей длине като- . да равноудалена от .его оси.

Предложенный способ изготовления решетчатых катодов обеспечивает .получение нитей накала с высокой точностью, так как формообразование элементов в этом случае определяется электродом-инструментом (размеры нитей накала задаются шириной пазов в электроде-инструменте и практически не зависят от точности углового перемеще" ния,заготовки).

Кроме того, способ увеличивает производительность минимально в два раза, так как по этому способу число проходов электрода-инструмента равНо половине количества продольных рядов отверстий.

На фиг. 1 изображен решетчатый катсд прямого накала, первый варианту на фиг. 2 вЂ” график распределения температуры по длине нити накала катода, изображенного на фиг. 1у на фиг. 3решетчатый катод прямого накала, второй вариант; на фиг. 4 - электродинструмент для изготовления катода, изображенного на фиг. 1у. на фиг. 5 то же, вид сбокуу на фиг. 6 - цилиндрическая заготовка катода после первой прошивки электродом-инструментом, изображенным на фиг. 4; на фиг. 7вЂ” то же, после второй прошивки.

Решетчатый катод прямого накала для электронных ламп (первый вариант) (фиг. 1) выполйен из одного куска металла в форме полого цилиндра с продольной осью 0-0. На обоих краях цилиндра образованы токоподводящие. кольца 1 и 2, между которыми сформирована рабочая поверхность в виде решетчатой структуры длиной L< вдоль образующей цйлиндра.

Рабочая поверхность катода сформирфвана в виде пересекакидихся cIIupaлеобразйых нитей накала; образующих группу параллельных нитей накала 3

104.2105 направленных по правой винтовой ли" ну каждого участка нитей S и 4 раснии, и пересекающую их группу парал- считывают по известным методикам, лельных нитей 4, .направленных по ле- учитывая свойства материала, геометвой винтовой лйнии. Все нити накала рию катода, длину и количество нака-

3 и 4 одинаковы по длине и по форме, ла, эксплуатационные режимы катода .но отличаются только направлением . и т. д. Такой расчет проводят обычно спиралеобразных линий. Для выделения . при помощи электронно-вычислительной указанных групп нитей накала 3 и 4 ... машины. В связи с тем, что практимежду ними выполнены отверстия 5, . чески невозможно однозначно опреденмеющие форму ромбов. Образующая ра- лить взаимную зависимость большого бочкою поверхность катода решетчатая .10 количества факторов, то полученные структура в виде нитей накала З.и 4 расчетным путем данные требуют уточсимметрична относительно центра ка- нения. Поэтому оптимальные размеры тода, обозначенного на чертеже услов- . элементов катода, в частности шириной плоскостью A-A, перпендикулярной:: ну участков нитей накала 3 и 4, оконк оси катода 0-0. : 5 чательно подбирают экспериментально.

Каждая нить накала 3 .и 4 катода, Такая работа не представляет трудносвыполнена со ступенчатым увеличени- тей для специалиста и полностью окуем ширины в направлении от краев к 1 .:. пается, так как в результате нескольцентру катода. В дальнейшем для, . ких экспериментов получают катод с упрощения рассмотрим половину нити 20 практически почти идеальным .Распреденакала 3, Расположенную на.чертеже :- :лением температуры по всей длине люсверху относительно центральной плос=:- бой нити накала. кости а-а. Ширина рассматриваемой ни На фиг. 2 представлен график рас. ти. накала 3 ступенчато Увеличива- . пределения температуры Т .(К) по ется в направлении от верхнего края. длине L (îòíîñèòåëüíî единицы) для .катода, т.в. от токоподводящего колй» катода, изготовленного из тарированца l к центру а-а. ного вольфрама (первый вариант) .

Минимальную ширину Ь„,имеет примы» . Катод нагревают до 2000 К„ пропускающий к токоподводящему кольцу 1 кая через него. электрический ток, и участок нити накала 3, образованный . измеряют температуру в разных точках отрезком 3-1 между двумя соседними нитей накала 3 и 4. Кривая на графи-. нитями накала 4, пересекающими нить . i ке представляет усредненные значения накала 3. Далее в направлении к цент- для одной (любой) нити накала. ру. а.-а шнрина b2 каждого участка, Из графика видно, что раопределеобразованного двумя последовательны», ние температуры,по длине нити накала ми отрезками 3-2-3-3 между пересекаю«З предлагаемого катода значительно бощими нить 3 нитями 4, меньше ширины : . лее равномерно, чем у известного реЬ следующего такого участка 3 4-3-5, -:шетчатого катода. Площадь эффектив которая меньше. ширины b участка ной .эммитирующей поверхности состав-

3-5 - 3-7, которая соответственно „.. ляет более 80% рабочей. поверхности меньше ширины b> участка 3-8 вЂ” 3-9, 4О катода (в. известном катоде. менее .503). т.е. b>7b< 7b )Ъ )b =мин. Аналогичным:- :, Аналогичные результаты можно .полуэ 2 образом выполнейы и все другие нити чить при выполнении решетчатого катонакала 3 и 4 . да прямого накала по .второму варианВо мнОгих случаях не требуется иэ«. ту изобретения. Катод по второму ваменять ширину нити накала по всей ее jg рианту (фиг. 3) выполнен аналогично, длине. Иногда достаточно только участ- но все нити накала б (направленные ки, примыкающие .К токоподводящим lIQ правой винтовой линии) и 7 (напкольцам, сделать меньше ширины, чем ..Равленные по левой винтовой линии) остальная часть нити накала, имеющая:, выполнены с одинаковой шириной .в Ilo постоянную шиРинУ ° В Ряде случаев $6 всей длине. этого может быть недостаточно, тогДа .Кроме того, в этом катоде в центширину нити накала изменяют на нес- ::. Ральной части поверхности между бликолько последовательных участков, на-" .жайщими пересечениями нитей накала чиная от токоподводящего кольца. При б и 7 (в отверстиях между ними) этом для обеспечения технологичности "-" сформированы перемыЧки, образующие конструкции длйна каждого участка с эхвипотенциальные кольца, одно из копостоянной шириной нити накала выби- - торых 8 расположено в центре катода, рается равной двум последовательным,-: а другие - попарно 9 и 10, ll и 12, отрезкам, ограничвнным пересекающи-" ::- 13 и 14 симметрично относительно ми нитями накала (кроме непосредст- центра катода (плоскость а-а, перпенвенно примыкающего к токоподводяще- 60 дикулярная оси 0-0). Все эквипотенму кольцу участка, который целесооб" ... циальные кольца 8-15 параллельны, торазно ограничить одним таким отрез - коподводящим кольцам 15 и 16., ком) . Ширина эквипотвнциальных колец уве Для. конкретных катодов в зависи- :личивается в направлении, от краев мости от требуемых параметров шири- катода к центру. Максимальную ширину

1042105

10,! d„имеет кольцо 8, расположенное в центре. Ширина d> следующего кольца

9 меньше ширины d кольца 8 и т д., т. е. и с й3 с и <.й макс.

Решетчатая структура катода (как и в первом варианте} симметрично относительно условной центральной плоскости а-а, перпендикулярной оси 0-0 катода.

Соответственно ширина кольца 10 равна ширине симметрично расположенного кольца 9, ширина кольца 12 равна ширине кольца.11, а ширина кольца

14 Равна шиРине Й+ кольца 13.

B ряде случаев, например для коротких катодов, может быть достаточно только одного центрального кольца.

Количество и ширина эквипотенциальных колец также рассчитывается ло известным методикам с использованием

ЭВМ и с последующей экспериментальной оптимизацией рассчитанных величин.

Эквитемпературность рабочей IIor верхности предлагаемого катода достигается за счет образования эквипо-. тенциальных колец. Эти кольца не бу-.

I дучи токонесущими, а следовательно, являющиеся холодными, оттягивают на себя от всех пересекающих их нитей накала часть тепла, понижая температуру в местах пересечения нитей накала.

Оптимизация такой конструкции возможна за счет введения нескольких эквипотенциальных колец разной ширины., График распределения температуры З по длине каждой нити накала катода по второму варианту аналогичен графику для первого варианта.

Описывается способ изготовления решетчатого катода, применительно к 4О первому варианту конструкции (фиг.l).

Для изготовления катода предварительно изготовляют электрод-инструмент (фиг. 4 и 5), который формируют из медной пластины 17. Длину L pa6o-4а чего торца пластины 17 выбирают соответственно длине рабочей поверхности катода: L L -2х (где х вЂ” ширина электроэрозионного промежутка). Ширину Н рабочего торца пластины 17 выбирают равной удвоенному расстоянию между средними линиями смежных продольных рядов отверстий (фиг. 1).

В пластине 17 методом электроэрозии при помощи проволочного электро- . да вырезают пазы 18 и 19, пересекаю-.55 щиеся друг с другом. Ширина и расположение каждого паза 18 и 19 соответс тв уют ширине и расположению одного участка нити накала 3 и 4 катода в виде двух последовательных отрезков между пересекающими эту нить други" ми нитями. Ширина I> каждого паза

18 и 19 выбирается из условия где Ь„- ширина соответствукщего участка нити накала 3 или 4i х вЂ” ширина электроэрозионного промежутка.

Вырезку пазов 1.8 и 19 разной ширины осуществляют либо проволокой разного диаметра, либо одной проволокой на разных технологических режимах.

Глубину К пазов 18 и 19 определяют из условия

K=Z вЂ”

2 где Z вЂ” толщина стенок катода;

N - число продольных. рядов отверстий в решетчатой структуре катода.

При .определении глубины К пазов

18 и 19 учитывают степень износа электрода-инструмента.

После вырезки всех пазов 18 и 19 на рабочем торце пластины 17 между этими пазами 18 и 19 образуются три продольных ряда выступов 20 - 22.

При этом выступы среднеГо ряда 20 в сечении соответствуют полным отверстиям 5 одного продольного ряда катода, а выступы. крайних рядов 21 и 22 вЂ” половинам, отверстий,5 смежных с первым рядом катода (с учетом электроэрозионных промежутков).

При вырезании пазов (фиг. 4) 18 и 19 у коротких сторон.прямоугольного торца пластины 17 образуются тре- угольные выступы 20а и 20в (показайы штриховой линией), которые рекомендуется удалять, так как из-за невысокой жесткости они могут сместиться.

Это снижает точность изготовления самых,важных участков нитей накала катода, примыкающих к токоподводящим кольцам. При изготовлении электродаинструмента из.,более жестких металлов указанные выступы,20а и 20в можно оставить. В этом случае вид решетчатой структуры катода будет соответственно отличаться от показанного на фиг.,2.

Далее берут полую цилиндрическую заготовку 23, длина и диаметр которой соответственно равны требуемым длине и диаметру катода, а толщина стенок равна заданной толщине нитей накала катода.В этой заготовке 23 предварительно изготовленным электроном-инструментом методом электроэрозии последовательно прошивают продоль- ные ряды отверстий.При этом при каждой прошивке за один проход электройаинструмента (фиг. 6) в заготовке.23 формируют полные отверстия одного продольного, ряда и половины отверстий двух примыкакщих к нему с обеих сторон рядов.

Затем заготовку 23 поворачивают вокруг оси на угол р равный удвоен,ному угловому расстоянию cL между средними линиями смежных рядов отверс. 1042105

12 тий (pi=28) . После этого снова за один проход электрода-инструмента формируют полные отверстия одного продольного ряда и половины отверстий двух примыкающих к нему с обеих сторон рядов (фиг. 7). 5

Таким образом замыкают половины отверстия ряда, расположенного между .рядами полных отверстий, полученными при первой и второй прошивке, т.е. после второй прошивки получают уже. 10 три ряда полных отверстий. Процесс повторяют в той же последовательнос; . ти до .полного формирования структуры рабочей поверхности катода (фиг. 1}.

Решетчатый катод с.эквипотенци- 15 альными кольцами (второй вариант) изготовляют аналогичным образом.

Только при изготовлении электродаинструмента все пересекающиеся пазы вырезают одинаковой ширины и дополни-2О тельно вырезают пазы разной ширины параллельно коротким сторонам рабо-

:чего торца пластины 17 для формироваt ния перемычек, образующих эквипотен- циальные кольца..

Режимы обработки при изготовлении электрода-инструмента и формировании структуры катода выбирают по известной методике с учетом конкретных требований, а также возможностей применяЕмого оборудования.

Предлагаемые варианты конструкций решетчатого катода прямого накала ,повышают эффективность решетчатых прямоканальных катодов в 1,3-1,5 ра",. эа. Для достижения величин тока эмиссии, что имеют место в прежних кон струкциях катодов, требуется меньшая удельная мощность накала и как следствие этого меньшая температура нагрева нитей накала. В результате срок эксплуатации катодов предлагаемой конструкции увеличивается в 3"5 раз. Использование этого изобретения открывает широкие возможности для создания высоконадежных, экономических и долговечных электронных ламп.

Экономический эффект от внедрения. изобретения в народном хозяйстве оценивается в 6 млн. рублей .

1042105

1042105 в az ою ач ць ав

Ялииа нити натив .

1042105

Составитель редактор Т,Парфенова ТехредЖ.Кастелевич Корректор M.немчик

Заказ 7138/53 Тираж 703 .. Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауижкая наб., д. 4/5

И ° °

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4