Катод прямого накала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

А.А. Лучин, A.Н. Седов, H.Н. Кузнецова, )ТЛ3-.:-Корочкина и И.В. Кондратьева

1 .

1 (7l) Заявитель

154) КАТОД ПРЯМОГО НАКАЛА

Изобретение относится к электронной мехнике, преимущественно к катодам для ЭВП.

Известны катоды прямого накала для

ЭВП в виде проволоки или ленты, покрытые, например, слоем оксида, тол- 5 щиной 60-100 мкм. В этом случае раз\ мер катода (диаметр, толщина.) в покрытой эмиссионным материалом части мало отличается от непокрытого подогревателя и величина достижимой тем- 10 пературы определяется лишь термостойкостью катодного материала (1) .

Недостатком этих катодов является то, что поверхность катода практически полностью повторяет форму подогре- 35 вателя (проволоки, ленты) и трудно получить эмиттирующую поверхность другой геометрии, например, в виде диска, части сферы и т,п.

Известен катод прямого накала 2, содержащего термоэмиттер в виде пластины, который укреплен на держателе. Вертикальные части держателя с помощью опорных проводников закреплены на изоляторе. Эмиттер такого катода имеет диаметр значительно больше, чем ширина держателя. Разогрев термоэмиттера осуществляется теплопроводностью от держателя к эмиттеру.

Количество тепла Q, поступающее к эмиттеру с двух сторон от держателя, определяется по формуле а=гЛ. Вд

l где 1 — коэффициент теплопроводности держателя;

S — сечение держателя;

6 — длина держателя на участке образования перепада температуры д t.

В этой конструкции величина теплового потока Q поступающего к эмит- теру, ограничена геометрическими параметрами держателя - и его допустимой

S температуры. Поэтому площадь 5 эми1тера, нагреваемая до температуры Ту также ограничена сверху соотношением

Bggp т В

3 87 полученным из уравнения теплового оаланса = „, э В где р — приведенный коэффициент черноты;

1 — коэффициент пропорциональности:

Т вЂ” температура эмиттера;

S9 — излучающая площадь эмиттера.

Недостатками данного катода являются его низкая экономичность и ограничение по площади эмиттирующей поверх,ности, которая может быть разогрета до требуемой температуры. Например, для катода такой конструкции диамет" ром 2,5 мм и иагреваемого с помощью проволоки круглого сечения 0,35 мм получены следующие результаты; температура катода 1650 С, мощность накала l 6А!! 2, 5 В 40 Вт, долговечность— несколько тысяч часов, КПД =122. При мощности накала 19Ах3,2 В = 61 Вт подогреватель кратковременно нагревает катод до 1800 С и перегорает. Катоды большего размера на данной проволоке нагреть до такой температуры нельзя.

Дель изобретения — повышение КПД катодного узла.

Поставленная цель достигается тем, ч го в катоде прямого накала, содержащем эмиттер в виде пластины, закрепленный на держателе, пластинаэмиттера выполнена, по крайней мере, из двух частей с зазором, увеличивающимся в сторону держателя, у которого он равен

aL= 2 @ а, 5 где с1. — зазор;

Х вЂ” теплопроводность держателя

S — площадь сечения держателя„

Q — — общий тепловой поток эмиттера; — перепад температур между эмиттером и держателем.

На фиг. 1 представлен катодный, узел, общий вид; на фиг. 2 — график распределения температуры на известном катоде; на фиг. 3 — то же, на предлагаемом катоде., Катодный узел содержит эмиттер 1, закрепленный на держателе 2, концы которого с помошью опорных проводников 3 закреплены через изоляторы 4 на втулке 5.

Эмиттер выполнен в виде диска, разделенного на две части. Минимальное

3302 расстояние между ними у эмиттирующей поверхности определяется возможностями технологии. Из графиков распределения температур видно, что на предлагаемую эмиттирующую пластину катода поступает тепловой поток, равный 4 Q вместо бывшего ранее 2 Q. Если

cL22l!. -a1: то экономичность катода

0 и уменьшается вследствие уменьшения теп

10 лового потока, нагревающего эмиттирующую пластину теплопроводностью и возрастающими потерями тепла излучением в окружающую среду. При „(2Х 111

5 количество тепла, выделенное на дер1 жателе прокодящим по нему электрическим током 1, недостаточно для поддержания заданной температуры пластины, так как Q= 1 Я вЂ” °

Я

Изготовлен и испытан катодный узел

20 с эмиттирующей пластиной 3,5 мм с высотой l мм. При этом величина зазора эмиттирующей пластины в зоне держателя 0,8 мм, а в эмиттирующей зоне 0,01—

0,2 мм. В результате испытаний катодный узел был при температуре 1650 С.

При диаметре таблетки 3,5 мм потребляемая мощность 242 Вт, а КПД 237.

Формула изобретения

Катод прямого накала, содержащий эмиттер в виде пластины, закрепленный на держателе, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения КПД узла за счет обеспечения равномерного прогрева эмиттера, он выполнен, по крайней иере, из двух частей с зазором, увеличивающимся в сторону держателя, у которого он равен

d.=1% — g4

Я

Q 1 где д- — зазор; теплопроводность держателя;

gj S — площадь сечения держателя; (}. — общий тепловой поток с эмиттера; — перепад температур между эмиттером и держателем.

56 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

Добрецов Л.Н., Гомоюнова M.Â.

Эмиссионная электроника. М., "Наука", 1966, с, 205.

2. Акцентованная заявка Японии

1l! 53-29061, кл. 99 А ll, опублик.

1978 (прототип).

873302 мм

3 (;Риг,2 мм

3 фее. 3

ВНИИПИ Заказ 9061/78 Тираж 787 Подписное

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