Катодный узел

Катодный узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к высокотемпературным катодным узлам (КУ) . электроннолучевых трубок с большим ресурсом работы и долговечностью. Цель изобретения - увеличение долговечности и тепловой эффективности уэлов - достигается за счет конструкции КУ с новым подогревателем, в котором уменьшены градиенты температуры между витками и обеспечено максимальное облучение нагретым подогревателем поверхности эмиттера. Для этого сечение витков спирали подогревателя представляет собой неравнополочный уголок с короткой полкой со стороны, противоположной эмиттеру. Это обеспечивает стабильность заданного теплового режима и существенно снижает механические напряжения в подогревателе . На чертеже показаны: эмиттер 1, установленный на цилиндрической частое высокотемпературного экрана 2, отеленной от подогревателя 3, прикрепленного к токовьшодам 6, подогреватель 3 с короткой полкой 4 и перемычками 5. Изобретение может использоваться при разработке катодных узлов для ускорителей и в тех областях науки и техники, где необходим повы- К шенный ресурс работы. 1 ил. Ш

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н 01 Д 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 3948276/24-21 (22) 08.07.85 (46) 15,10.87. Бюл. Н 38 (72) T.À. Воробьев, Д.В. Иремашвили, А.П. Тимошенко и В.Г. Чантуридзе (53) 621.3.032.213(088.8) (56) Патент Великобритании У 869186, кл. Н 1 О, 1960.

Иремашвили Д.В. и др. Высокоэффективный термоэмиссионный источник электронов с эмиттером гексаборида лантана. ПТЭ И 2, с. 137, 1982. (54) КАТОДНЫЙ УЗЕЛ (57) Изобретение относится к высокотемпературным катодным узлам (КУ) электроннолучевых трубок с большим ресурсом работы и долговечностью.

Цель изобретения — увеличение долговечности и тепловой эффективности узлов — достигается за счет конструк„„SU„„1294187 А1 ции КУ с новым подогревателем, в котором уменьшены градиенты температуры между витками и обеспечено максимальное облучение нагретым подогревателем поверхности эмиттера. Для этого сечение витков спирали подогревателя представляет собой неравнополочный уголок с короткой полкой со стороны, противоположной эмиттеру. Это обеспечивает стабильность заданного теплового режима и существенно снижает механические напряжения в подогревателе. На чертеже показаны: эмиттер 1, установленный на цилиндрической части высокотемпературного экрана 2, отеленной от подогревателя 3, прикрепленного к токовыводам 6, подогреватель 3 с короткой полкой 4 и перемычками 5. Изобретение может исполь-. зоаатзся при разработке катодаых уз- С лов для ускорителей и в тех областях науки и техники, где необходим повышенный ресурс работы. 1 ил.

1294187

Изобретение относится к электронной технике, в частности, к высоко— температурным катодным узлам электронных приборов с большим ресурсом рабаты и долговечностью.

Целью изобретения является увеличение долговечности и тепловой эффек— тивности узлов.

Поставленная цель решается за l0 счет конструкции катодного узла с новым подогревателем, в котором уменьшены градиенты температуры между витками и обеспечено максимальное облу.чение нагретым подогревателем поверх- 1r„ ности эмиттера. Новизна подогревателя состоит в том, что сечение его представляет собой неравнополочный уголок с короткой полкой со стороны, противоположной эмиттеру. Такая форма подогревателя существенно снижает механические напряжения в подогревателе, что способствует повышению формоустойчивости его и уменьшению провисания витков, т.е. обеспечению ста- 25 бильнбсти заданного теплового режима путем оптимизации размеров подогревателя. Такая форма позволяет также оп- -, тимизировать облучение поверхности эмиттера нагретым подогревателем. 30

Оптимизация геометрических размеров подогревателя для выбранных материалов проводится на основе теории теплопередачи, откуда следует, что минимальная высота витков соизмерима с расстоянием от подогревателя до эмиттера и экрана, определенным величиной напряжения накала подогревателя. Кроме того, минимальная высота определена механической прочностью 40 и величиной излучающей поверхности подогревателя. Максимальная высота витков ограничена диффузионным сопротивлением кольцевых щелей лучевому переносу в направлении оси, вызыва- 45 ющем перегрев короткой полки уголка.

Минимальная толщина стенки витков ограничена ростом градиента температуры по высоте витков, а максимальная коэффициентом заполнения щелями про- бО екции подогревателя на эмиттер.А так как сечение витков и шаг между ними определены заданным электросопротивлением подогревателя, то оптимальный диапазон выбранных толщин и высот ограничен оптимальным диапазоном межвиткового шага и высоты полки. 3а счет повышения оптической прозрачности подог ревателя высокотемпературный экран более эффективно высвечивает через зазоры на эмиттер. С учетом уменьшения боковых потерь за счет экранированности внутренних колец наружными, снижения температуры экрана, вследствие повышения оптической прозрачности подогревателя, уменьшения потерь тепла на токовыводах за счет их компенсации собственным теплсвыделением и тепловой развязки эмиттера от подогревателя лепестками, в предложенном устройстве снижена потребля— емая электрическая мощность в сравнении с известными катодными узлами, т.е. повышена тепловая эффективность.

Вследствие этого уменьшена рабочая температура подогревателя.

В подогревателе оптимизированной геометрии за счет реализации модели абсолютно черногс тела на большей его части (до 90-95X) со стороны эмиттера, а также за счет увеличения площади активного. тепловыделения оптимизированных токовыводов уменьшена неоднородность тепловыделения.

В конечном итоге, оптимизация приводит к тому, что шаг между витками должен быть в 1,5-25 раз меньше высоты витков, в 3-5 раз больше высоты короткой полки и в 9-22 раза больше толщины стенки витка.

Пример выполнения узла представлен на чертеже, где изображен катодный узел, содержащий эмиттер I, установленный на цилиндрической части высокотемпературного экрана 2, отделенной от подогревателя 3. выполненного из тугоплавксго металла,. Подогреватель 3 имеет сечение неравнополочного уголка тугоплавксго металла с короткой полкой 4 и перемь!чками 5. Подогреватель прикреплен к токовыводам б.

Тепловые испытания предложенного устройства с эмиттером из гексаборида лантана и танталовым подогревателем показали, что при рабочей темпе— ратуре эмиттера 1940 К, за счет осуществления преимущественной теплопередачи в направлении эмиттера, тепловая эффективность узла увеличена на 12Х, снижена неоднородность теплового поля при увеличении ресурса работы узла.

Наиболее целесообразно применение предложенного устройства при разработке катодных узлов для ускорителей и в тех областях науки и техники, где необходим повышенный ресурс работы.

1294187

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я теру.

Составитель А.Киселев

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Редактор Е. Зубиетова

Заказ 4938

Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Катодный узел для электронных приборов, содержащий торцовый катод и подогреватель, выполненный в виде концентрической спирали, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увели— чения долговечности и тепловой эффективности узла, сечение витков спирали подогревателя представляет собой не5 равнополочный уголок с короткой полкой со стороны, противоположной эмит